屈氏集電器

繞線機 3年免維護 電刷 滑環 抖動 集電器 調速 工業節能 節能 節電 電機調速 內饋調速 斬波 斬波內饋 斬波控制

1、傳統繞線型異步機的滑環為“機載”滑環,即滑環裝置安裝在電機轉子軸的尾端,滑環實際是單端支撐的懸臂樑結構，故電機在運行過程中，由於離心力和徑向不平衡力矩的作用，滑環將不可避免地產生徑向抖動,尤其是在啓動和調速運行時，現象更為明顯。

滑環的抖動振幅、頻率很高，電刷的壓力彈簧根本無法響應，因此造成電刷和滑環的接觸不良，於是造成嚴重的打火，致使滑環表面燒蝕，電刷也隨之損壞。

2、滑環的線速度高造成電刷磨損大，壽命短

“機載”滑環結構的滑環必然要安裝在電機轉子的軸上，由於轉子繞組的電纜要通過軸心引出，因此須要採用大直徑、空心型的軸結構，滑環的直徑受轉子軸的限制必然增大。電刷的磨損和滑環相對運動的線速度密切相關，具有關資料介紹，電刷的壽命和滑環的線速度的平方成反比，故機載滑環的傳統結構電刷的壽命較低，標準規定只有3500——4500小時，實際的壽命還遠低於標準值。

3、傳統機載結構的滑環、電刷結構在散熱方面也存在困難，通常，滑環表面的温升多超過80C，加劇了磨損，使滑環電刷可靠性進一步降低。同時，電刷磨損產生很多的碳粉,散落在絕緣的各相滑環之間，極容易產生滑環相間短路和造成接地，滑環系統將徹底損壞。

屈氏集電器集電器是旨在從根本上克服傳統電刷、滑環缺陷的創新技術，也是屈維謙先生繼內饋調速之後的又一重大發明。高可靠的內饋調速電動機——屈氏電機，必然是集內饋繞組和屈氏集電器兩大特點於一身的新型電動機。

l 屈氏集電器的基本原理

根據附圖所示的屈氏集電器，首先，將原來安裝在電動機軸上的滑環、電刷裝置設計成獨立的集電裝置，通過電法蘭和電纜橋架與電動機實現機械和電氣的連接。集電器的滑環採用雙軸承支撐，加上電法蘭的緩衝作用，滑環的抖動得以徹底避免；同時，由於不再和電動機軸發生直接聯繫，屈氏集電器的滑環直徑很小，大約是傳統滑環直徑的一半，滑環的線速度降低1/2，相應的電刷磨損明顯減小，壽命可以提高3——4倍。

l 性能指標

1、無抖動——從根本上解決了傳統滑環抖動而產生打火的問題。

2、低線速、高壽命——滑環的線速度降低一半，電刷的壽命從原來5000小時延長到現在30000小時。是傳統集電器電刷6倍。

3、滑環使用壽命平均為10年。使維護量大大減小。3年之內免維護。

4、配有全自動電刷磨損檢測裝置，

l 反面案例

1) 2006年保定北方調速公司為營口濱海熱電廠新建的2#、3#熱網循環泵上的內饋電機採用了屈氏集電環裝置，並於當年10月正式投入運行。

原內饋電機採用的是傳統機載集電裝置，起動及運行時集電裝置的徑向抖動較大，運行一個月後便開始出現滑環打火現象，電刷的火花幾乎連成了弧光，電刷磨損量極大，運行人員幾乎是每兩個小時檢查一次，維護工作十分繁重。

07年初，由於我廠運行維護人員少，為避免因維護不當滑環燒燬造成更大的經濟損失，不得已將兩台電機的滑環、電刷拆除，同時將電機轉子繞組的引出線直接短接，使該電機由“繞線機”運行變成了“鼠籠機”運行。

問題出現後，配套廠商一直努力協助我公司尋求解決問題的辦法。07年8月，我們決定採納保定北方調速有限公司的建議，對兩台電機集電裝置進行改造，用“屈氏集電器”代替原電機集電裝置。

“屈氏集電器”是由保定北方調速有限公司自行研製生產的，該公司設計人員從滑環打火的機理入手，對集電裝置進行了重新設計，將集電裝置獨立於電動機之外，由原“單端支撐懸臂結構”改為“雙端支撐”，集電器與電機間通過聯軸器進行連接，其直徑不再受電動機主軸尺寸的限制，達到了結構參數最優化運行效果，同時增加電刷數量，降低電刷的電流密度，克服了繞線電動機集電裝置的兩個不足：一、安裝在電動機主軸的非負載端，僅靠電動機的單端軸承支撐成懸臂結構。電動機在啓動和運行時的不平衡轉矩使集電裝置產生徑向抖動，輕則導致電刷磨損不均縮短電刷使用壽命；重則造成集電環和電刷間因接觸不良打火，燒蝕集電環表面，甚至損壞集電裝置；二、集電環外徑受電動機主軸直徑的限制，尺寸較大，線速度較高，電刷機械磨損嚴重，壽命降低。

目前，屈氏集電器已在我公司成功運行，實踐證明該裝置確實是一種低線速、無抖動、不打火、長壽命，維護量少，運行可靠性高的集電裝置。自投入運行至今，滑環、電刷無打火現象，電刷的磨損量小，運行人員的維護工作量明顯降低，電機運行穩定，解決了困擾我公司的一大難題。

營口濱海熱電廠

2008-3-18

針對以上問題保定北方調速公司公司新研製開發生產的連軸式屈氏集電環裝置.取代了過去老式的機載滑環,從根本上解決了用户所擔心滑環所易出現的上述問題。恆運電廠2*30mw四台湘電製造1600KW內饋電機、北京密雲電廠八台內饋電機、大慶二極2000KW內饋電機等項目中，都採用了連軸式屈氏集電環裝置。一次性成功的解決了電機投入運行後其電刷磨損極快和滑環打火問題。