[发明专利]一种电机换向装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机换向装置及方法，特别是一种大型直流电动机换向装置，属于电机装置技术领域。

背景技术

换向器是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去原一个部件。 结构上，换向器是几个接触片围成圆型，分别连接转子上的每个抽头，外边连接两个电极称为电刷与之接触，同时只接触其中的两个。 原理是，当线圈通过电流后，会在永磁铁的作用下，通过吸引和排斥力转动，当它转到和磁铁平衡时，原来通着电的线较对应换向器上的触片就与电刷分离开，而电刷连接到符合产生推动力的那组线圈对应的触片上，这样不停的重复下去，直流电动机就转起来了。

大型直流电动机，因其平滑的调速性能、优良的过载能力以及适应频繁正反转等特性，广泛应用于冶金矿山、钢厂轧钢等领域。

对于中小型的直流电机，通常换向器也较小，仅通过前后压圈把合即可将换向片固定，并满足运行强度要求，但对于大型直流电动机，尤其是换向器外径超过2米、电枢外径超过3米的电动机，仅靠前后压圈压紧不足以支撑换向片装配的强度要求，主要表现在换向片鸽尾处强度不足。对于此类问题，可在换向器外圈热套金属箍环，以确保运行时换向片鸽尾强度，但金属箍环直接与换向器表面接触，会使换向片间接对地放电。因此金属箍环必须绝缘良好并能方便、精确地安装到换向器表面。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种针对上述存在的问题，提供一种能使换向器既满足强度要求，又简单可靠，并且结构简单，提高换向片对工况的实用性的大型直流电机换向装置和该装置的加工方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种电机换向装置，包括通过套筒安装于电机转子上具有升高片的换向片，该换向片两端部装配有压圈机构，换向片与压圈机构之间设置有绝缘机构以实现绝缘效果，换向片上套有与换向片绝缘的金属箍环，利用金属箍环以加强换向片的强度。

本发明中，利用金属箍环加强大型直流电机换向片鸽尾处的强度，使该换向装置安装于转子后鸽尾的强度以达到要求目标值，同时，在高速选择的过程中换向片结构更加稳定。由于采用的是金属箍环，而在实际应用中，需要避免间接对地放电，该发明利用绝缘材料以实现金属之间形成独立的主体，有效的解决换向装置的强度问题和间接放电的问题。

本发明的一种电机换向装置，所述压圈机构包括前压圈和后压圈，套筒设置于前压圈和后压圈之间且位于换向片内侧，该前压圈、后压圈、换向片和套筒通过多个第一螺栓连接为一体。该方式的设计采用螺杆连接的方式以实现专配关系，同时，该结构简单，便于操作。

进一步的，所述第一螺栓为双头螺栓，其中一端与后压圈通过螺纹直接把合，另一端贯穿前压圈并通过螺帽把合紧固。在大型直流电机中，采用换向装置专配完善后直接再装配在转子上不利于安装以及安装的难度高，装配精度低，该方式能够有效的解决电机装配的问题。

进一步的，该第一螺栓为圆周阵列分布。

本发明的一种电机换向装置，所述金属箍环安装于靠近升高片所在的换向片上，该金属箍环与换向片之间设置有用于绝缘的绝缘内圈，该金属箍环靠近升高片的一侧设置有后绝缘环，该金属箍环远离升高片的一侧设置有前绝缘环。该设计方式能够有效的解决金属箍环与换向片或者升高片之间产生间接放电的问题，在保证了加强换向片鸽尾强度的同时保证换向装置的效果，结合将金属箍环设计在升高片的一侧，从而使电刷与换向片有效接触面增大。

进一步的，所述绝缘内圈采用绝缘材料包覆并加热固化制成，并靠近升高片的端部加工有用于金属箍环限位的第一止口，所述换向片上设置有用于绝缘内圈限位的第二止口。装配过程中，不仅考虑到由底部向上一次装配，同时，利于金属箍环的专配，使金属箍环与升高片保持一定的距离，并且该结构的绝缘内圈强度和绝缘效果好。

进一步的，所述金属箍环与绝缘内圈为过盈配合，并通过第一限位台和金属箍环装配后绝缘环，前绝缘环通过多个第二螺栓装配于金属箍环上。该方式能够进一步紧固换向片的装配，在结构设计上有利于金属箍环以及绝缘环的设计。

进一步的，该第二螺栓为圆周阵列分布。

进一步的，该金属箍环、绝缘内圈、前绝缘环、后绝缘环的装配缝隙以及第二螺栓的外表面涂封涂层以用于密封缝隙和隔离部件与空气。介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好。

进一步的，所述前绝缘环和/或后绝缘环采用玻璃布板、云母板压制或加工成形。

进一步的，所述前绝缘环和/或后绝缘环为一体制成或分瓣结构。

一种直流电动机，包括上述的电机换向装置。