华能澜沧江乌弄龙里底电厂:将碳刷工作原理用在集电环研磨装置上
本帖最后由 张丽 于 2025-4-13 21:55 编辑将碳刷工作原理用在集电环研磨装置上（图3幅）◎牛云吉
2月16日，华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙里底电厂里底电站运维部运维四班班长张利雄一到岗，便迅速穿好工作服、戴好安全帽，手持工具与工友一同前往滑环室，查看他们自主研制的大型轴流转桨式水轮发电机集电环动态研磨装置（以下简称“集电环研磨装置”）的使用效果。“别看它个头不大，干活儿还真利索哩。随着发电机组转动，就完成了集电环所有接触面的研磨工作，真是省时省力省人工！”看到集电环表面焕然一新，张利雄一脸满意地对工友说。集电环在发电机运转中起着关键作用，负责将励磁电流引入磁极线圈，把电流从静止的碳刷引入旋转的转子绕组。然而，在运行过程中，一旦集电环与碳刷摩擦面的吻合度不佳，就容易出现接触面积减小的问题，进而导致接触电阻增大、碳刷温度升高，甚至产生火花。因此，修复或提高集电环摩擦面的形位误差和表面粗糙度，成了运维四班检修集电环的主要工作。“常规的集电环研磨方法主要有人工打磨和车床车削两种。但是，人工打磨存在局限性，被风罩挡住的集电环部分无法研磨，而车床车削则需要拆卸集电环上部的受油器，工序复杂，耗时耗力，存在过度削磨集电环的风险。”张利雄说。为解决这一难题，张利雄带领技术攻关团队，围绕“如何解决集电环研磨难题”展开技术攻关。“要是能研制出一款研磨装置，在不拆卸集电环罩子上端零部件的情况下，利用发电机组转动，完成对集电环所有接触面的打磨工作就好了。”在技术讨论分析会上，张利雄提议说。但具体该如何制作，大家心里都没底。为尽快找到突破口，张利雄上网查找资料。当看到“碳刷的工作原理是通过与电枢绕组的换向器或集电环接触，将电流从静止的外部电路传递到旋转的电枢绕组”时，他灵机一动，心想：既然碳刷能与集电环紧密贴合输送励磁电流，那把碳刷换成珩磨轮，制作一款研磨装置安装在集电环旁，使其紧密贴合，借助发电机组转动，不就能打磨集电环所有接触面了吗？该思路得到了团队成员的一致认可。随后，张利雄带领团队成员，综合考虑加工场景、旋转方向、工具的轴向及径向运动、集电环自身旋转精度等多个因素，经过制定方案、打造模型、试验复盘、修改完善等一系列步骤，终于成功研制出集电环研磨装置，并在里底电站1号发电机组上成功投用。该装置主要由操作控制箱、镀锌碳钢底盘、丝杆传动升降机、珩磨轮等4部分组成。投入使用后，实现了发电机集电环的在线动态修复，大幅提高了集电环的研磨质效。研磨后的集电环水平偏差不超过0.2毫米，外圆面圆度符合要求，表面粗糙度值小于1.6微米，集电环的电流传导性能更稳定，使用寿命也得以延长。该装置投用后效果显著，获得了大家的一致好评，并荣获该厂 QC（质量控制）成果一等奖。“集电环动态研磨装置的研发，解决了集电环动态研磨需停机操作、设备拆解费时费力且易造成设备损坏等难题，缩短了发电机的检修工期，降低了维修人力成本，大大提高了发电机系统的运、维、检工作效率，填补了国内大型轴流转桨式水轮发电机集电环动态研磨技术的空白，具有很高的推广应用价值。”里底电站运维部副主任符世喜激动地说。图1：职工查看集电环研磨装置的使用效果图2：集电环研磨装置整体结构图3：职工对集电环研磨装置进行水平调整
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