[发明专利]无刷励磁机的圆筒形水冷整流环

说明书

本发明涉及一种用于无刷励磁机的通过整流电路将交流功率转入转变为直流功率输出的装置。

常用的无刷励磁机整流环多数是风冷整流环，它单独安装在励磁机的主轴上，呈圆盘形，其整流元件依靠体积较大的散热片散热，这些整流元件及其散热片固定在整流环的环座上，运行时环座随同主轴快速旋转，于是散热片与空气间发生摩擦，产生较大的风摩损耗和通风噪声。

美国专利US3381209报导了一种适用于大容量隐极汽轮发电机的励磁整流装置，该励磁整流装置制成棒状体，长达10米左右，安装在主轴的中心孔内。棒体的外侧为一个用绝缘材料制成的绝缘套筒，沿套筒内壁均匀地布置6根用于通电的铜条作为外环轴向导线，其中的3根各通过各自的接线棒与直流负载正极相连，另3根各通过接线棒与负载的负极相连。外环轴向导线的内侧均称地布置3根铜条作为内环轴向导线，它们通过各自的接线棒与交流励磁机电枢上的三相绕组的端接线相连。每一铜条各配置一对通冷却液的空心铜管。外环铜排与内环铜排之间布置6个由并联的硅整流二极管构成的三相全波整流臂，沿绝缘套筒轴向布置为数众多的整流元件。绝缘套筒内的其余空间浇铸环氧树脂类的绝缘材料，使整流装置形成一个实心而又细长的棒状体，置于主轴中心孔内。这种整流装置可以输出强大的励磁电流，供给几十万千瓦或更大容量隐极式汽轮发电机所需的励磁电流。但这种结构的整流装置存在以下缺陷：

1、每一支路上采用众多并联的整流组件没有串联保险熔断器，一旦其中的一只硅二极管发生短路故障，就会导致全部硅二极管烧损以致整个整流电路的破坏。该方案因受空间的限制，客观上不可能为每只硅二极管串联保险熔断器，所以采用这一方案的整流装置是极不安全的。

2、制造和维修困难重重。如装配过程中以众多的聚乙烯模块代替硅二极管塞进细长的圆筒内，其塞进的难度很大，在浇铸环氧树脂之前欲保证这些模块的正确位置则更难;浇铸环氧树脂时，未固化的环氧树脂会从圆筒上为装拆硅二极管的数十个圆孔内外泄，环氧树脂固化后，代替硅二极管的聚乙烯模块很难取出;众多零件间的相互配合，在极为不利的装配条件下，其配合公差难以得到保证;装置中许多螺孔的螺纹在浇铸环氧树脂时，难免被粘坏，一旦出现故障，细长的绝缘套筒整体地从主轴中心孔内抽出是相当困难的，在装拆绝缘套筒时，装拆其两端的接线棒也很麻烦。

3、布置整流装置的主轴中心孔，长约10米左右，其孔径不小于15厘米，由于汽轮发电机转子轭部磁密相当高，开了这种孔后，磁密受到影响，效率较低。

本发明的目的在于设计一种结构紧凑、安装维修方便、输出电流大的无刷励磁机水冷整流环。

本发明利用无刷励磁机转子电枢轭部上的圆筒形环圈的作为布置整流部件和连接电路的环座，该环圈圆筒内壁周径上匀称地开有用以分别埋设各整流部件的若干个径向盲孔，在这些盲孔的一侧开一个用以埋设正极连接线的环形槽，在这类盲孔的另一侧开1个埋设负极连接线的环形槽，每一个盲孔与其中的一个环形槽之间开有一个用以埋设正极连接线或者负极连接线的连接槽;整流部件布置在盲孔内，位于盲孔一侧的环形槽和连接槽内埋设与一组整流部件的内金属触头相衔接的正极连接线，盲孔另一侧的环形槽和连接槽内埋设与另一组整流部件的内金属触头相衔接的负极连接线;电极连接线采用可同时通水、通电的空心金属管，外部包有绝缘材料。

图面说明：

图1为圆筒形无刷励磁机的水冷整流环的结构剖视图，图中1-环座，2-压接式整流部件，3-正极连接线，4-负极连接线。

图2为环座（1）的展开示意图。图中a-盲孔，b₁、b₂-环形槽，c₁、c₂-连接槽，3、4-正、负极连接线，e₁、e₂-并联连接线。

以下结合附图说明本发明的圆筒形水冷整流环的基本结构，但发明内容不限于附图说明。