[发明专利]利用电刷磨损检测器的改进的碳刷握

说明书

本发明涉及用于碳刷集电系统的一种储存式刷握，更具体地说，涉及具有电刷磨损检测器的一种改进的刷握。

在某些带静态励磁的高速旋转设备中，例如大型汽轮发电机系统，碳刷集电系统被用作将磁场电流传送到发电机转子。集电装置通常包括有装在转子上的一对或每极一个集电环和环绕每个集电环成角度地布置並与其相接触的一组静止电刷。为了保护集电装置和防止操作人员不当心地接触到它们，集电装置是封闭在一个外壳内的，该外壳包括固定的底座。通常这个外壳叫做集电箱。集电箱通常包括：具有密闭孔口的静止横向端壁，转子轴通过该孔口;並具有一个定界外壳顶盖和侧壁的箱体。在某些装置中，希望能在发电机不停机的情况下更换电刷。因此箱体设有入口，通过该入口可以进到集电装置。

因为高能量的需要，通常在一个框架形刷握内安排多个碳刷。多个电刷（一般为6个）组装在刷握内，各刷握则布置在发电机转子的外径周围。这种刷握的实例在美国1968年6月4日发布的专利3，387，155和1973年1月16日发布的专利№.3，710，478中都作了叙述。

虽然这些装置可以容易地更换电刷，但需首先确定何时一个或多个电刷已磨损到必需更换的程度。这一般由定期地观察电刷来进行。箱体内侧集电器周围有相应的噪声，而且装有运行在高电压下的高速旋转设备。于是，当发电机在运行时，为了解各电刷磨损情况，检查人员必须进入到一个相当威胁安全的环境中进行直观检查。为了将电力系统代价很高的停机时间减至最少，这种检查是在发电机在线时完成的。从而为避免安排维护人员在发电机在线时进入集电箱内检查电刷，一种给位于远方的操作人员指示电刷磨损情况的装置是必要的。

本发明的主要目的是提供一种远方检测装置，以测出集电器内使用的碳刷何时被磨损到超过其有用长度。

本发明另一个目的是给操作人员指出已经磨损的电刷的刷握位置。

本发明的上述目的是这样实现的。在一台具有一个旋转轴的动力发电机中，在转轴上有轴向隔、开並与轴一起旋转的一个或多个集电环，和围绕集电环成角度地支撑着並与集电环呈滑动接触的多个固定的集电碳刷，各电刷分组放在多个可拆卸的各刷握内，因此一部分电刷可以单独地拆卸下来脱离与集电环的接触。所考虑检测装置应能拆卸刷握内一组电刷中至少一个磨低到予定量的电刷。

本发明的各种其它目的、特点和优点由结合附图阅读以下详述将变得更加容易明白，这些仅作为实例示出。其中：

图1是一个典型汽轮发电机集电箱的截面图;

图2是图1集电箱的一个侧视图;

图3是一个框架式刷握的透视图;

图4是本发明带有电刷磨损检测器的刷握侧视图;

图5是沿图4的Ⅴ-Ⅴ线取得的视图;

图6是带有磨损电刷的一个刷盒侧视图;

图7是本发明的一个典型接触器簧片的视图。

现参照附图进行详细说明，图1和2示出发电机的一部分，例如一台汽轮发电机，它具有一个转子轴10，该轴穿过一个通常叫集电箱13的外壳。一个固定的底座16提供了集电箱13的底部。集电箱13内封装一套集电装置19，该装置包括一个或多个装在转轴10上且轴向隔开並与轴一起旋转的集电环22。集电装置19包括一组或多组碳刷25，碳刷25用各刷握28成角度地装在一个或多个集电环22的周围並与集电环滑动接触，见下文详述。各刷握由一种通常叫做翼片的环形板31支撑着，该环形板被固定到底座构件16上。集电环22的数目和相应电刷25的组数是根据发电机磁极数而定的，因此至少包括相反极性的一对。由一个绝缘衬垫34将翼片31与底座构件16在电气上绝缘，並具有穿过底座构件16延伸到与各引线（未示出）连接的各端接37。照这样，来自励磁机（未示出）的直流电流被传送到发电机转子10以提供发电机磁场。

这种集电箱已在1987年12月15日发表的美国专利4，713，566中进行叙述，该专利已转让到本受让人。

在某些发电机中具有大量的电刷25，通常有若干个电刷安装或聚集在绝缘的卡盘上，並且当设备运行时可通过集电箱13的检修门40进行拆卸和更换。这种框架式刷握28的一个实例示于图3中。因为可能有较大电流流过集电装置19，重要的是当拆卸刷握28时，对两个极性之间或对集电装置19和接地导体之间不能同时发生接触。