本發(fā)明涉及主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，具體為新型同步主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，內(nèi)燃機(jī)車同步主發(fā)電機(jī)朝著集成化方向發(fā)展。將主發(fā)電機(jī)和輔發(fā)電機(jī)集成在同一電機(jī)上，成為今后鐵路機(jī)車主發(fā)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。主發(fā)電機(jī)與輔發(fā)電機(jī)集成后，主發(fā)與輔發(fā)轉(zhuǎn)子的連接結(jié)構(gòu)和連接方式成為主輔發(fā)電機(jī)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。尤其是裝配高速柴油機(jī)的內(nèi)燃機(jī)車，主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，主輔轉(zhuǎn)子上各個(gè)部件及勵(lì)磁聯(lián)線承受的離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比。同時(shí)主輔轉(zhuǎn)子有兩套勵(lì)磁引線與滑環(huán)連接，連線結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，勵(lì)磁連線燒損等故障是主輔發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障形式。

現(xiàn)有主輔發(fā)電機(jī)主轉(zhuǎn)子、輔轉(zhuǎn)子和滑環(huán)裝配的連接結(jié)構(gòu)如圖9所示：滑環(huán)裝配15位于電機(jī)內(nèi)部，從滑環(huán)到主、輔轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁引線使用電纜。輔轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線電纜23直接綁扎在轉(zhuǎn)軸表面，分別與滑環(huán)和輔轉(zhuǎn)子繞組引線頭連接。主轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線電纜24穿過(guò)輔磁軛后，分別與滑環(huán)和主轉(zhuǎn)子繞組的引線頭聯(lián)接。勵(lì)磁電纜在轉(zhuǎn)軸和輔支架22上用綁扎帶固定。

現(xiàn)有主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下：a）滑環(huán)安裝在端蓋內(nèi)部，使得兩個(gè)支撐軸承間的主輔轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)軸剛度和強(qiáng)度性能降低，可靠性降低。同時(shí)輔發(fā)機(jī)座也較長(zhǎng)，增加了電機(jī)重量和成本。b）滑環(huán)位于電機(jī)內(nèi)部，不能在線更換。若要更換滑環(huán)，需要解體電機(jī)。c）滑環(huán)和刷架系統(tǒng)在電機(jī)內(nèi)部，檢測(cè)滑環(huán)和更換電刷困難。d）滑環(huán)和刷架系統(tǒng)置于電機(jī)內(nèi)部，碳刷與滑環(huán)摩擦產(chǎn)生的碳粉容易附著在電機(jī)繞組及聯(lián)線上，使繞組的絕緣電阻降低，并存在短路隱患。e）主輔轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電纜在轉(zhuǎn)軸的外表面綁扎固定，電纜旋轉(zhuǎn)半徑大，受到的離心力大。f)勵(lì)磁電纜在轉(zhuǎn)軸表面綁扎固定，綁扎的可靠性差，轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力會(huì)使綁繩松動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提供了新型同步主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：新型同步主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括主轉(zhuǎn)子、輔轉(zhuǎn)子和滑環(huán)裝配，其中主轉(zhuǎn)子包括主轉(zhuǎn)子鐵芯、主轉(zhuǎn)子繞組、主磁軛和主發(fā)轉(zhuǎn)軸，輔轉(zhuǎn)子包括輔轉(zhuǎn)子鐵芯、輔轉(zhuǎn)子繞組、輔磁軛和輔發(fā)轉(zhuǎn)軸，滑環(huán)裝配位于輔發(fā)轉(zhuǎn)軸的右端部且位于機(jī)殼外部，輔發(fā)轉(zhuǎn)軸為空心軸結(jié)構(gòu)，輔磁軛熱套在輔發(fā)轉(zhuǎn)軸上，輔磁軛與主磁軛通過(guò)止口連接，輔磁軛與主磁軛的連接止口處為空腔結(jié)構(gòu)，在空腔外圓周上加工兩對(duì)成180°分布的腰形孔，空腔內(nèi)部端面上還安裝兩個(gè)成180°分布的接線板，接線板與兩對(duì)腰形孔對(duì)應(yīng)，主發(fā)勵(lì)磁引線電纜和輔發(fā)勵(lì)磁引線電纜穿過(guò)空心軸并密封固定，右端與滑環(huán)裝配連接，主發(fā)勵(lì)磁引線電纜的左端和主發(fā)引線的一端連接到一弧形板上，主發(fā)引線的另一端穿過(guò)腰形孔引到輔磁軛外表面，并用主發(fā)引線壓板固定在輔磁軛端面，主發(fā)引線再與主轉(zhuǎn)子繞組引線頭連接，輔發(fā)勵(lì)磁引線電纜的左端和輔發(fā)引線的一端連接到另一弧形板上，輔發(fā)引線的另一端穿過(guò)腰線孔固定在輔發(fā)接線板上，輔轉(zhuǎn)子繞組引線通過(guò)螺栓固定在輔發(fā)接線板上，輔轉(zhuǎn)子繞組引線通過(guò)輔發(fā)引線壓板固定在輔磁軛上。

上述的新型同步主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，輔發(fā)轉(zhuǎn)軸的左端和右端端口分別設(shè)有左端絕緣壓板和右端絕緣壓板，左端端口內(nèi)還設(shè)有橡膠護(hù)套，軸內(nèi)灌入密封膠和固持劑對(duì)電纜線進(jìn)行密封固定。

本發(fā)明技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果：

1）滑環(huán)外置，使主輔發(fā)電機(jī)軸承支撐區(qū)間的軸向長(zhǎng)度縮短，輔發(fā)機(jī)座長(zhǎng)度縮短，電機(jī)整體強(qiáng)度和剛度增加。

2）主輔發(fā)電機(jī)的4根勵(lì)磁引線由轉(zhuǎn)軸外表面綁扎固定結(jié)構(gòu)改為空心軸中心灌膠固定結(jié)構(gòu)后。電纜離心力半徑縮小，灌膠固定牢固，在軸孔內(nèi)得到有效保護(hù)，電纜因離心力和綁扎固定不牢固的故障風(fēng)險(xiǎn)得到根本解決，可靠性提高。

3）將輔支架和輔磁軛改為一體化結(jié)構(gòu)，降低制造成本，提高整體軸系剛度和強(qiáng)度，簡(jiǎn)化裝配過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。

4）滑環(huán)裝配外置，便于滑環(huán)和刷架的更換和定期維護(hù)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)滑環(huán)系統(tǒng)與電機(jī)冷卻風(fēng)路分離，使碳粉不再進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，減少電機(jī)內(nèi)部因碳粉堆積造成電機(jī)接地風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A向視圖。

圖3為輔轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的A向視圖。

圖5為圖3的B向視圖。

圖6為輔磁軛的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6的局部側(cè)視圖。

圖8為現(xiàn)有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中輔磁軛和主磁軛連接示意圖。

圖9為現(xiàn)有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖中：1-輔磁極，2-輔磁軛，3-輔發(fā)轉(zhuǎn)軸，4-主發(fā)引線，5-主發(fā)引線壓板，6-接線板，71-主發(fā)勵(lì)磁引線電纜，72-輔發(fā)勵(lì)磁引線電纜，8-左端絕緣壓板；9-橡膠護(hù)套，10-輔發(fā)引線，11-輔發(fā)接線板，12-輔轉(zhuǎn)子繞組引線，13-輔發(fā)引線壓板，14-密封膠，15-滑環(huán)裝配，16右端絕緣壓板，17-滑環(huán)接線柱，18-后端蓋，19-前端蓋，20-腰形孔，21-主磁軛，22-輔支架，23-輔轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線電纜，24-主轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線電纜。

具體實(shí)施方式

新型同步主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括主轉(zhuǎn)子、輔轉(zhuǎn)子和滑環(huán)裝配15，其中主轉(zhuǎn)子包括主轉(zhuǎn)子鐵芯、主轉(zhuǎn)子繞組、主磁軛21和主發(fā)轉(zhuǎn)軸，輔轉(zhuǎn)子包括輔轉(zhuǎn)子鐵芯、輔轉(zhuǎn)子繞組、輔磁軛2和輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3，滑環(huán)裝配15位于輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3的右端部且位于機(jī)殼外部，輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3為空心軸結(jié)構(gòu)，輔磁軛2熱套在輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3上，輔磁軛2與主磁軛21通過(guò)止口連接，輔磁軛2與主磁軛的連接止口處為空腔結(jié)構(gòu)，在空腔外圓周上加工兩對(duì)成180°分布的腰形孔20，空腔內(nèi)部端面上還安裝兩個(gè)成180°分布的弧形接線板6，弧形接線板6與兩對(duì)腰形孔20對(duì)應(yīng)，主發(fā)勵(lì)磁引線電纜71和輔發(fā)勵(lì)磁引線電纜72穿過(guò)空心軸并密封固定，右端與滑環(huán)連接，主發(fā)勵(lì)磁引線電纜71的左端和主發(fā)引線4的一端連接到一弧形接線板6上，主發(fā)引線4的另一端穿過(guò)腰線孔20引到輔磁軛外表面，并用主發(fā)引線壓板5固定在輔磁軛2端面，主發(fā)引線4再與主轉(zhuǎn)子繞組引線頭連接，輔發(fā)勵(lì)磁引線電纜的左端和輔發(fā)引線10的一端連接到另一弧形接線板6上，輔發(fā)引線10的另一端穿過(guò)腰線孔固定在輔發(fā)接線板11上，輔轉(zhuǎn)子繞組引線12通過(guò)螺栓固定在輔發(fā)接線板11上，輔轉(zhuǎn)子繞組引線12通過(guò)輔發(fā)引線壓板13固定在輔磁軛上，主發(fā)引線4和輔發(fā)引線10采用銅母線，銅母線表面包絕緣熱縮帶。

上述的新型同步主輔發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3的左端和右端端口分別設(shè)有左端絕緣壓板8和右端絕緣壓板16，左端端口內(nèi)還設(shè)有橡膠護(hù)套9，軸內(nèi)灌入密封膠14和固持劑對(duì)電纜線進(jìn)行密封固定，左端絕緣壓板8和右端絕緣壓板16可以對(duì)引出電纜進(jìn)行保護(hù)。

輔轉(zhuǎn)子裝配的整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

a）滑環(huán)裝配15位于輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3端部，在電機(jī)總裝工序安裝。

b）4根勵(lì)磁電纜穿過(guò)輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3，在輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3左端面的軸孔內(nèi)安裝橡膠護(hù)套9用于密封軸孔，然后將輔發(fā)轉(zhuǎn)軸3左端面朝下立起轉(zhuǎn)軸，用密封膠14灌入空心軸內(nèi)，將軸孔空間灌滿，待密封膠固化后，在轉(zhuǎn)軸左端面安裝左端絕緣壓板8，在轉(zhuǎn)軸右端面安裝右端絕緣壓板16。

c）在輔磁軛2左端空腔端面上安裝兩個(gè)成180°分布的弧形接線板6，弧形接線板6與輔磁軛2上的兩對(duì)腰形孔20對(duì)應(yīng)。

d）穿過(guò)空心軸的4根電纜在左端分別接到兩個(gè)弧形接線板6上，其中主轉(zhuǎn)子的兩根勵(lì)磁電纜標(biāo)記為“1F1”和“1F2”，接上方的弧形接線板，通過(guò)主發(fā)引線4穿過(guò)輔磁軛的腰形孔引到輔磁軛外表面，并用主發(fā)引線壓板固定在輔磁軛2端面。另外兩根輔轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電纜標(biāo)記為“2F1”和“2F2”，接下方的弧形接線板6，通過(guò)輔發(fā)引線10穿過(guò)輔磁軛的腰形孔引到輔磁軛外表面，固定在輔發(fā)接線板11上。從輔磁極1上引出的兩根輔轉(zhuǎn)子繞組引線12也通過(guò)螺栓固定在輔發(fā)接線板11上。兩根輔轉(zhuǎn)子繞組引線12通過(guò)輔發(fā)引線壓板13固定在輔磁軛上。

e）穿過(guò)空心軸的4根電纜在右端分別接到對(duì)應(yīng)的4個(gè)滑環(huán)接線柱17上。

現(xiàn)有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中輔磁軛和主磁軛連接關(guān)系如圖8所示，原輔磁軛2與主磁軛21之間沒(méi)有連接關(guān)系，輔磁軛2和輔支架22均熱套在轉(zhuǎn)軸上，輔支架22裝配通過(guò)止口與主磁軛連接。本發(fā)明輔磁軛設(shè)計(jì)為磁軛支架一體式結(jié)構(gòu)，輔磁軛2直接與主磁軛21通過(guò)止口連接，省去了輔支架22，增加了輔轉(zhuǎn)子的剛度和強(qiáng)度。輔磁軛2與主磁軛21連接處設(shè)計(jì)為空腔結(jié)構(gòu)，在輔磁軛空腔外圓周上加工兩對(duì)成180°分布的腰形孔20，使主輔轉(zhuǎn)子的4根勵(lì)磁引線從孔中穿出，與主輔勵(lì)磁繞組引線頭聯(lián)接。

輔磁軛與輔發(fā)轉(zhuǎn)軸裝配：a.空心軸與輔磁軛過(guò)盈配合熱套為一個(gè)整體，熱套后，轉(zhuǎn)軸左側(cè)端面略低于輔磁軛內(nèi)腔端面，墊放左端絕緣壓板后，兩個(gè)端面平齊。b.輔磁軛與空心軸裝配完成后，對(duì)輔磁軛止口和轉(zhuǎn)軸配合尺寸進(jìn)行整體精加工，保證整個(gè)裝配的加工尺寸精度。