本發明涉及主輔發電機轉子，具體為新型同步主輔發電機轉子結構。

背景技術：

近年來，內燃機車同步主發電機朝著集成化方向發展。將主發電機和輔發電機集成在同一電機上，成為今后鐵路機車主發電機的發展趨勢。主發電機與輔發電機集成后，主發與輔發轉子的連接結構和連接方式成為主輔發電機的重點和難點。尤其是裝配高速柴油機的內燃機車，主輔發電機轉速較高，主輔轉子上各個部件及勵磁聯線承受的離心力與轉速的平方成正比。同時主輔轉子有兩套勵磁引線與滑環連接，連線結構復雜。因此，勵磁連線燒損等故障是主輔發電機常見的故障形式。

現有主輔發電機主轉子、輔轉子和滑環裝配的連接結構如圖9所示：滑環裝配15位于電機內部，從滑環到主、輔轉子的勵磁引線使用電纜。輔轉子勵磁引線電纜23直接綁扎在轉軸表面，分別與滑環和輔轉子繞組引線頭連接。主轉子勵磁引線電纜24穿過輔磁軛后，分別與滑環和主轉子繞組的引線頭聯接。勵磁電纜在轉軸和輔支架22上用綁扎帶固定。

現有主輔發電機轉子結構的缺點如下：a）滑環安裝在端蓋內部，使得兩個支撐軸承間的主輔轉軸長度較長，轉軸剛度和強度性能降低，可靠性降低。同時輔發機座也較長，增加了電機重量和成本。b）滑環位于電機內部，不能在線更換。若要更換滑環，需要解體電機。c）滑環和刷架系統在電機內部，檢測滑環和更換電刷困難。d）滑環和刷架系統置于電機內部，碳刷與滑環摩擦產生的碳粉容易附著在電機繞組及聯線上，使繞組的絕緣電阻降低，并存在短路隱患。e）主輔轉子勵磁電纜在轉軸的外表面綁扎固定，電纜旋轉半徑大，受到的離心力大。f)勵磁電纜在轉軸表面綁扎固定，綁扎的可靠性差，轉子長期高速旋轉產生的離心力會使綁繩松動。

技術實現要素：

本發明為了解決上述問題，提供了新型同步主輔發電機轉子結構。

本發明是采用如下的技術方案實現的：新型同步主輔發電機轉子結構，包括主轉子、輔轉子和滑環裝配，其中主轉子包括主轉子鐵芯、主轉子繞組、主磁軛和主發轉軸，輔轉子包括輔轉子鐵芯、輔轉子繞組、輔磁軛和輔發轉軸，滑環裝配位于輔發轉軸的右端部且位于機殼外部，輔發轉軸為空心軸結構，輔磁軛熱套在輔發轉軸上，輔磁軛與主磁軛通過止口連接，輔磁軛與主磁軛的連接止口處為空腔結構，在空腔外圓周上加工兩對成180°分布的腰形孔，空腔內部端面上還安裝兩個成180°分布的接線板，接線板與兩對腰形孔對應，主發勵磁引線電纜和輔發勵磁引線電纜穿過空心軸并密封固定，右端與滑環裝配連接，主發勵磁引線電纜的左端和主發引線的一端連接到一弧形板上，主發引線的另一端穿過腰形孔引到輔磁軛外表面，并用主發引線壓板固定在輔磁軛端面，主發引線再與主轉子繞組引線頭連接，輔發勵磁引線電纜的左端和輔發引線的一端連接到另一弧形板上，輔發引線的另一端穿過腰線孔固定在輔發接線板上，輔轉子繞組引線通過螺栓固定在輔發接線板上，輔轉子繞組引線通過輔發引線壓板固定在輔磁軛上。

上述的新型同步主輔發電機轉子結構，輔發轉軸的左端和右端端口分別設有左端絕緣壓板和右端絕緣壓板，左端端口內還設有橡膠護套，軸內灌入密封膠和固持劑對電纜線進行密封固定。

本發明技術方案帶來的有益效果：

1）滑環外置，使主輔發電機軸承支撐區間的軸向長度縮短，輔發機座長度縮短，電機整體強度和剛度增加。

2）主輔發電機的4根勵磁引線由轉軸外表面綁扎固定結構改為空心軸中心灌膠固定結構后。電纜離心力半徑縮小，灌膠固定牢固，在軸孔內得到有效保護，電纜因離心力和綁扎固定不牢固的故障風險得到根本解決，可靠性提高。

3）將輔支架和輔磁軛改為一體化結構，降低制造成本，提高整體軸系剛度和強度，簡化裝配過程，提高生產效率。

4）滑環裝配外置，便于滑環和刷架的更換和定期維護，同時可實現滑環系統與電機冷卻風路分離，使碳粉不再進入電機內部，減少電機內部因碳粉堆積造成電機接地風險。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為圖1的A向視圖。

圖3為輔轉子的結構示意圖。

圖4為圖3的A向視圖。

圖5為圖3的B向視圖。

圖6為輔磁軛的結構示意圖。

圖7為圖6的局部側視圖。

圖8為現有轉子結構中輔磁軛和主磁軛連接示意圖。

圖9為現有轉子結構的示意圖。

圖中：1-輔磁極，2-輔磁軛，3-輔發轉軸，4-主發引線，5-主發引線壓板，6-接線板，71-主發勵磁引線電纜，72-輔發勵磁引線電纜，8-左端絕緣壓板；9-橡膠護套，10-輔發引線，11-輔發接線板，12-輔轉子繞組引線，13-輔發引線壓板，14-密封膠，15-滑環裝配，16右端絕緣壓板，17-滑環接線柱，18-后端蓋，19-前端蓋，20-腰形孔，21-主磁軛，22-輔支架，23-輔轉子勵磁引線電纜，24-主轉子勵磁引線電纜。

具體實施方式

新型同步主輔發電機轉子結構，包括主轉子、輔轉子和滑環裝配15，其中主轉子包括主轉子鐵芯、主轉子繞組、主磁軛21和主發轉軸，輔轉子包括輔轉子鐵芯、輔轉子繞組、輔磁軛2和輔發轉軸3，滑環裝配15位于輔發轉軸3的右端部且位于機殼外部，輔發轉軸3為空心軸結構，輔磁軛2熱套在輔發轉軸3上，輔磁軛2與主磁軛21通過止口連接，輔磁軛2與主磁軛的連接止口處為空腔結構，在空腔外圓周上加工兩對成180°分布的腰形孔20，空腔內部端面上還安裝兩個成180°分布的弧形接線板6，弧形接線板6與兩對腰形孔20對應，主發勵磁引線電纜71和輔發勵磁引線電纜72穿過空心軸并密封固定，右端與滑環連接，主發勵磁引線電纜71的左端和主發引線4的一端連接到一弧形接線板6上，主發引線4的另一端穿過腰線孔20引到輔磁軛外表面，并用主發引線壓板5固定在輔磁軛2端面，主發引線4再與主轉子繞組引線頭連接，輔發勵磁引線電纜的左端和輔發引線10的一端連接到另一弧形接線板6上，輔發引線10的另一端穿過腰線孔固定在輔發接線板11上，輔轉子繞組引線12通過螺栓固定在輔發接線板11上，輔轉子繞組引線12通過輔發引線壓板13固定在輔磁軛上，主發引線4和輔發引線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電機轉子結構，輔發轉軸3的左端和右端端口分別設有左端絕緣壓板8和右端絕緣壓板16，左端端口內還設有橡膠護套9，軸內灌入密封膠14和固持劑對電纜線進行密封固定，左端絕緣壓板8和右端絕緣壓板16可以對引出電纜進行保護。

輔轉子裝配的整體結構如圖3所示。

a）滑環裝配15位于輔發轉軸3端部，在電機總裝工序安裝。

b）4根勵磁電纜穿過輔發轉軸3，在輔發轉軸3左端面的軸孔內安裝橡膠護套9用于密封軸孔，然后將輔發轉軸3左端面朝下立起轉軸，用密封膠14灌入空心軸內，將軸孔空間灌滿，待密封膠固化后，在轉軸左端面安裝左端絕緣壓板8，在轉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上的兩對腰形孔20對應。

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

e）穿過空心軸的4根電纜在右端分別接到對應的4個滑環接線柱17上。

現有轉子結構中輔磁軛和主磁軛連接關系如圖8所示，原輔磁軛2與主磁軛21之間沒有連接關系，輔磁軛2和輔支架22均熱套在轉軸上，輔支架22裝配通過止口與主磁軛連接。本發明輔磁軛設計為磁軛支架一體式結構，輔磁軛2直接與主磁軛21通過止口連接，省去了輔支架22，增加了輔轉子的剛度和強度。輔磁軛2與主磁軛21連接處設計為空腔結構，在輔磁軛空腔外圓周上加工兩對成180°分布的腰形孔20，使主輔轉子的4根勵磁引線從孔中穿出，與主輔勵磁繞組引線頭聯接。

輔磁軛與輔發轉軸裝配：a.空心軸與輔磁軛過盈配合熱套為一個整體，熱套后，轉軸左側端面略低于輔磁軛內腔端面，墊放左端絕緣壓板后，兩個端面平齊。b.輔磁軛與空心軸裝配完成后，對輔磁軛止口和轉軸配合尺寸進行整體精加工，保證整個裝配的加工尺寸精度。