[发明专利]用于检测电动旋转设备滑动接触部件的装置

说明书

                            技术领域

本发明涉及一种检测装置，该装置用于检测电动旋转设备、尤其是涡轮发电机的滑动接触部件，该装置具有一个滑动接触部件支座和一个获取滑动接触部件状态参数的传感器以及一个用于计算由传感器获取的状态参数的计算单元。

                            背景技术

本发明尤其涉及带有滑环的涡轮发电机或带有集流环的励磁机的插刷支座。在插刷支座中插进碳刷作为可更换的滑动接触部件。

电动旋转设备在转子上具有磁场绕组。磁场绕组的励磁电流通过碳刷经过滑环进行输送。对于输送电能的发电机来说励磁电流的大小取决于所需的功率。为了尽可能好地通过碳刷输送励磁电流需要一特定的碳刷电流载荷。电流通过旋转的滑环和与滑环接触的固定碳刷进行输送。在接触期间碳刷在相应的旋转对称滑环面上滑动。因此碳刷受到很大磨损。

碳刷设置在所谓的插刷支座里面，支座本身固定在固定的环上。这样构成插刷支座和环，使插刷支座能够相对容易地从固定器上取下来。如果电刷达到其最小许用长度时，则必须更换设置在插刷支座里面的电刷、尤其是碳刷。

由于剧烈磨损以及各碳刷对磨损的耐用度非常不同，因此必须在相对较短时间间隔的维护工作范围里检测碳刷的磨损。这种维护工作在运行期间的工作电压下进行。由于危险电压这种维护工作只能由受过培训的专业人员进行。此外这种维护工作是非常费时的，因为例如对于6000A励磁电流的发电设备来说必须维护大约120个碳刷。

一般来讲，在碳刷与滑环或整流环之间的系统中除了普通的摩损以外还非常易与损坏，因此必须附加地进行监测。扰动作用表现为过快地磨损、过高的温度、所谓的碳刷烧损、与此相关的所谓烧伤斑点、不允许的振动和振颤、电刷脱落等等。为了检测缺陷通常需要昂贵的带有检测导线的检测仪器，检测导线由各碳刷引到相应的计算单元。在此常常必须首先将通风或隔音装置、过滤器等拆除，以便能够将检测导线引到每个要被检测的碳刷。此外要在靠近可能具有危险的电压条件下工作。

例如通过DE 197 58 235，DE 196 19 728 A1以及DE 196 19 733 A1可以得到检测碳刷磨损的装置。在这些文献中配有不同的传感器装置用于获取磨损。

尤其是在DE 196 19 733中配有光传感器以及感应式、电容式或光电式位移传感器，通过这些传感器能够检测到碳刷的位置并由此检测到碳刷磨损。此外存在一个作为力承受体的压电传感器用于确定弹簧力，通过此弹簧力碳刷顶压在滑环上。此外描述了一种流体系统，其中从一个确定的碳刷磨损开始压力空气的流通路线打开或封闭。所有已知的系统都需要昂贵的布线系统，例如从传感器到插刷支座外边的计算单元和测试单元的电线，或者例如复杂的压力空气管道。在更换碳刷时必须首先将管道拆除然后接着再连接上，这在整体上将导致费时地更换碳刷。尤其是当通过电导线将传感器连接到计算单元时需要采取附加的措施用于电位隔离及用于提高耐电强度。

                         发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于检测滑动接触部件的装置，该装置保证实现安全可靠的功能并且也有利于维护且价廉。

按照本发明，这个目的通过权利要求1的特征而实现。按照该特征，通过传感器获取固定在支座里面的滑动接触部件、尤其是碳刷的状态参数并输送到计算单元用于计算，其中信号无导线地传递到计算单元。

通过无导线传输将避免在支座、尤其是插刷支座与计算单元之间进行昂贵的布线。由此在维修中无需对导线分离与再连接的附加措施。

此外通过无导线监测除了监测一般的磨损以外还能够连续地检测可能出现的缺陷。为了达到插刷支座，不需要复杂的附加的检测仪器和拆除相应的装置。总之，由此能够很好地实现维护便利性。此外为了检测无需在带电部件上直接工作。检测更多地是分散地通过检测单元进行并且在必要时也可以自动地进行检测。甚至能够在识别到不允许的运行状态、例如发电机紧急断路情况下自动启动自动保护措施。此外，由于无需将专用导线引至插刷支座，因此可以通过简单的方法对现有的插刷装备这个系统。也不必改变碳刷的原理结构。此外由于无需检测导线，避免了引起短路的危险，并且也无需各传感器相互间电位隔离的措施。再者，为了无导线地传递信号可以采用传统的微电子系统，该系统不仅占地小而且非常廉价。