申请/专利权人：重庆华能水电设备制造有限公司

申请日：2019-05-09

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN110011465B

主分类号：H02K5/14

分类号：H02K5/14;H02K11/20;H02K11/25;H01R39/58

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.08.06#实质审查的生效;2019.07.12#公开

摘要：本发明公开了用于发电机集电装置监测用的刷握结构，在刷盒或者碳刷上配合设置温度传感器，用于检测碳刷的温度；在导电座上，设置测距传感器和电流传感器，测距传感器固定在导电座上，正对碳刷的末端，通过碳刷的末端与测距传感器的距离变化来测量碳刷的磨损量；电流传感器用于检测流过碳刷的电流；在绝缘手柄前端，以及手柄轴的后端，设置相连通的线槽，线槽为内凹结构。本发明，设置了温度传感器、电流传感器、测距传感器等部件，对碳刷的磨损状况、碳刷的温度、电流等进行实时在线监测，大幅度提高了发电机的自动监控、自动检测性能，能提高发电机运行的安全性。

主权项：1.一种发电机集电装置监测用的刷握结构，包括刷握本体，所述刷握本体是可带电拆卸式结构，其上设置有绝缘手柄、手柄轴、锁紧销、导电滑环、导电座、导电刷辫、刷盒、碳刷；绝缘手柄前端连接手柄轴，手柄轴前端设置有用于连接锁紧的锁紧销；碳刷配合设置在刷盒内，导电刷辫的一端连接碳刷，另一端连接在导电座上，金属材质的导电座与设置在手柄轴上的导电滑环连接，形成导电通路；其特征在于，在刷盒上，或者碳刷上配合设置温度传感器，用于检测刷盒或者碳刷的温度；在导电座上，设置测距传感器和电流传感器，测距传感器固定在导电座上，正对碳刷的末端，通过检测碳刷的末端与测距传感器的距离变化来测量碳刷的磨损量；电流传感器用于检测流过碳刷的电流；在绝缘手柄前端，以及手柄轴的后端，设置相连通的线槽，线槽为内凹结构；在绝缘手柄上，设置有手柄内腔，将传感器的信号线经过所述线槽引入所述手柄内腔内；手柄内腔是内凹的腔体，用于放置传感器需要的电池、监测用的电路板。

全文数据：发电机集电装置监测用的刷握结构技术领域本发明涉及一种水力或火力发电机组的刷握结构，具体涉及一种发电机集电装置监测用的刷握结构。背景技术发电机，如火力发电机或水轮发电机，其碳刷设置在刷握上，碳刷的前端与集电环接触，其作用是将发电机外部的电源一般是直流的励磁电流，通过滑环上的集电环，提供到转子的绕组上励磁绕组，由于集电环在高速旋转运动，故碳刷的前端一直被磨损，碳刷磨损会形成大量细小碳粉尘；在使用中碳刷一直被磨损，长度会逐渐缩短，需要及时更换。为了提高发电效率，现有技术中也有不停机带电拆卸的手柄，可以在不断电情况下拆卸碳刷；如CN2888698Y公开的“电机刷握带电拆卸手柄”，单独设置一个拆卸刷握的手柄，将手柄插入碳刷联接轴的定位孔内，通过钢珠的作用将手柄与碳刷联接轴连接，转动手柄，可以将被磨损的碳刷连同刷握取下，刷握与集电环脱离开，就能方便更换碳刷。如109473841A公开的“发电机可带电拆卸刷握”，在转动手柄时，手柄被释放，碳刷被锁紧在刷盒内，手柄将刷盒以及碳刷从固定座中脱离，快速取下碳刷和刷握。为了提高发电机的自动监控、自动检测性能，以提高发电机运行的安全性，需要一种在线监测装置，对碳刷的磨损状况、碳刷的温度、电流等进行实时在线监测，在磨损到位后（长度缩短到设定值）、碳刷的温度超过设定值以及电路超过设定值等异常状况能及时报警，以便能及时更换。但，如何将上述温度传感器、电流传感器、测距传感器等设置在刷握上，更换碳刷、安装、拆卸、检修方便，以及传感器的信号线等有序布置而不凌乱，是现有技术中需要解决的问题。发明内容针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种安装了温度传感器、电流传感器、测距传感器，且更换碳刷、安装、拆卸、检修方便的发电机集电装置监测用的刷握结构。为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：发电机集电装置监测用的刷握结构，包括刷握本体，所述刷握本体是可带电拆卸式，其上设置有绝缘手柄、手柄轴、锁紧销、导电滑环、导电座、导电刷辫、刷盒、碳刷；绝缘手柄前端连接手柄轴，手柄轴前端设置有用于连接锁紧的锁紧销；碳刷配合设置在刷盒内，导电刷辫的一端连接碳刷，另一端连接在导电座上，金属材质的导电座与设置在手柄轴上的导电滑环连接，形成导电通路；其特征在于，在刷盒上，或者碳刷上配合设置温度传感器，用于检测刷盒或者碳刷的温度；在导电座上，设置测距传感器和电流传感器，测距传感器固定在导电座上，正对碳刷的末端，通过碳刷的末端与测距传感器的距离变化来测量碳刷的磨损量；在绝缘手柄前端，以及手柄轴的后端，设置相连通的线槽，线槽为内凹结构。该结构，设置了温度传感器、电流传感器、测距传感器等部件，对碳刷的磨损状况、碳刷的温度、电流等进行实时在线监测，大幅度提高了发电机的自动监控、自动检测性能，能提高发电机运行的安全性。进一步的特征在于，导电座为L型，测距传感器和电流传感器分别设置在L型的横向边和竖向边上。本发明L型结构的导电座，更方便测距传感器和电流传感器的布置，使整个刷握结构优化。导电刷辫连接在导电座的L型的竖向边上端。所述导电座是一平板或条状结构，测距传感器与电流传感器沿长度方向并列设置，测距传感器靠近碳刷一侧，通过碳刷的末端与测距传感器的距离变化来测量碳刷的磨损量；电流传感器固定在导电座上，不随碳刷或导电刷辫的移动而移动。测距传感器与电流传感器在长度方向并列设置，也便于布置和传输监测信号。在绝缘手柄上，设置有手柄内腔，手柄内腔上配合设置手柄盒盖，可翻转的手柄盒盖扣合在手柄内腔上；手柄内腔是内凹的腔体。传感器的电源以及电路板设置在刷握手柄的内腔内，而且信号线也设置在线槽内，有序布置电流传感器是中空的环状结构，通过中孔套设在导电座上，不随碳刷或导电刷辫的移动而移动。电流传感器套设在导电座上，具有更高的测量精度，而且不随导电刷辫移动，不会磨损。在导电刷辫外面套设套管，而且将温度传感器的信号线也设置在套管内。具有较强的保护作用。与现有技术相比，本发明得到的发电机集电装置监测用的刷握结构具有如下优点：1、设置了温度传感器、电流传感器、测距传感器等部件，对碳刷的磨损状况、碳刷的温度、电流等进行实时在线监测，大幅度提高了发电机的自动监控、自动检测性能，能提高发电机运行的安全性。2、保留了带电拆卸的优点，在不停机的状况下，更换碳刷、安装、拆卸、检修方便。3、电流传感器、测距传感器位置固定，其信号线不随导电刷辫移动，不会产生磨损，提高精度和使用寿命。4、传感器的电源以及电路板设置在刷握手柄的内腔内，而且信号线也设置在线槽内，有序布置，美观、整洁。附图说明图1为本发明第一种刷握结构示意图；图2为本发明第二种刷握结构示意图；图3为刷握手柄结构示意图。图中：1-刷握本体、2-绝缘手柄、3-手柄轴、4-锁紧销、5-导电滑环、6-导电座、7-导电刷辫、8-刷盒、9-碳刷、10-温度传感器、11-测距传感器、12-电流传感器、13-线槽、14—手柄内腔、15—手柄盒盖、18—套管。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。本实施例提供的发电机集电装置监测用的刷握结构，包括刷握本体1，所述刷握本体1是可带电拆卸式，其上设置有绝缘手柄2、手柄轴3、锁紧销4、导电滑环5、导电座6、导电刷辫7、刷盒8、碳刷9等主要部件，绝缘性能良好的绝缘手柄2前端连接手柄轴3，手柄轴3前端设置有用于连接锁紧的锁紧销4；碳刷9配合设置在刷盒8内，碳刷9前端在使用状态时与发电机集电环接触，导电刷辫7的一端连接碳刷9，另一端连接在导电座6上，金属材质的导电座6与设置在手柄轴3上的导电滑环5连接，形成导电通路，可以通过螺栓连接。导电滑环5设置在手柄轴3上，防止手柄转动时（扭转时），相关导线被磨损甚至被拉断等，还能防止接触部位产生火花等。1、本发明的改进，是在刷盒8上，或者碳刷9上配合设置温度传感器10，用于检测刷盒8或者碳刷9的温度；在导电座6上，设置测距传感器11和电流传感器12，测距传感器11固定在导电座6上，正对碳刷9的末端，通过碳刷9的末端与测距传感器11的距离变化来测量碳刷9的磨损量；在碳刷9前端被磨损后其末端逐渐向前移动，末端逐渐远离测距传感器11，与测距传感器11的距离增大；电流传感器12用于检测流过碳刷9的电流；电流传感器12是中空的环状结构，通过中孔套设在导电座6上，不随碳刷9或导电刷辫7的移动而移动；可以采用螺栓加固连接。图1所示的第一种实施例结构中，导电座6为L型，测距传感器11和电流传感器12分别设置在L型的横向边和竖向边上，导电刷辫7连接在导电座6的L型的竖向边上端。图2所示的第二种实施例结构中，导电座6是一平板（水平设置的平板）或条状结构，长度延长，测距传感器11与电流传感器12水平并列设置，测距传感器11靠近碳刷9一侧，通过碳刷9的末端与测距传感器11的距离变化来测量碳刷9的磨损量；电流传感器12固定在导电座6上，不随碳刷9或导电刷辫7的移动而移动。在绝缘手柄2前端，以及手柄轴3的后端，设置相连通的线槽13，线槽13为内凹结构，将传感器的信号线和或电源线嵌入线槽13，有序布置。本发明的绝缘手柄2上，具体在绝缘手柄2前端，设置有手柄内腔14，手柄内腔14上配合设置手柄盒盖15，可翻转的手柄盒盖15扣合在手柄内腔14上，可通过螺钉连接固定；本发明的手柄内腔14是内凹的腔体，在其内可以放置传感器需要的电池、监测用的电路板等，并将传感器的信号线经过线槽13引入手柄内腔14内，将接线柱等设置在手柄内腔14内，布线整洁、不凌乱；而且同时具有防水、防爆作用。传感器的信号线经过线槽13引入手柄内腔14内，或者与监测用的电路板连接，或者通过有线或者无线的输送方式，将信号传输到外接的处理装置中进行处理，这部分内容不是本申请的发明点，在此不详述。手柄内腔14可以为一个，或一个以上，根据电池数量、电路板的大小等决定，满足实际需要。在导电刷辫7外面套设套管18，而且将温度传感器10的信号线也设置在套管18内，对铜质的导电刷辫7以及温度传感器10的信号线有较强的保护作用，而且布线有序，不凌乱。本发明采用的温度传感器10、测距传感器11和电流传感器12，可以采用现有技术的装置，如测距传感器11可以采用激光测距等，作为现有技术，在此不做进一步说明。最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

权利要求：1.一种用于发电机集电装置监测用的刷握结构，包括刷握本体，所述刷握本体是可带电拆卸式结构，其上设置有绝缘手柄、手柄轴、锁紧销、导电滑环、导电座、导电刷辫、刷盒、碳刷；绝缘手柄前端连接手柄轴，手柄轴前端设置有用于连接锁紧的锁紧销；碳刷配合设置在刷盒内，导电刷辫的一端连接碳刷，另一端连接在导电座上，金属材质的导电座与设置在手柄轴上的导电滑环连接，形成导电通路；其特征在于，在刷盒上，或者碳刷上配合设置温度传感器，用于检测刷盒或者碳刷的温度；在导电座上，设置测距传感器和电流传感器，测距传感器固定在导电座上，正对碳刷的末端，通过碳刷的末端与测距传感器的距离变化来测量碳刷的磨损量；电流传感器用于检测流过碳刷的电流；在绝缘手柄前端，以及手柄轴的后端，设置相连通的线槽，线槽为内凹结构。2.根据权利要求1所述的发电机集电装置监测用的刷握结构，其特征在于，导电座为L型，测距传感器和电流传感器分别设置在L型的横向边和竖向边上。3.根据权利要求2所述的发电机集电装置监测用的刷握结构，其特征在于，导电刷辫连接在导电座的L型的竖向边上端。4.根据权利要求1所述的发电机集电装置监测用的刷握结构，其特征在于，所述导电座是一平板或条状结构，测距传感器与电流传感器沿长度方向并列设置，测距传感器靠近碳刷一侧，通过碳刷的末端与测距传感器的距离变化来测量碳刷的磨损量；电流传感器固定在导电座上，不随碳刷或导电刷辫的移动而移动。5.根据权利要求1—4任一所述的发电机集电装置监测用的刷握结构，其特征在于，在绝缘手柄上，设置有手柄内腔，手柄内腔上配合设置手柄盒盖，可翻转的手柄盒盖扣合在手柄内腔上；手柄内腔是内凹的腔体。6.根据权利要求1—4任一所述的发电机集电装置监测用的刷握结构，其特征在于，电流传感器是中空的环状结构，通过中孔套设在导电座上。7.根据权利要求5所述的发电机集电装置监测用的刷握结构，其特征在于，在导电刷辫外面套设套管，将温度传感器的信号线也设置在套管内。8.根据权利要求6所述的发电机集电装置监测用的刷握结构，其特征在于，在导电刷辫外面套设套管，将温度传感器的信号线设置在套管内。

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