[发明专利]集电环装置以及使用该集电环装置的旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及集电环装置以及使用该集电环装置的旋转电机，该集电环装置具有集电环和径向引线，集电环与外部装置电连接以用于对旋转电机的转子进行励磁，径向引线从该集电环沿转子的径向通电。

背景技术

作为现有的使用集电环装置的旋转电机例如有如图11所示的电机。作为旋转电机的涡轮发电机1大致上具备：框体2、定子3、转子10、以及集电环装置部15。

定子3具有定子铁心4且固定于框体2的内周部，定子线圈6卷绕于定子铁心4。转子10具有磁极12和直接耦合部14，转子线圈13集中卷绕于磁极12。转子10的转轴11被安装于框体2的支架7,8内的各轴承7a，8a所支承。

在转轴11的直接耦合侧的相反侧的设备外端部延长的轴端部附近绝缘保持有集电环18。集电环装置部15的集电部16包含集电环18及与其外周接触的电刷19，通过配置在转轴11的外周的槽内的连接导体（都未图示）将转子线圈13和集电环18连接。

集电部16具备：集电环18、电刷19、电刷保持器20、以及绝缘保护板21。集电环18由合金钢制成且嵌合于形成为环状的绝缘体17，该绝缘体17形成于在转轴11的直接耦合侧的相反侧的设备外端部延长的轴端部附近。

另外，图12和图13示出了现有的集电环结构的一个具体例子，其具备从转子轴51向设备外延伸的转子轴端部52，该转子轴端部52通过机械加工与转子轴51形成为一体的结构。然后，在中心部形成有空心孔53直到转子轴端部52和转子轴51的线圈末端附近为止。

该转子轴端部52成为集电环结构体的安装部。在转子轴端部52例如配置正极侧的第1集电环54和负极侧的第2集电环55。第1集电环54配置于转子轴51侧的第1集电环安装部52a，第2集电环55配置在转子轴51侧的相反侧，即配置在转子轴端部52的轴端侧的第2集电环安装部52b。如此一来，就需要正极侧的第1集电环54和负极侧的第2集电环55。

在第1集电环54和第2集电环55之间的转子轴端部52设有引线连接部56。在该引线连接部56形成有安装第1径向引线57的第1径向引线安装孔58、以及安装第2径向引线59的第2径向引线安装孔60。

在到转子轴端部52和转子轴51的线圈末端附近为止的中心部上形成的空心孔53内插入安装有与第1径向引线57连接的半月状的第1轴向引线61、以及与第2径向引线59连接的半月状的第2轴向引线62。然后，在第1轴向引线61和第2轴向引线62之间插入有引线间绝缘体63，并且在空心孔63和第1轴向引线61、第2轴向引线62之间插入有绝缘体64。在第1轴向引线61和第2轴向引线62的端部设有绝缘体65。

第1集电环54和第1径向引线57通过第1集电环引线66来进行连接，第2集电环55和第2径向引线59通过第2集电环引线67来进行连接。

然而，来自设备外的外部的供电和从转子向外部的取电成为如图12所示的箭头标记那样的电流。来自设备外的外部的供电通过未图示的电刷流向正极侧的第1集电环54。流过第1集电环54的电通过第1集电环引线66流向第1径向引线57。流过第1径向引线57的电通过第1轴向引线61提供给转子线圈。

从转子向外部的取电是从转子线圈流向第2轴向引线62。流过第2轴向引线62的电流向第2径向引线59。流过第2径向引线59的电通过第2集电环引线67流向负极侧的第2集电环55。流过第2集电环55的电通过未图示的电刷向外部取出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003－164111号公报

专利文献2：日本专利特开平6－237558号公报

专利文献3：日本专利特开平8－242554号公报

专利文献4：日本专利特开平8－51765号公报

专利文献5：日本专利特开昭59－216445号公报

专利文献6：日本专利特开昭60－109744号公报

专利文献7：日本实用新型实开昭59－176365号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

如上所述，以往，为了在旋转电机上支承转子而在转子轴51设有轴承。转子轴端部52从该转子轴51的轴承部向设备外侧延长。对转子进行对准调整使得对轴承施加一定程度的负载，由此在转子处产生弯曲应力。

另外，在配置了CGS（燃气轮机－发电机－蒸汽轮机）的情况下，在配置有集电环结构的转子轴51的转子轴端部52施加有由蒸汽轮机的输出造成的扭矩负载，因此在运行中产生了扭曲应力。