**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRUCH
Stromzuführungseinrichtung für die Rotorwicklung einer elektrischen Maschine, welche Einrichtung einen Schleifring (5) enthält, der auf die Rotorwelle (1) über eine Elektroisolierschicht (6) aufgesetzt ist und zum Kontaktieren mit den Bürsten (7) der Stromsammelschienen (9) einer Bürstenkontakteinrichtung der elektrischen Maschine bestimmt ist, wobei mindestens an einer Stirnfläche des Schleifringes (5) ein Stromverteilungs ring (11 ) angeordnet ist, an den die mit der Rotorwicklung elektrisch verbundene Stromführungsschiene (12) befestigt ist und der mit dem Schleifring über eine zusätzliche, aus einem Werkstoff mit einem geringeren spezifischen elektrischen Widerstand als beim Werkstoff des Schleifringes ausgeführte stromleitende Schicht (29) kontaktiert ist,
wobei der Schleifring (5) und der Stromverteilungsring (11) mit durchlaufenden Öffnungen (26, 27) ausgeführt sind, die konzentrisch angeordnet sind, einen gleichen Durchmesser aufweisen und deren Längsachsen parallel den Längsachsen dieser Ringe (5, 11) verlaufen, wobei jeder durchlaufenden Öffnung (26, 27) des einen Ringes (5,11) eine von den durchlaufenden Öffnungen (26, 27) des anderen Ringes (5, 11) entspricht, die mit der ersteren so gleichachsig angeordnet ist, dass diese durchlaufenden Offnungen einen einheitlichen Lüftungskanal (28) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche stromleitende Schicht (29) an den Innenflächen der Lüftungskanäle (28) angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromzuführungs einrichtung für die Rotorwicklung einer elektrischen Maschine.
Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung in schnellaufenden leistungsfähigen Turbogeneratoren verwen det werden, bei denen der Zustand eines dauernden unterbre chungslosen Betriebs der Bürstenkontakteinrichtung mit einer sicheren Stromübertragung in die Rotorwicklung des Genera tors in Verbindung stehen soll.
Es ist eine Stromzuführungseinrichtung für die Rotorwick lung einer elektrischen Maschine bekannt (siehe z.B. den Urheberschein der UdSSR Nr. 256 043), die einen aus hochfestem
Stahl ausgeführten und zur Aufsetzung auf die Rotorwelle der elektrischen Maschine über eine Elektroisolierschicht bestimmten Schleifring enthält. Diese Einrichtung enthält auch einen Stromverteilungsring, der an der Stirnseite des Schleifrings angeordnet ist und an den die mit der Rotorwicklung der elektrischen Maschine elektrisch verbundene Stromleitungsschiene befestigt wird.
Der Stromverteilungsring ist aus einem den elektrischen Strom gut leitenden Werkstoff ausgeführt und steht in elektrischem Kontakt mit dem Schleifring über eine zusätzliche stromleitende Schicht, die in Form von mehreren segmentartigen Zwischenlagen ausgeführt ist, welche am Umfang Stoss an Stoss eine zur anderen zwischen den Stirnflächen des Schleifrings und des Stromverteilungsrings angeordnet sind, wobei die elektrische Leitfähigkeit jeder von ihnen mit dem Abstand derselben über den Kreisbogen von der Befestigungsstelle der Stromschiene am Stromverteilungsring ansteigt, was den Zweck der Gewährleistung einer gleichmässigen Stromverteilung zwischen dem Schleifring und dem Strom.
verteilungsring hat. Mit der äusseren Oberfläche des Schleifrings kontaktieren die Bürsten der Stromsammelschienen an der Bürstenbrücke der Bürstenkontakteinrichtung der elektrischen Maschine.
Die bekannte Bauart der Stromzuführungseinrichtung für die Rotorwicklung einer elektrischen Maschine weist jedoch eine Reihe von bestimmten Nachteilen auf.
Erstens, obwohl der zwischen der Stromsammelschiene an der Bürstenbrücke der Bürstenkontakteinrichtung und der Stromleitungsschiene fliessende elektrische Strom relativ gleichmässig über den Umfang der Stirnfläche des Schleifrings verteilt wird, fliesst er jedoch von der den Bürsten zugewand ten äusseren Oberfläche des Schleifrings zu der dem Stromver teilungsring zugewandten Stirnfläche des ersteren Rings über Strompfade verschiedener Länge. Das führt zu einer ungleich- mässigen Stromverteilung über die Breite des Schleifrings sowie über die Bürsten, falls diese in mehreren Reihen angeord net sind, um so mehr, als der Strom über den aus Stahl ausge führten Schleifring fliesst, der einen hohen spezifischen elektri schen Widerstand aufweist.
Dadurch wird seinerseits ein ungleichmässiger mechanischer und elektrischer Verschleiss der in verschiedenen Reihen liegenden Bürsten und eine nach folgende ungleichmässige Erwärmung derselben, desgleichen wie ein ungleichmässiger Verschleiss und eine entsprechende
Erwärmung des Schleifrings selbst hervorgerufen. Infolgedes sen werden keine gleichen Betriebsbedingungen für sämtliche
Bürsten und alle Abschnitte der äusseren Umfangsfläche des
Schleifrings gewährleistet, wodurch die Betriebssicherheit der
Bürstenkontakteinrichtung der elektrischen Maschine herab gesetzt wird.
Zweitens muss zu den Nachteilen der bekannten Bauart auch der Umstand hinzugerechnet werden, dass die segmentar tigen Zwischenlagen aus einem Werkstoff hergestellt werden, der einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand im
Vergleich mit dem Werkstoff des Schleifrings aufweist, sowie dass an den Stossstellen zwischen den einzelnen Zwischenla gen elektrische Übergangskontaktwiderstände vorhanden sind. Das führt bei grossen Erregerströmen der elektrischen
Maschine zu einer gewissen Erhöhung der Wärmeverluste aus der der Erregerwicklung zugeleiteten Leistung.
Drittens weist die bekannte Bauart der Stromzuführungs einrichtung eine gewisse Kompliziertheit der Fertigungstech nologie einzelner zu ihrem Bestand gehörender Elemente und deren nachfolgender Montage auf, da zur Gewährleistung eines befriedigenden Betriebs dieser Konstruktion eine bestimmte Anzahl von Zwischenlagen mit unterschiedlicher
Leitfähigkeit verwendet werden muss, wobei die Lage jeder
Zwischenlage genau mit Hilfe spezieller Befestigungselemente fixiert werden soll.
Dabei ist zum Erhalten eines Widerstandwerts der Über gangskontakt dieser Zwischenlagen, der den vorgegebenen
Wert nicht überschreitet, sowie zu dessen Herabsetzung, was zur Verminderung der Zwischenlagenerwärmung beim Betrieb der elektrischen Maschine nötig ist, eine Erhöhung der techno logischen Anforderungen in bezug auf die Feinheit und
Genauigkeit der mechanischen Bearbeitung der kontaktieren den Zwischenlagenoberflächen bei deren Herstellung und eine sorgfältige gegenseitige Anpassung der Zwischenlagen bei der
Montage der Einrichtung erforderlich.
Und zuletzt, im Fall des Vorhandenseins in einer solchen
Bauart von längsgerichteten Lüftungskanälen in den erwähn ten Ringen wird das Stromübertragungsvermögen der Zwi schenlagen und also auch die Effektivität deren Verwendung herabgesetzt, da dabei an den Anordnungsstellen der Lüftungs öffnungen der wirksame Querschnitt der Stirnflächen des
Schleifrings, der Zwischenlagen und des Stromverteilungsrings vermindert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe der Entwick lung einer einfachen und betriebssicheren Stromzuführungsein richtung für die Rotorwicklung einer elektrischen Maschine zugrunde, in der die zusätzliche, den Schleifring mit dem
Stromverteilungsring elektrisch verbindende stromleitende
Schicht ein erhöhtes Stromübertragungsvermögen aufweist und eine ausreichend gleichmässige Verteilung des über den
Schleifring zwischen den Bürsten der Bürstenkontakteinrich tung und der mit der Rotorwicklung der elektrischen Maschine verbundenen Stromführungsschiene fliessenden Stroms gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den kennzeich
nenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Stromzuführungsein richtung für die Rotorwicklung einer elektrischen Maschine besteht darin, dass in dieser eine gleichmässige Verteilung des über den Schleifring zwischen der Stromsammelschiene an der
Bürstenbrücke der Bürstenkontakteinrichtung und der Stromschiene der Rotorwicklung fliessenden Stroms infolge des
Durchflusses dieses Stroms durch den Werkstoff des Schleifrings über Strompfade, die eine relativ geringe und ungefähr gleiche Länge aufweisen, gewährleistet wird. Das wird durch den Umstand bedingt, dass die zusätzliche stromleitende Schicht infolge deren Anordnung in den Lüftungskanälen eine bedeutende Berührungsfläche mit dem Schleifring über die ganze Breite des letzteren aufweist.
Desgleichen infolge der Unterbringung der zusätzlichen stromleitenden Schicht in mehreren Lüftungskanälen wird die Möglichkeit einer Erhöhung des Stromübertragungsvermögens dieser Schicht ohne Vergrösserung und sogar mit einer gewissen Verringerung der geometrischen Abmessungen der gesamten Einrichtung und ausserdem eine gute Kühlung der Übergangskontaktabschnitte zwischen der zusätzlichen stromleitenden Schicht und dem Schleifring sowie zwischen dieser Schicht und dem Stromverteilungsring gewährleistet.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels derselben und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 einen Teil des Rotors der elektrischen Maschine mit der Stromzuführungseinrichtung für die Rotorwickung im Längsschnitt;
Figur 2 den auf die Rotorwelle einer elektrischen Maschine aufgesetzten Schleifring der Stromzuführungseinrichtung im Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;
Figur 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Stromzuführungseinrichtung für die Rotorwicklung einer elektrischen Maschine im Längsschnitt.
Es soll hervorgehoben werden, dass die beigelegten Zeichnungen schematisch dargestellt sind und lediglich für Illustrationszwecke der vorliegenden Erfindung ohne irgendwelche Begrenzungen der Abmessungen der zum Bestand der Stromzuführungseinrichtung gehörenden Elemente, der Beziehungen zwischen den Abmessungen dieser Elemente usw. dienen.
Bei der Betrachtung der Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Rotor einer elektrischen Maschine, und zwar der Rotor eines leistungsfähigen Turbogenerators, eine Welle 1 und eine auf dem Rotor angeordnete Erregerwicklung 2 enthält. Die Bürstenkontakteinrichtung dieses Generators enthält eine Stromzuführungseinrichtung 3 mit positiver Polarität und eine Stromzuführungseinrichtung 4 mit negativer Polarität, die für die Zuleitung des elektrischen Erregerstroms in die Rotorwicklung 2 dienen.
Die Stromzuführungseinrichtung 3 mit positiver Polarität enthält einen Schleifring 5, der auf die Welle 1 des Rotors über eine Elektroisolierschicht 6 aufgesetzt und aus hochfestem Stahl ausgeführt ist. Rings herum über äussere Umfangsfläche des Schleifrings 5 sind Bürsten 7 angeordnet, die mit dieser Oberfläche kontaktieren und in die Bürstenhalter 8 der Stromsammelschienen 9 der Bürstenkontakteinrichtung des Generators eingesetzt sind. In der Stirnfläche des Schleifrings 5 ist eine zylindrische Vertiefung 10 ausgeführt, die koaxial der Innenbohrung dieses Rings ausgedreht wird. In der stirnseitigen zylindrischen Vertiefung 10 des Schleifrings 5 ist der Stromverteilungsring 11 angeordnet, der an die Oberflächen des Schleifrings 5 fest angedrückt ist und mit diesem in Berührung steht.
In den Körper des Stromverteilungsrings 11 wird eine Stromführungsschiene 12 einmontiert, die an einer Stelle untergebracht ist, die der Innenfläche dieses Rings naheliegt. In der Stromführungsschiene 12 sind zwei Öffnungen 13 und 14 vorhanden, die über die Länge dieser Schiene verlaufen und von denen jede unter einer der in der Welle 1 des Rotors ausgeführten Radial öffnungen 15 bzw. 16 angebracht ist. In die Öffnungen 13, 15 und 14,16, die paarweise gleichachsig angeordnet sind, werden Stromführungsschrauben 17 bzw. 18 eingesetzt, die an der Stromführungsschiene 12 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 19 befestigt sind.
Auf die Stromführungsschrauben 17 und 18 sind elektroisolierende Zwischenlagen 20 aufgesetzt, auf welche Befestigungsbügel 21 aufgelegt werden, die an der Welle 1 mit Hilfe der (in der Zeichnung nicht dargestellten) Schrauben befestigt sind und die Stromführungsschrauben 17 und 18 gegen die durch die Zentrifugalkräfte beim Betrieb des Generators hervorgerufenen Verschiebungen sichern. Die Stromführungsschrauben 17 und 18 sind mit einer positiven Verbindungsschiene 22 mit Hilfe einer konischen Gewindeverbindung 23 verbunden. Die Verbindungsschiene 22 verbindet die Stromführungsschrauben 17 und 18 mit der Stromableitungsschiene 24 der Rotorwicklung 2, wobei die Stromableitungsschiene 24 mit der Verbindungsschiene 22 mit Hilfe einer Stromführungsschraube 25 mit konischem Gewinde verbunden ist.
Im Schleifring 5 sind an einer Kreislinie mehrere durchlaufende zylindrische Öffnungen 26 und im Stromverteilungsring an einer entsprechenden Kreislinie eine gleiche Anzahl von durchlaufenden zylindrischen Öffnungen 27 ausgeführt, die einen gleichen Durchmesser aufweisen und deren Längsachsen parallel den Längsachsen dieser Ringe verlaufen. Dabei ist jede durchlaufende Öffnung 26 des Schleifrings 5 gleichachsig mit einer von den durchlaufenden Öffnungen 27 des Stromverteilungsrings 11 so angeordnet, dass jedes Paar dieser Öffnungen einen einheitlichen Lüftungskanal 28 bildet.
Die durchlaufenden Öffnungen 26 und 27 sind im Körper des Schleifrings 5 und im Körper des Stromverteilungsrings 11 an solchen Stellen ausgeführt, die den äusseren Umfangsflächen dieser Ringe relativ nahe liegen, und werden an den entsprechenden Kreislinien dieser Ringe in gleichen Abständen voneinander angebracht (Fig. 2). An der Innenfläche jedes Lüftungskanals 28 (Fig. 1) ist eine zusätzliche stromleitende Schicht 29 untergebracht, die in Form eines dünnwandigen Rohrs aus einem Werkstoff ausgeführt wird, der einen geringeren spezifischen elektrischen Widerstand als der Werkstoff des Schleifrings 5 aufweist.
Dabei steht die zusätzliche stromleitende Schicht 29 in elektrischem Kontakt gleichzeitig sowohl mit dem Schleifring 5 als auch mit dem Stromverteilungsring 11, wodurch sie die elektrische Verbindung des Stromverteilungsrings 11 mit dem Schleifring 5 gewährleistet.
Zwischen den Stromzuführungseinrichtungen 3 und 4 ist ein Lüfter 30 angeordnet, der für die Luftzufuhr in die Lüftungskanäle 28 zum Zweck einer Kühlung des sich während des Betriebs des Turbogenerators erwärmenden Schleifrings 5 und des Stromverteilungsrings 11 sowie der zusätzlichen stromleitenden Schicht 29 bestimmt ist.
Die Stromzuführungseinrichtung 4 mit negativer Polarität ist fast identisch mit der Stromzuführungseinrichtung 3 mit positiver Polarität und besteht aus gleichen Elementen, die mit denselben Ziffern bezeichnet sind. Der Unterschied besteht darin, dass die Stromführungsschrauben 17 und 18 der Stromzuführungseinrichtung 4 in eine negative Verbindungsschiene 31 eingeschraubt sind, die von der positiven Verbindungsschiene 22 mit Hilfe einer Elektroisolierschicht 32 abgetrennt ist. Dabei ist die negative Verbindungsschiene 31 mit der Rotorwicklung 2 in gleicher Weise und mit Hilfe der gleichen Elemente wie die positive Verbindungsschiene 22 verbunden.
In dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Stromzuführungseinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung neben dem Stromverteilungsring 11 noch einen Stromverteilungsring 33, der an der anderen Stirnfläche des Schleifrings 5 in einer stirnseitigen zylindrischen Vertiefung 34 angeordnet ist. Der Stromverteilungsring 33 besitzt desgleichen mehrere an einer Kreislinie ausgeführte durchlaufende zylindrische Öffnungen 35, von denen jede einen Durchmesser hat, der den Durchmessern der durchlaufenden Öffnungen 26 bzw. 27 des Schleifrings 5 bzw. des Stromverteilungsrings 11 gleich ist, und gleichachsig mit einem Paar dieser Öffnungen angeordnet wird, wobei sie desgleichen einen Teil eines der Lüftungskanäle 28 darstellt.
In den Stromverteilungsring 33 ist eine mit der positiven Verbindungsschiene mit Hilfe der Stromleitungsschraube 17 elektrisch verbundene Stromführungsschiene 36 einmontiert, dabei ist die Stromführungsschiene 12 des Stromverteilungsrings 11 jetzt mit dieser Schiene 22 nur mit Hilfe einer Stromführungsschraube 18 verbunden.
Die Fertigung und Montage der erfindungsgemässen Stromzuführungseinrichtung für die Rotorwicklung eines leistungsfähigen Turbogenerators erfolgt folgenderweise:
Zunächst wird im Rohling für den Schleifring 5 die stirnseitige zylindrische Vertiefung 10 ausgedreht und es werden nach der Bohrschablone die durchlaufenden zylindrischen Öffnungen 26 ausgeführt. Dann wird in den Rohling für den Stromverteilungsring 11 die Stromführungsschiene 12 eingelötet und es werden desgleichen nach der Bohrschablone die durchlaufenden zylindrischen Öffnungen dieses Rings ausgeführt.
Danach wird der Zusammenbau der Ringe durchgeführt, wozu in die stirnseitige Vertiefung 10 des Schleifrings 5 der Stromverteilungsring 11 eingesetzt wird, die durchlaufenden Öffnungen 26 und 27 werden entsprechenderweise zusammengebracht, in die zusammengebrachten Öffnungen werden die Rohre der zusätzlichen Schicht 29 eingesetzt, wonach der technologische Vorgang zur Verbindung der angegebenen Elemente zu einem einheitlichen Ganzen erledigt wird. Dabei werden die besten Ergebnisse bei einer Verbindung der Elemente mit Hilfe der Explosionsschweissung oder der Einwalzung unter Hochdruck mit Verwendung hydraulischer Einrichtungen erreicht.
Die Verwendung dieser Verbindungsverfahren gewährleistet eine hohe Adhäsionsgüte verschiedenartiger Werkstoffe unter Beibehaltung der Eigenschaften der zu verbindenden Werkstoffe und mit Ausbildung einer Übergangsschicht, in der diese Stoffe infolge der Diffusion gleichmässig verteilt sind und die gute mechanische und elektrische Kenndaten aufweist. Nach Abschluss des angegebenen technologischen Vorgangs wird der Innendurchmesser der Sitzfläche der zusammengebauten Baugruppe ausgedreht. Dann wird die Baugruppe bis auf eine gewisse vorgegebene Temperatur vorgewärmt und auf die Elektroisolierschicht 6 an der entsprechenden Stelle der Rotorwelle 1 des Generators aufgesetzt, wodurch nach deren Abkühlung eine feste mechanische Verbindung des Schleifrings 5 mit der Rotorwelle 1 gewährleistet wird.
Wenn die Temperatur der auf die Welle 1 aufgesetzten Einrichtung die Temperatur des umgebenden Mediums erreicht hat, wird die Verbindung der Stromführungsschiene 12 mit der Verbindungsschiene 31 mit Hilfe der Stromführungsschrauben 17 und 18 sowie die nachfolgende Befestigung dieser Schrauben auf der Rotorwelle mit Hilfe der Elektroisolierzwischenlagen 20 und der Bügel 21 ausgeführt.
Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nach dem Einsatz des Stromverteilungsrings 11 in die zylindrische Vertiefung 10 des Schleifrings 5 in die an der anderen Stirnfläche des Schleifrings 5 ausgeführte zylindrische Vertiefung 34 der Stromverteilungsring 33 mit den in ihm nach dem oben beschriebenen Verfahren vorerst ausgebohrt'en durchlaufenden Öffnungen eingesetzt, und nur danach wird der Verbindungsvorgang der Elemente der Stromzuführungseinrichtung zu einem einheitlichen Ganzen durchgeführt.
Der Schleifring 5 wird in beiden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung aus Stahl ausgeführt, dessen Verwendung die gehörige Festigkeit dieses Rings, die für dessen Widerstand gegen die bedeutenden, beim Betrieb des Generators entstehenden Zentrifugalkräften erforderlich ist und durch die Bedingungen dessen Aufsetzung auf die Welle 1 bei der Montage bedingt wird, gewährleisten soll. Ausserdem muss der zur Herstellung dieses Rings verwendete Stahl eine hohe Verschleissfestigkeit aufweisen.
Der Stromverteilungsring 11 wird aus üblichem elektrotechnischen Kupfer gefertigt und die Rohre der zusätzlichen stromleitenden Schicht 29 können entweder aus elektrotechnischem Kupfer oder aus gewissen Legierungen auf Kupferbasis hergestellt werden, deren Verwendung eine maximal wirksame Adhäsion der Rohroberflächen der zusätzlichen Schicht 29 mit den Werkstoffen des Schleifrings 5 und des Stromverteilungsrings 11 bei einem erforderlichen Stromübertragungsvermögen dieser Schicht gewährleistet. Die Rohrwände der zusätzlichen stromleitenden Schicht 29 können eine verschiedene Stärke haben, die durch unterschiedliche konstruktionsmässige Einflussgrössen, durch die Leistung des Turbogenerators, die Kühlbedingungen der Stromzuführungseinrichtung usw. bestimmt wird. So z.B.
beträgt in einem Turbogenerator mit einer Leistung in der Grössenordnung von 200 Megawatt, einem Erregerstrom von etwa 2600 Ampere und einem Sitzdurchmesser der Schleifringe 5 von 300 Millimeter die Wandstärke des aus Kupfer gefertigten Rohrs der zusätzlichen Schicht 29 bei einer Stromdichte in dieser Schicht von 2 A/mm2 höchstens zwei Millimeter.
Die erfindungsgemässe Stromzuführungseinrichtung wirkt folgenderweise:
Die Wirkung der Einrichtung wird am Beispiel der Stromzuführungseinrichtung 3 mit positiver Polarität (Fig. 1) beschrieben. Bei der Zuleitung des Erregerstroms des Generators gelangt der elektrische Strom an die Stromsammelschienen 9 der Bürstenkontakteinrichtung des Generators und wird dann über die Bürsten 7 verteilt, die in mehreren Reihen angeordnet (in der Zeichnung sind der Einfachheit halber nur zwei solche Reihen dargestellt) und in jeder Reihe gleichmässig über die Umfangslänge des Schleifrings 5 verteilt sind.
Dabei fliesst der elektrische Strom von jeder Bürste 7 in den Oberflächenabschnitt des Schleifrings 5 und weiter in den Körper des Rings. Die Stromlinien von jeder Bürste 7 zu der zusätzlichen Schicht 29, die aus einem Werkstoff mit besserer Leitfähigkeit als beim Werkstoff des Schleifrings 5 ausgeführt ist, verlaufen über Teile des Körpers des Schleifrings 5, die einen minimalen elektrischen Widerstand aufweisen, d.h. über die kürzesten, radial von der Oberfläche dieses Rings zur Oberfläche der zusätzlichen Schicht 29 gerichtete Strompfade.
Da bei den leistungsfähigen Turbogeneratoren mit Leistungen von 200 bis 800 Megawatt die Erregerströme Werte in der Grössenordnung von 2000 bis 6000 Ampere erreichen, so wird zwecks wirksamer Kühlung der Schleifring 5, die von Strömen dieser Grösse durchflossen werden, eine grosse Anzahl von gleichmässig über die Umfangslänge des Rings verteilter Lüftungskanäle 28 ausgeführt. Die Anzahl der Rohre der zusätzlichen stromleitenden Schicht 29 ist also auch genügend gross und sie sind desgleichen gleichmässig über den Umfang des Schleifrings 5 verteilt Bei den angegebenen Werten der Erregerströme eines Generators beträgt die Anzahl der mit der äusseren Umfangsfläche des Schleifrings 5 kontaktierenden Bürsten 7 mehrere Zehner und ihre Anordnungsdichte ist genügend gross.
Deshalb werden für jede Bürste 7 einer Reihe die Längen der Strompfade für den Stromdurchfluss von der äusseren Umfangsfläche des Schleifrings 5 bis zu den Aussenflächen der Rohre der zusätzlichen Schicht 29 praktisch gleich sein, ebenso wie auch für die in verschiedenen Reihen liegenden Bürsten 7. Infolgedessen wird der elektrische Widerstand der Abschnitte zwischen den Aussenflächen des Schleifrings 5 und der Rohre der zusätzlichen Schicht 29 gegen den von jeder Bürste 7 zufliessenden Strom praktisch gleich sein, wodurch auch die Stromverteilung über den Umfang des Schleifrings 5 praktisch gleichmässig ist. Und weil die Stromverteilung über den Umfang des Schleifrings 5 für jede Reihe der Bürsten 7 gleichmässig ist, so ist auch ausreichend gleichmässig die Stromverteilung über die Breite dieses Rings.
Dabei übt die Übergangs- oder Verbindungsschicht zwischen dem Schleifring 5 und den Rohren der zusätzlichen stromleitenden Schicht 29 keinen wesentlichen Einfluss auf die Wirkung der Stromzuführungseinrichtung aus, da der elektrische Widerstand dieser Schicht einen Wert aufweist, der der elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs der zusätzlichen Schicht 29 nahe liegt, was durch die Verwendung der oben beschriebenen technologischen Verbindungsverfahren bedingt ist, die gute elektrische Kenndaten der Verbindungsschicht gewährleisten.
Aus den Rohren der zusätzlichen Schicht 29 fliesst der Strom weiter in den Bereich mit einem geringeren elektrischen Widerstand, und zwar in den stirnseitigen Stromverteilungsring 11, dessen geringerer Widerstand durch seine viel grössere Schnittsfläche an der Kontaktstelle mit dem Rohr im Vergleich mit der Schnittsfläche eines Rohrs der zusätzlichen Schicht 29 bedingt ist. Der von sämtlichen Rohren der zusätzlichen Schicht 29 zufliessende Strom wird im Stromverteilungsring 11 summiert und fliesst in die Stromführungsschiene 12 und weiter über die Stromführungsschrauben 17 und 18, die Verbindungsschiene 22, die Stromführungsschraube 25 und die Stromableitungsschiene 24 in die Erregungswicklung 2 auf dem Rotor.
In ähnlicher Weise wirkt auch die Stromzuführungseinrich- tung 4 mit negativer Polarität, in der jedoch der elektrische Strom in umgekehrter Richtung fliesst.
Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Stromzuführungseinrichtung gelangt der von den Bürsten 7 über den Schleifring 5 zu den Rohren der zusätzlichen Schicht 29 fliessende Strom weiterhin durch diese Rohre nicht nur in den Stromverteilungsring 1, sondern auch in den Stromverteilungsring 33, wo die Ströme von sämtlichen Rohren desgleichen summiert werden und über die Stromführungsschienen 36 und die Stromführungsschraube 19 der Verbindungsschiene 22 zufliessen. In der Verbindungsschiene 22 werden die derselben von den Stromführungsschienen 12 und 36 zufliessenden Ströme addiert und gelangen desgleichen über die Stromführungsschraube 25 und die Stromableitungsschiene 24 in die Erregerwicklung 2 auf dem Rotor.
Bei der in der Fig. 3 dargestellten Stromzuführungseinrichtung wird der durch den Schleifring 5 fliessende elektrische Strom in gewissem Mass gleichmässiger über die Breite dieses Rings verteilt. Diese Bauart ist in den Fällen anwendbar, wenn es erforderlich ist, die Zusammenstellung der Stromzuführungseinrichtungen 3 und 4 der Bürstenkontakteinrichtung des Generators mit einem minimalen Abstand zwischen den Schleifringen 5 auszuführen, wozu es sich nötig erweist, die Länge der Stromführungsschiene 12 zu verkürzen und eine von den Stromführungsschrauben 17 und 18 an der anderen Seite des Schleifrings 5 anzuordnen, oder auch wenn es sich entsprechend den Festigkeitsverhältnissen für die Rotorwelle 1 bei der vorgegebenen Dichte des durch die Schrauben 17 und 18 fliessenden Stroms unmöglich erweist, in dieser Welle zwei zueinander naheliegenden Öffnungen 15 und 16,
in denen diese Schrauben angeordnet werden, auszuführen.
Die Verwendung der erfindungsgemässen Stromzuführungseinrichtung in leistungsfähigen schnellaufenden Turbogeneratoren, in denen die Schleifringe 5 hohen mechanischen und elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, gewährleistet infolge der gleichmässigen Verteilung des dieses Ring durchfliessenden Stroms und der guten Kühlbedingungen der Übergangskontakte zwischen der zusätzlichen stromleitenden Schicht 29 und dem Schleifring 5 sowie dem Stromverteilungsring 11 gleiche Betriebsbedingungen sämtlicher Bürsten 7 und des Schleifrings 5 über seine ganze Breite. Das vermeidet einen ungleichmässigen Verschleiss derselben und es wird dadurch eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Bürstenkontakteinrichtung des Generators und eine Verlängerung dessen Dauerbetriebszeit gewährleistet.
Die Bauart der erfindungsgemässen Stromzuführungseinrichtung weist eine gewisse Einfachheit auf, da die zusätzliche stromleitende Schicht 29 gleichzeitig die Funktion von Befestigungselementen ausübt, und es werden keine speziellen Elemente zur Befestigung dieser Schicht selbst und des Stromverteilungsrings 11 am Schleifring 5 benötigt.
Die erfindungsgemässe Stromzuführungseinrichtung ist einfach und bequem zur Herstellung und Montage und gestattet die untrennbare Verbindung der zusätzlichen stromleitenden Schicht 29 mit dem Schleifring 5 und dem Stromverteilungsring 11 mittels solcher hochwirkungsvoller Verfahren wie Explosionsschweissung oder Einwalzung unter Hochdruck mit Verwendung von hydraulischen Einrichtungen auszuführen.
Alles das ermöglicht bei der Fertigung der Einrichtung die Anpassungsvorgänge an deren Bestandelementen auszuschalten und die für deren Montage erforderliche Zeit zu verringern.
** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
PATENT CLAIM
Power supply device for the rotor winding of an electrical machine, which device contains a slip ring (5) which is placed on the rotor shaft (1) via an electrical insulating layer (6) and for contacting the brushes (7) of the busbars (9) of a brush contact device of the electrical Machine is determined, at least on one end face of the slip ring (5) a current distribution ring (11) is arranged, to which the current guide rail (12) electrically connected to the rotor winding is attached and with the slip ring via an additional material made of a lower specific electrical resistance than the current-conducting layer (29) made with the material of the slip ring is contacted,
wherein the slip ring (5) and the current distribution ring (11) are designed with continuous openings (26, 27) which are arranged concentrically, have the same diameter and whose longitudinal axes run parallel to the longitudinal axes of these rings (5, 11), each continuous Opening (26, 27) of one ring (5, 11) corresponds to one of the continuous openings (26, 27) of the other ring (5, 11), which is arranged coaxially with the former so that these continuous openings form a uniform ventilation duct (28), characterized in that the additional current-conducting layer (29) is arranged on the inner surfaces of the ventilation ducts (28).
The present invention relates to a power supply device for the rotor winding of an electrical machine.
The present invention can be used particularly advantageously in high-speed, high-performance turbogenerators in which the state of continuous, uninterrupted operation of the brush contact device is intended to be connected to reliable current transmission into the rotor winding of the generator.
A power supply device for the rotor winding of an electrical machine is known (see, for example, the copyright certificate of the USSR No. 256 043), which is made of high-strength
Steel made and slip ring intended to be placed on the rotor shaft of the electrical machine via an electrical insulation layer. This device also contains a current distribution ring which is arranged on the end face of the slip ring and to which the power line rail which is electrically connected to the rotor winding of the electrical machine is fastened.
The current distribution ring is made of a material that conducts the electrical current well and is in electrical contact with the slip ring via an additional current-conducting layer, which is designed in the form of a plurality of segment-like intermediate layers, which abut one another on the circumference between the end faces of the slip ring and the current distribution ring, the electrical conductivity of each of which increases with the distance thereof over the circular arc from the fastening point of the busbar to the current distribution ring, which is for the purpose of ensuring a uniform current distribution between the slip ring and the current.
has distribution ring. The brushes of the busbars on the brush bridge of the brush contact device of the electrical machine make contact with the outer surface of the slip ring.
However, the known design of the power supply device for the rotor winding of an electrical machine has a number of certain disadvantages.
First, although the electrical current flowing between the current busbar on the brush bridge of the brush contact device and the power line rail is distributed relatively evenly over the circumference of the end face of the slip ring, it does, however, flow from the outer surface of the slip ring facing the brushes to the end face facing the power distribution ring the former ring over current paths of different lengths. This leads to an uneven current distribution over the width of the slip ring and over the brushes, if these are arranged in several rows, all the more because the current flows through the slip ring made of steel, which has a high specific electrical resistance having.
This in turn results in uneven mechanical and electrical wear on the brushes lying in different rows and subsequent uneven heating thereof, as well as uneven wear and a corresponding one
Heating of the slip ring itself caused. As a result, operating conditions will not be the same for everyone
Brushing and all sections of the outer peripheral surface of the
Guaranteed slip ring, which ensures the operational safety of the
Brush contact device of the electrical machine is lowered.
Secondly, the fact that the segment-like intermediate layers are made of a material that has a higher specific electrical resistance in addition to the disadvantages of the known design
Comparison with the material of the slip ring, and that electrical transition contact resistances are present at the joints between the individual intermediate layers. This leads to large excitation currents in the electrical
Machine to a certain increase in heat losses from the power supplied to the field winding.
Third, the known design of the power supply device has a certain complexity of the manufacturing technology of individual elements belonging to its inventory and their subsequent assembly, since to ensure satisfactory operation of this construction, a certain number of intermediate layers with different
Conductivity must be used, the location of each
Liner should be fixed exactly with the help of special fasteners.
In order to obtain a resistance value, the transition contact of these intermediate layers is the one specified
Value does not exceed, and for its reduction, which is necessary to reduce the intermediate layer heating during operation of the electrical machine, an increase in the technological requirements in terms of fineness and
Accuracy of the mechanical processing of the contact the liner surfaces during their manufacture and a careful mutual adjustment of the liner at the
Installation of the device required.
And lastly, in the event of such a presence
Design of longitudinal ventilation ducts in the rings mentioned th, the current transmission capacity of the inter mediate layers and thus the effectiveness of their use is reduced, since the effective cross-section of the end faces of the ventilation openings at the arrangement points
Slip ring, the intermediate layers and the current distribution ring is reduced.
The present invention is based on the development of a simple and reliable Stromzuführungsein direction for the rotor winding of an electrical machine in which the additional, the slip ring with the development
Power distribution ring electrically connecting current-conducting
Layer has an increased current transmission capacity and a sufficiently uniform distribution of the over the
Slip ring between the brushes of the brush contact device and the current guide rail connected to the rotor winding of the electrical machine flowing current guaranteed.
This object is according to the invention
ning features of the claim solved.
The advantage of the inventive Stromzuführungsein device for the rotor winding of an electrical machine is that in this a uniform distribution of the slip ring between the busbar on the
Brush bridge of the brush contact device and the busbar of the rotor winding current flowing due to the
Flow of this current through the material of the slip ring via current paths, which have a relatively small and approximately the same length, is guaranteed. This is due to the fact that the additional current-conducting layer, due to its arrangement in the ventilation ducts, has a significant contact area with the slip ring over the entire width of the latter.
Likewise, due to the placement of the additional current-conducting layer in several ventilation ducts, there is the possibility of increasing the current transmission capacity of this layer without enlargement and even with a certain reduction in the geometrical dimensions of the entire device and also good cooling of the transition contact sections between the additional current-conducting layer and the slip ring as well guaranteed between this layer and the power distribution ring.
The present invention is explained in more detail below on the basis of a concrete exemplary embodiment of the same and the accompanying drawings. It shows:
Figure 1 shows a part of the rotor of the electrical machine with the power supply device for the rotor winding in longitudinal section;
FIG. 2 shows the slip ring of the power supply device placed on the rotor shaft of an electrical machine in cross section along the line II-II in FIG. 1;
Figure 3 shows another embodiment of the power supply device for the rotor winding of an electrical machine in longitudinal section.
It should be emphasized that the accompanying drawings are shown schematically and are only for the purpose of illustration of the present invention, without any limitation on the dimensions of the elements belonging to the power supply assembly, the relationships between the dimensions of these elements, etc.
1, it can be seen that the rotor of an electrical machine, specifically the rotor of a powerful turbogenerator, contains a shaft 1 and an excitation winding 2 arranged on the rotor. The brush contact device of this generator contains a current supply device 3 with positive polarity and a current supply device 4 with negative polarity, which are used for supplying the electrical excitation current into the rotor winding 2.
The power supply device 3 with positive polarity contains a slip ring 5 which is placed on the shaft 1 of the rotor via an electrical insulation layer 6 and is made of high-strength steel. Brushes 7 are arranged all around the outer circumferential surface of the slip ring 5, which come into contact with this surface and are inserted into the brush holders 8 of the busbars 9 of the brush contact device of the generator. In the end face of the slip ring 5, a cylindrical recess 10 is made, which is turned coaxially with the inner bore of this ring. In the front cylindrical recess 10 of the slip ring 5, the current distribution ring 11 is arranged, which is firmly pressed onto the surfaces of the slip ring 5 and is in contact with it.
In the body of the power distribution ring 11, a power guide rail 12 is installed, which is housed at a position which is close to the inner surface of this ring. In the current guide rail 12 there are two openings 13 and 14 which extend over the length of this rail and each of which is provided under one of the radial openings 15 and 16 executed in the shaft 1 of the rotor. In the openings 13, 15 and 14, 16, which are arranged in pairs on the same axis, current guide screws 17 and 18 are inserted, which are fastened to the current guide rail 12 with the aid of fastening screws 19.
Electro-insulating intermediate layers 20 are placed on the current-carrying screws 17 and 18, on which fastening brackets 21 are placed, which are fastened to the shaft 1 with the aid of the screws (not shown in the drawing) and the current-carrying screws 17 and 18 against those caused by the centrifugal forces during operation secure the displacements caused by the generator. The current-carrying screws 17 and 18 are connected to a positive connecting rail 22 by means of a conical threaded connection 23. The connecting rail 22 connects the current-carrying screws 17 and 18 to the current-carrying rail 24 of the rotor winding 2, the current-carrying rail 24 being connected to the connecting rail 22 by means of a current-carrying screw 25 with a conical thread.
In the slip ring 5, a plurality of continuous cylindrical openings 26 are formed on a circular line and in the current distribution ring on an appropriate circular line an equal number of continuous cylindrical openings 27 are executed which have the same diameter and whose longitudinal axes run parallel to the longitudinal axes of these rings. Each continuous opening 26 of the slip ring 5 is arranged coaxially with one of the continuous openings 27 of the current distribution ring 11 in such a way that each pair of these openings forms a uniform ventilation duct 28.
The through openings 26 and 27 are made in the body of the slip ring 5 and in the body of the current distribution ring 11 at locations which are relatively close to the outer circumferential surfaces of these rings, and are attached to the corresponding circular lines of these rings at equal distances from one another (FIG. 2 ). On the inner surface of each ventilation duct 28 (FIG. 1), an additional current-conducting layer 29 is accommodated, which is designed in the form of a thin-walled tube made of a material which has a lower specific electrical resistance than the material of the slip ring 5.
The additional current-conducting layer 29 is in electrical contact with both the slip ring 5 and the current distribution ring 11, thereby ensuring the electrical connection of the current distribution ring 11 to the slip ring 5.
A fan 30 is arranged between the power supply devices 3 and 4 and is intended for the air supply into the ventilation channels 28 for the purpose of cooling the slip ring 5 which heats up during operation of the turbogenerator and the power distribution ring 11 and the additional current-conducting layer 29.
The power supply device 4 with negative polarity is almost identical to the power supply device 3 with positive polarity and consists of the same elements, which are designated by the same numbers. The difference is that the current-carrying screws 17 and 18 of the power supply device 4 are screwed into a negative connecting bar 31, which is separated from the positive connecting bar 22 by means of an electrical insulating layer 32. The negative connecting bar 31 is connected to the rotor winding 2 in the same way and with the same elements as the positive connecting bar 22.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the current supply device according to the present invention contains, in addition to the current distribution ring 11, a current distribution ring 33 which is arranged on the other end face of the slip ring 5 in an end cylindrical recess 34. The current distribution ring 33 likewise has a plurality of continuous cylindrical openings 35, each of which has a diameter which is the same as the diameter of the continuous openings 26 and 27 of the slip ring 5 and the current distribution ring 11, respectively, and coaxial with a pair of these openings is arranged, which likewise forms part of one of the ventilation ducts 28.
A current guide rail 36, which is electrically connected to the positive connecting rail with the aid of the power line screw 17, is installed in the current distribution ring 33; the current guide rail 12 of the current distribution ring 11 is now connected to this rail 22 only by means of a current guide screw 18.
The power supply device according to the invention for the rotor winding of a powerful turbogenerator is manufactured and assembled as follows:
First, the cylindrical recess 10 on the end face is turned out in the blank for the slip ring 5 and the continuous cylindrical openings 26 are made according to the drilling template. Then the current guide rail 12 is soldered into the blank for the current distribution ring 11 and the continuous cylindrical openings of this ring are also made according to the drilling template.
Then the rings are assembled, for which purpose the current distribution ring 11 is inserted into the front recess 10 of the slip ring 5, the through openings 26 and 27 are correspondingly brought together, the tubes of the additional layer 29 are inserted into the brought together openings, after which the technological process to combine the specified elements into a single whole. The best results are achieved when the elements are connected using explosion welding or rolled in under high pressure using hydraulic devices.
The use of these joining methods ensures a high quality of adhesion of different types of materials while maintaining the properties of the materials to be joined and with the formation of a transition layer in which these materials are evenly distributed due to diffusion and which have good mechanical and electrical characteristics. After completing the specified technological process, the inside diameter of the seat of the assembled assembly is unscrewed. The assembly is then preheated to a certain predetermined temperature and placed on the electrical insulating layer 6 at the corresponding point on the rotor shaft 1 of the generator, which, after cooling, ensures a firm mechanical connection of the slip ring 5 with the rotor shaft 1.
When the temperature of the device placed on the shaft 1 has reached the temperature of the surrounding medium, the connection of the current guide rail 12 to the connecting rail 31 with the aid of the current guide screws 17 and 18 and the subsequent fastening of these screws on the rotor shaft with the aid of the electrical insulating intermediate layers 20 and the bracket 21 executed.
In the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 3, after the current distribution ring 11 has been inserted into the cylindrical recess 10 of the slip ring 5, the current distribution ring 33 with the therein in the upward direction on the other end face of the slip ring 5 has the current distribution ring 33 described methods used initially drilled through openings, and only then is the connection process of the elements of the power supply device carried out to form a uniform whole.
In both embodiments of the present invention, the slip ring 5 is made of steel, the use of which means the necessary strength of this ring, which is necessary for its resistance to the significant centrifugal forces which arise during the operation of the generator and due to the conditions of its mounting on the shaft 1 at the Installation is required, should ensure. In addition, the steel used to manufacture this ring must have high wear resistance.
The current distribution ring 11 is made of conventional electrotechnical copper and the tubes of the additional current-conducting layer 29 can either be made of electrotechnical copper or of certain copper-based alloys, the use of which ensures maximum effective adhesion of the tube surfaces of the additional layer 29 to the materials of the slip ring 5 and of the current distribution ring 11 with a required current transmission capacity of this layer. The tube walls of the additional current-conducting layer 29 can have a different thickness, which is determined by different design factors, by the power of the turbogenerator, the cooling conditions of the power supply device, etc. So e.g.
in a turbogenerator with an output of the order of 200 megawatts, an excitation current of approximately 2600 amperes and a seat diameter of the slip rings 5 of 300 millimeters, the wall thickness of the tube made of copper of the additional layer 29 with a current density in this layer of 2 A / mm2 at most two millimeters.
The power supply device according to the invention acts as follows:
The effect of the device is described using the example of the current supply device 3 with positive polarity (FIG. 1). When the excitation current of the generator is fed in, the electrical current reaches the busbars 9 of the brush contact device of the generator and is then distributed over the brushes 7, which are arranged in several rows (only two such rows are shown in the drawing for simplicity) and in each Row are evenly distributed over the circumferential length of the slip ring 5.
The electric current flows from each brush 7 into the surface section of the slip ring 5 and further into the body of the ring. The streamlines from each brush 7 to the additional layer 29, which is made of a material with better conductivity than the material of the slip ring 5, run over parts of the body of the slip ring 5 which have a minimal electrical resistance, i.e. over the shortest current paths directed radially from the surface of this ring to the surface of the additional layer 29.
Since the excitation currents in the powerful turbogenerators with outputs of 200 to 800 megawatts reach values in the order of 2000 to 6000 amperes, for the purpose of effective cooling, the slip ring 5, through which flows of this size flow, becomes a large number evenly over the circumferential length of the ring of distributed ventilation ducts 28. The number of tubes of the additional current-conducting layer 29 is also sufficiently large and they are equally distributed over the circumference of the slip ring 5. Given the values of the excitation currents of a generator, the number of brushes 7 contacting the outer circumferential surface of the slip ring 5 is several tens and their arrangement density is sufficiently large.
Therefore, for each brush 7 in a row the lengths of the current paths for the current flow from the outer circumferential surface of the slip ring 5 to the outer surfaces of the tubes of the additional layer 29 will be practically the same, as will the brushes 7 lying in different rows the electrical resistance of the sections between the outer surfaces of the slip ring 5 and the tubes of the additional layer 29 against the current flowing from each brush 7 are practically the same, as a result of which the current distribution over the circumference of the slip ring 5 is also practically uniform. And because the current distribution over the circumference of the slip ring 5 is uniform for each row of the brushes 7, the current distribution over the width of this ring is also sufficiently uniform.
The transition or connecting layer between the slip ring 5 and the tubes of the additional current-conducting layer 29 does not have any significant influence on the effect of the current supply device, since the electrical resistance of this layer has a value that is close to the electrical conductivity of the material of the additional layer 29 lies, which is due to the use of the technological connection methods described above, which ensure good electrical characteristics of the connection layer.
From the tubes of the additional layer 29, the current flows further into the area with a lower electrical resistance, namely into the front-side power distribution ring 11, the lower resistance of which is due to its much larger cutting surface at the point of contact with the tube in comparison with the cutting surface of a tube additional layer 29 is required. The current flowing from all tubes of the additional layer 29 is summed in the current distribution ring 11 and flows into the current guide rail 12 and further via the current guide screws 17 and 18, the connecting rail 22, the current guide screw 25 and the current discharge rail 24 into the excitation winding 2 on the rotor.
The power supply device 4 acts in a similar manner with a negative polarity, but in which the electric current flows in the opposite direction.
In the embodiment of the power supply device shown in FIG. 3, the current flowing from the brushes 7 via the slip ring 5 to the tubes of the additional layer 29 continues through these tubes not only into the power distribution ring 1, but also into the power distribution ring 33, where the Currents from all the pipes are summed up in the same way and flow to the connecting rail 22 via the current guide rails 36 and the current guide screw 19. In the connecting rail 22, the currents flowing in from the current-carrying rails 12 and 36 are added and, in the same way, reach the excitation winding 2 on the rotor via the current-carrying screw 25 and the current-conducting rail 24.
In the current supply device shown in FIG. 3, the electrical current flowing through the slip ring 5 is to a certain extent more evenly distributed over the width of this ring. This type of construction is applicable in cases where it is necessary to carry out the assembly of the current supply devices 3 and 4 of the brush contact device of the generator with a minimal distance between the slip rings 5, for which purpose it proves necessary to shorten the length of the current guide rail 12 and one of to arrange the current-carrying screws 17 and 18 on the other side of the slip ring 5, or even if it turns out to be impossible according to the strength conditions for the rotor shaft 1 given the given density of the current flowing through the screws 17 and 18, two openings 15 in this shaft which are close to one another and 16,
in which these screws are placed.
The use of the power supply device according to the invention in powerful, high-speed turbogenerators, in which the slip rings 5 are exposed to high mechanical and electrical stresses, ensures due to the uniform distribution of the current flowing through this ring and the good cooling conditions of the transition contacts between the additional current-conducting layer 29 and the slip ring 5 as well the current distribution ring 11 the same operating conditions of all brushes 7 and the slip ring 5 over its entire width. This avoids uneven wear of the same and thereby ensures an increase in the operational safety of the brush contact device of the generator and an extension of its continuous operating time.
The design of the power supply device according to the invention has a certain simplicity, since the additional current-conducting layer 29 simultaneously functions as fastening elements, and no special elements are required for fastening this layer itself and the current distribution ring 11 to the slip ring 5.
The power supply device according to the invention is simple and convenient to manufacture and assemble and allows the inseparable connection of the additional current-conducting layer 29 to the slip ring 5 and the power distribution ring 11 by means of such highly effective methods as explosion welding or rolling in under high pressure using hydraulic devices.
All this makes it possible to switch off the adaptation processes to its constituent elements during the manufacture of the device and to reduce the time required for its assembly.