阅读说明：本技术 绕线式三相异步电动机电动举刷装置 (Electric brush lifting device for wound three-phase asynchronous motor ) 是由 胡任平 熊世煊 徐小华 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：一种绕线式三相异步电动机电动举刷装置,其特征在于,电机主轴上短路环及集电环的两侧各对称设置一根绝缘螺杆,刷架一端固定在绝缘螺杆上,碳刷安装在刷架的另一端；转柄一端与绝缘螺杆固定连接,另一端通过滚动轴承与凸轮外沿接触；凸轮设置在箱座内,与传动轴、减速电机输出轴相连；摇柄的一端通过连杆与凸轮固接,摇柄另一端的滚轮装在短路环外侧面的凹槽中；集电环上的导电螺杆端部设有插片,插片与短路环端部的短路插座配合连接。本发明具有结构新颖、简单、制造成本低、性能可靠稳定等特点,在电机的连续负载运行阶段,碳刷和滑环不接触,从而避免电碳刷的持续磨耗,碳刷可以在整个电机的设计寿命范围之后均不需要更换。(An electric brush lifting device of a wound three-phase asynchronous motor is characterized in that two sides of a short circuit ring and a collecting ring on a motor spindle are respectively and symmetrically provided with an insulating screw rod, one end of a brush holder is fixed on the insulating screw rod, and a carbon brush is arranged at the other end of the brush holder; one end of the rotating handle is fixedly connected with the insulating screw rod, and the other end of the rotating handle is contacted with the outer edge of the cam through a rolling bearing; the cam is arranged in the box seat and is connected with the transmission shaft and the output shaft of the speed reducing motor; one end of the rocking handle is fixedly connected with the cam through a connecting rod, and a roller at the other end of the rocking handle is arranged in a groove on the outer side surface of the short circuit ring; the end part of the conductive screw on the collecting ring is provided with an inserting piece which is connected with a short circuit socket at the end part of the short circuit ring in a matching way. The invention has the characteristics of novel and simple structure, low manufacturing cost, reliable and stable performance and the like, and the carbon brush is not contacted with the slip ring in the continuous load operation stage of the motor, thereby avoiding the continuous abrasion of the electric carbon brush, and the carbon brush can not be replaced after the design service life range of the whole motor.)

绕线式三相异步电动机电动举刷装置

技术领域

本发明涉及电动机，尤其是一种绕线式三相异步电动机电动举刷装置。

背景技术

三相绕线式异步电动机通过集电环和碳刷在转子回路中接入附加电阻，可以减少转子和定子的起动电流，同时由于转子回路电阻增加后，转子回路的功率因数增加可以使电机的起动力矩相应增大。因此绕线式转子电动机可以在重载工况下直接启动，被广泛使用于水泥厂、矿山冶金及起重机械等重型负载设备中。

三相绕线式异步电机启动完成后，需逐渐缩小串入转子回路中的附加电阻，并最终使转子回路中的附加电阻为零（即转子三相线圈短路），从而使电机高效运转，这个通常由水阻柜（液体变阻器）来实现。因转子回路的短路点在水阻柜（液体变阻器）之内，绕线式电机运转过程中，碳刷和滑环必须始终保持可靠的接触以传递转子电流并防止转子回路出现三相不平衡或者缺相的状况。碳刷与滑环持续运转过程中碳刷不断被磨耗需定时停机进行更换，滑环工作表面也会被磨损或者被电火花灼伤而光洁度下降从而加速碳刷的磨耗，碳刷磨耗产生的碳精粉附着在绝缘材料表面会降低电机的绝缘性能并导致电机出现各种绝缘失效的故障，比如集电环相间拉弧、对地击穿、碳刷烧损等，因此绕线式转子电机必须定期停机清理集电环内的碳粉，以维持电机的安全运行。

举刷装置可以在电机启动完成之后，将集电环进行短路并将碳刷和集电环分离，在电机的连续负载运行阶段，碳刷和滑环都不接触，从而避免电碳刷的持续磨耗及碳精粉的产生及附着对绝缘性能的下降，碳刷则可以在整个电机的设计寿命范围之后均不需要更换。但受限于举刷装置较高的制造成本，市场接受程度不高，带举刷功能的绕线电机没有得到大范围的推广使用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种结构简单、制造成本低、性能可靠稳定的绕线式三相异步电动机电动举刷装置。

本发明的绕线式三相异步电动机电动举刷装置，包括碳刷、短路环、集电环、导电螺杆，其特征在于，电机主轴上短路环及集电环的两侧各对称设置一根绝缘螺杆，绝缘螺杆通过轴承固定在箱座中，刷架一端固定在绝缘螺杆上，碳刷安装在刷架的另一端，刷架、碳刷随绝缘螺杆一起转动，碳刷可与集电环外侧面接触；转柄一端与绝缘螺杆固定连接，另一端通过滚动轴承与凸轮外沿接触，拉簧的两端分别固定在转柄中部和箱座上，拉簧的拉力使转柄端部的滚动轴承始终保持与凸轮端面接触；凸轮设置在箱座内、短路环的上方，凸轮与传动轴连接，传动轴与减速电机输出轴相连；摇柄的支点固定在箱座上，摇柄的一端通过连杆与凸轮固接，摇柄的另一端设有滚轮，滚轮装在短路环外侧面的凹槽中与凹槽端面接触，摇柄的杠杆运动带动短路环在发电机主轴上作轴向运动；集电环上的导电螺杆端部设有插片，与导电螺杆上插片相对的短路环端部设有短路插座，短路插座与插片配合连接。

本发明的绕线式三相异步电动机电动举刷装置工作原理是，绕线式三相异步电动机启动前，碳刷被举起，集电环的插片保持***短路插座中的状态。启动电机时，电机控制系统给举刷装置发出启动信号，减速电机开始带动凸轮旋转，转柄上的滚动轴承在拉簧的拉力作用下，保持与凸轮的外沿接触，当凸轮旋转时，滚轮轴承接触点旋转半径逐渐增大，滚轮轴承被往下压，带动转柄、刷架向下旋转，碳刷逐渐靠近集电环，当凸轮转过约60°时至最大半径时，碳刷被压至最低位置，保持与集电环全部接触。与此同时，凸轮旋转时，同时连杆带动摇柄通过滚轮轴承来推动短路环向左移动，短路插座与插片逐渐分离；当凸轮转过约220°时，摇柄下端的滚轮轴承推动短路环到达与集电环距离最远位置，此时凸轮继续旋转，摇柄下端滚轮轴承开始往右移动离开短路环槽最左边，当凸轮旋转260度时，行程开关触发停止信号，减速电机停止转动，滚轮轴承保持在短路环凹槽的中间位置，与短路环不再有任何接触。短路环与集电环分离，碳刷则保持与集电环接触，将水阻柜（液体电阻柜）串入电机转子回路，行程开关发出一个电机可以启动的信号给电机控制系统，系统收到信号后给电机送电，在串接水阻柜的状态下启动电机。当电机启动达到额定转速后，水阻柜内电阻值逐渐减小，最终在水电阻柜内将电机转子三相进行短路。当水阻柜短路完成之后，电机控制系统给举刷装置发出运行信号，减速电机开始带动凸轮做逆向旋转，连杆带动摇柄通过滚轮轴承来推动短路环及短路插座与插片逐渐靠近；当凸轮逆向转过约120°时，摇柄下端的滚轮轴承推动短路环及短路插座开始与插片接触，当凸轮逆向转过约190°时，插片已经大部分***短路插座，集电环已经处于短路状态，此后凸轮与滚轮轴承接触点的半径开始减小，碳刷开始从集电环上分离，当凸轮逆向转过约220°时，滚轮轴承到达行程最右端，集电环插片与短路环插座***深度达到最大，碳刷与集电环分开的距离则还在逐渐增大，滚轮轴承往左退回至短路环槽中心，与短路环不再有任何接触；行程开关触发停止信号，减速电机停止转动，集电环插片与短路环插座保持最大***深度，碳刷则达到与集电环距离最大的位置。

本发明的绕线式三相异步电动机电动举刷装置具有结构新颖、简单、制造成本低、性能可靠稳定等特点，在电机的连续负载运行阶段，碳刷和滑环不接触，从而避免电碳刷的持续磨耗，碳刷可以在整个电机的设计寿命范围之后均不需要更换。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧向剖视示意图；

图3为图1另一工作状态示意图；

图4为图1中局部转轴、碳刷、刷架、转柄、凸轮连接结构示意图；

1、箱盖，2、箱座，3、凸轮，4、连杆，5、摇柄，6、短路环，7、短路插座，8、插片，9、集电环，10、导电螺杆，11、碳刷，12、转柄，13、滚轮，14、拉簧，15、刷架，16、绝缘螺杆，17、减速电机,18、传动轴。

具体实施方式

一种绕线式三相异步电动机电动举刷装置，包括碳刷11、短路环6、集电环9、导电螺杆10，其特征在于，电机主轴上短路环6及集电环9的两侧各对称设置一根绝缘螺杆16，绝缘螺杆16通过轴承固定在箱座2中，刷架15一端固定在绝缘螺杆16上，每根绝缘螺杆16上固定有三只刷架15，碳刷11安装在刷架15的另一端，刷架15、碳刷11随绝缘螺杆16一起转动，碳刷11可与集电环9外侧面接触；转柄12一端与绝缘螺杆16固定连接，另一端通过滚动轴承与凸轮3外沿接触，拉簧14的两端分别固定在转柄12中部和箱座2上；凸轮3设置在箱座2内、短路环6的上方，凸轮3与传动轴18连接，传动轴18与减速电机17输出轴相连；摇柄5的支点固定在箱座2上，摇柄5的一端通过连杆4与凸轮3固接，摇柄5的另一端设有滚轮13，滚轮13装在短路环6外侧面的凹槽中与凹槽端面接触；集电环9上的导电螺杆10端部设有插片8，与导电螺杆10上插片8相对的短路环6端部设有短路插座7，短路插座7与插片8配合连接。