[发明专利]一种多对励磁滑环

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型同步发电机部件，特别是一种多对励磁滑环。

背景技术

大型同步发电机都是通过向励磁绕组通直流电产生磁场以完成机械能-电能转换。现在最为简单的励磁方式就是通过滑环将励磁电流送入旋转的发电机转子，所有励磁设备均处于静止状态，故称为静止励磁。静止励磁系统相对于旋转励磁而言结构更简单、成本低、可靠性高、运行更安全、控制精度高、可操作性强。在励磁方式上，大中型机组多采用自并励静止励磁方式。这种励磁方式具有反应速度快,动态品质优良,能提高机组和电力系统的暂态稳定性等特质。但静止励磁系统均为有刷励磁，均采用1对（正、负极滑环各一组）滑环将励磁电流通入转子绕组，相对于无刷励磁发电机，有刷励磁在动态稳定性、故障处理、灭磁时间常数及功能调试等技术特性上具有很大优势。但是碳刷与滑环磨损严重、火花等级超标，甚至造成环火，一直是影响有刷励磁发电机运行工况的重要因素。随着机组容量越来越大，励磁系统所需提供的励磁电流也越来越大，一对滑环及碳刷的导电能力、抗温升能力及高转速工况下（尤其是汽轮发电机）的持续工作能力难以满足100MW以上机组的更高要求。

现有静止励磁系统正负极仅两个滑环（1对），碳刷均匀分布在正负极滑环上，如说明书附图中的附图1所示。在大负荷、高容量、高转速的工况下，碳刷及滑环极易发热、磨损，造成接触电阻不稳定、碳刷打火，严重时甚至影响发电机的无功输出能力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多对励磁滑环，增加滑环数量，对机组空间要求不高；减少单个碳刷通过电流，延长碳刷使用寿命；增加碳刷数量，可承载更大的转子电流，该多对励磁滑环可应用于大型发电机组、高转速发电机组。

本发明采取的技术方案为：

一种多对励磁滑环，包括至少两对滑环，每一个滑环均包括滑环正极、滑环负极，每一个滑环上设有多个碳刷。所述滑环正极、滑环负极连接转子的两端。

所述一个滑环上的多个碳刷之间相互连接。位于成对滑环上的一个滑环上的多个碳刷连接转子正极，位于成对滑环上的另一个滑环上的多个碳刷连接转子负极。

所述滑环为四个，共两对。

本发明一种多对励磁滑环，多组滑环供电，增大转子电流通过能力；多碳刷相互连接，提高供电可靠性。减少碳刷磨损、温升、打火，延长使用寿命。

附图说明

图1为背景技术中所述现有静止励磁系统正负极两个滑环结构示意图。

图2为本发明一种多对励磁滑环结构示意图。

其中，图1、图2中的虚线表示大轴中心线。

具体实施方式

如图2所示，一种多对励磁滑环，包括至少两对滑环1，每一个滑环1均包括滑环正极1.1、滑环负极1.2，每一个滑环1上设有多个碳刷2。所述滑环正极1.1、滑环负极1.2连接转子3的两端。所述一个滑环上的多个碳刷2之间相互连接。

位于成对滑环上的一个滑环上的多个碳刷2连接转子正极4.1；位于成对滑环上的另一个滑环上的多个碳刷2连接转子负极4.2。

所述滑环1为四个，共两对。假设碳刷数量为2N（单个滑环上的碳刷数量为N），单个碳刷与滑环的接触电阻为R_j，当励磁电流I_f恒定时，则单个碳刷的流经电流为I_f/N，造成的接触损耗功率P₁=(I_f/N)2*R_j；如果将滑环1数量从2调整为4（每个滑环上的碳刷数量仍为N），则单个碳刷的流经电流为I_f/2N，造成的接触损耗功率为P₂=(I_f/2N)2*R_j=0.25P₁。由此可见，增加滑环数量，进而增加碳刷数量。可使单个碳刷的流经电流减小为二分之一，接触损耗功率减小为四分之一，可大幅度降低碳刷温升，有效减少碳刷打火和发热，更换碳刷时的安全性更高，四个滑环1供电的可靠性也更高，相应大容量机组所能承载的I_f也越大。