旋转变压器和旋转变压器系统技术方案

一种旋转变压器，其汇流排导管从位于旋转变压器驱动马达上面的集电环或滑动环开始，在旋转变压器的整个空心轴中延伸，到达位于最远离驱动马达的转子端绕组。使与马达端部绕组相连的汇流排导管的引线定位于远离驱动马达的转子端绕组，轴的强度和整体性就不会由于驱动马达施加的扭矩而减弱。另外，轴由两个连接在一起的轴部件形成，而汇流排导管组件包括两个各自基本上位于相应轴部件内的Ｌ形部件。两个汇流排导管部件相互连接形成汇流排导管组件，因而在现场维护时易于从第二或者下轴部件拆去第一或者上轴部件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高功率旋转变压器，它具有安装在变压器的旋转轴内的汇流排导管组件。
技术介绍
高功率旋转变压器可以用于将电能从以第一频率工作的第一电网转变成以第二频率工作的第二电网。授予Larsen并于1999年9月14日公开的美国专利5953225公开了一种旋转变压器，该旋转变压器包括功率回收系统，用于回收和施加给受让电网不同功率，该功率不同是因为供给旋转变压器的旋转轴的机械功率。在授予Martin和Rehder且公开日为2001年12月30日的加拿大专利申请2351895公开了另一种这样的旋转变压器系统。该旋转变压器组件利用穿过旋转轴中心的三相绝缘汇流排导管，使旋转变压器的转子与两个电力系统中的一个相连，在这两个电力系统之间，旋转变压器通过定子将来自一个电力系统的电功率进行变压，并传递给以稍微不同频率工作的另一系统。轴组件有第一上轴部件，该第一上轴部件包含在该组件的顶部和底部的径向孔，汇流排导管的引线端彼此间隔120度径向通过该径向孔。汇流排导管引线穿过在上轴的上部的出口孔，以便与集电环相连，从而使该汇流排导管与第一电网系统相连。类似的出口孔位于该上轴部件的底部，底部汇流排导管引线径向通过该出口孔，用于连接旋转变压器的转子绕组。两组出口孔都包含在第一上轴部件中。第二下轴部件在第一上轴部件下面。两个轴部件通过连接凸缘连接在一起。旋转变压器的转子支承在下轴部件上。功率回收系统包括驱动马达，该驱动马达在两组汇流排导管的引线之间与上轴部件相连。该马达向上轴部件施加扭矩，以便回收功率。尽管使用穿过旋转轴的上轴部件的汇流排导管对于磁屏蔽、轴的加热以及防止产生电弧都很有利，但是应当知道，该汇流排导管组件完全容纳于上轴部件内，并在集电环和转子上端绕组之间。因此，驱动马达的全部额定力矩经过第一上轴部件的、在两组径向延伸汇流排导管出口孔之间的部分，该汇流排导管出口孔穿过轴壁切成。与轴相连的驱动马达非常靠近底部的一组出口孔。而且，该底部的一组出口孔径向布置在相同平面内。应当知道，对于高功率用途，汇流排导管需要每相直径为大约15英寸的量级，轴的直径为大约54英寸。这使得在切成出口孔的轴壁中留下的材料不足以安全地从驱动马达向旋转变压器的转子传递扭矩。在驱动马达的扭矩施加到轴上的位置处，这些孔产生使轴中产生很大的应力集中，这必须通过非常昂贵的特种钢来进行补偿。该钢轴需要相对较大厚度，以便对付在轴上的应力集中，从而提供传递扭矩所需的强度。在某些情况下，可以使轴壁的厚度增加至3英寸。对上轴部件进行的这些变化，需要对轴进行补偿，否则轴可能在驱动马达短路或其它短路状态下被损坏、削弱或断裂。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于旋转变压器中的汇流排导管组件，它不会明显削弱靠近旋转变压器的驱动马达处的轴结构，从而消除或减小使用特种钢来相对增加壁厚的要求。本专利技术涉及一种汇流排导管组件，它可以很容易安装在轴内或任意封闭结构内，其中，该汇流排导管与该轴或封闭结构一起轴向延伸。本专利技术涉及一种具有轴和汇流排导管组件的旋转变压器，其中，汇流排导管从位于旋转变压器的驱动马达上面的集电环到位于最远离驱动马达的转子端绕组而在旋转变压器的整个空心轴中延伸。通过使汇流排导管的底部出口开口位于旋转变压器的转子的下面，在与轴相连的驱动马达附近处的轴的强度并不会由于汇流排导管出口孔而削弱。在本专利技术的范围内还提供了一种汇流排导管组件，该汇流排导管组件由两个L形部件形成，该L形部件的引线分别穿过在相应轴部件中的相应一组出口孔而进行安装，同时各L形部件的较长支脚平行于轴的轴线而轴向延伸，并相互连接。通过使汇流排导管互连，可以在现场维修过程中简化上轴部件的拆下，因为汇流排导管组件可以取出。而且，在连接在一起的轴内使用两个汇流排导管部件将简化各汇流排导管组件在它的相应轴部件中的装配。汇流排导管组件的另一优点是在汇流排导管和旋转变压器转子的绕组之间的柔性连接并不需要在将上轴拆下之前就断开。在汇流排导管和转子绕组之间的电连接可以通过断开汇流排导管部件而自动完成。当拆下上轴时，在旋转变压器的转子下面在汇流排导管和转子之间的柔性连接和所有连接都可以保持连接。这在现场维修时能大大节省时间。优选是，联轴器和汇流排导管插头布置成沿轴的轴线非常邻近，以在生产和现场维修检查可以看到。一方面，本专利技术涉及一种用于在第一电网和第二电网之间传递功率的旋转变压器系统。第一电网在第一功率瓦数和第一电频率下工作，而第二电网在第二电频率下工作。该系统包括旋转轴、驱动马达、马达组件、定子组件、滑动环组件以及汇流排导管组件。驱动马达与旋转轴相连，以便与第一和第二电网之间的功率消耗成比例地驱动轴。转子组件有转子，该转子在与旋转轴相连的驱动马达的第一侧与旋转轴相连。转子组件有从转子的相对端轴向延伸的转子端绕组，同时第一转子端绕组轴向位于驱动马达附近，而第二转子端绕组轴向位置远离该驱动马达。定子组件环绕转子，该定子组件有与第二电网电连接的定子绕组。滑动环组件安装在旋转轴上，并与第一电网电连接。汇流排导管组件安装在旋转轴内，并沿该旋转轴在滑动环组件和远离驱动马达的第二转子端绕组之间延伸，以便使滑动环组件与远离驱动马达的第二转子端绕组相互电连接。在本专利技术的优选实施例中，旋转变压器系统有旋转轴，该旋转轴包括至少第一和第二轴向延伸部件，该第一和第二轴向延伸部件连接在一起以便形成轴。滑动环组件与第一轴部件相连。转子与第二轴部件相连。汇流排导管组件包括第一和第二汇流排导管部件，该第一和第二汇流排导管部件基本在第一和第二轴部件内轴向延伸。各第一和第二汇流排导管部件在一个轴部件中相互连接。优选是，第一和第二汇流排导管部件中的一个超过它的相应轴部件伸入另一轴部件，这样，插头组件位于第一和第二轴部件中的一个内。第一和第二汇流排导管部件成L形，它们的相应第一和第二端部引线分别穿过在相应第一或第二轴部件中的相应一组出口孔而进行安装。联轴器和汇流排导管的相互连接处布置成彼此沿轴向非常接近。附图要说明为了更好地理解本专利技术的本质和目的，请参照如下的附图。其中，附图说明图1是本专利技术实施例的旋转变压器系统实例的侧剖图。图2是图1的旋转变压器系统的轴组件的侧剖图。图3是图1的旋转变压器系统的俯视剖视图。图4A是图1的旋转变压器系统的一部分的剖视图，表示了汇流排导体以及它的相应三相绝缘汇流排导管。图4B是沿图4A中的线4B-4B的剖视图。具体实施例方式参考图1，图中表示了旋转变压器20，该旋转变压器20包括转子组件22和定子24。转子组件22包括转子芯部分26、第一和第二转子端绕组12、14、滑动环或集电环40、以及旋转轴28。转子组件22可绕它的旋转轴28的垂直轴线V沿顺时针方向和逆时针方向旋转。转子组件22的旋转通过驱动马达30而实现。应当知道，尽管优选实施例表示了垂直方向的旋转变压器，但是旋转变压器的方向也可以沿其它轴线，例如水平轴线。旋转变压器20属于交流电压和电流是高电压、大电流的情况。旋转变压器系统20连接成在第一电力系统(例如第一电网)和第二电力系统(例如第二电网)之间传递电功率。该第一电网在第一功率和第一频率下工作，而该第二电网在第二频率下工作。在这种情况下，转子组件22与第一电力系统29的汇流排导管27的三相线连接，定子绕组25与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转变压器，包括：旋转轴；驱动马达，该驱动马达与旋转轴相连，以便驱动该轴；转子组件，该转子组件有转子，该转子在与旋转轴相连的驱动马达的第一侧与该旋转轴连接，该转子组件有从转子的相对端轴向延伸的转子端绕组，同时第一 转子端绕组沿轴向靠近驱动马达，而第二转子端绕组沿轴向远离该驱动马达；定子组件，该定子组件环绕转子；滑动环组件，该滑动环组件安装在旋转轴上；汇流排导管组件，该汇流排导管组件安装在旋转轴内，并沿该旋转轴在滑动环组件和远离 驱动马达的第二转子端绕组之间延伸，以便使滑动环组件与远离驱动马达的第二转子端绕组相互电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔W怀特，布鲁斯W米尔斯，罗伯特H雷德，
申请(专利权)人：通用电气加拿大公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]