BR102014016468B1 - Unidade de anel coletor para transferência de uma corrente elétrica e método para o monitoramento de estado de uma unidade de anel coletor - Google Patents
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Abstract
anel coletor e método para o controle do estado de um anel coletor. a presente invenção refere-se a um anel coletor para transmissão de uma corrente elétrica (s), na qual um primeiro e um segundo grupo de componentes de construção (1, 2) estão dispostos giráveis um em relação ao outro. o anel coletor apresenta uma primeira e uma segunda trilha (s1, s2), sendo que através de posições de giro diferenciadas é feito um contato entre uma escova (1.1, 1.2) e um anel coletor (2.1, 2.2; 2.1') ao longo de uma das trilhas (s1, s2). o primeiro grupo de componente de construção (1) apresenta um primeiro acoplamento (10) e um circuito elétrico (1.6) para um controle de estado, ao passo que um segundo grupo de componentes de construção (2) apresenta um segundo acoplamento (20). a corrente elétrica (s) pode ser transferida do primeiro acoplamento (10) para o segundo acoplamento (20) sobre a primeira trilha (s1) e uma tensão elétrica (u) pode ser transferida pela segunda trilha (s2) até o circuito (1.6). o anel coletor está configurado de tal maneira que a primeira trilha (s1) e a segunda trilha (s2) estão eletricamente unidos. (figura 2b).
Description
[001] Anel coletor e método para o monitoramento de estado deum anel coletor.
[002] A presente invenção refere-se a um anel coletor para atransferência de uma corrente elétrica entre dois grupos de componentes giráveis um relativamente ao outro, bem como abrange um método para o monitoramento de estado de um anel coletor deste tipo, especialmente para instalações de energia eólica.
[003] Unidades de anel coletor consistem comumente de doisgrupos de componentes, qual seja um estator e um rotor. O estator abrange frequentemente escovas, ao passo que o rotor geralmente apresenta uma sequência de anéis coletores. Na operação, as escovas têm contato deslizante com anéis coletores rotativos ao longo de chamadas trilhas. Estes anéis coletores são empregados em muitos campos técnicos para a transferência de sinais elétricos ou potencial elétrico de uma unidade fixa para uma unidade elétrica giratória.
[004] Por exemplo, estas unidades de anéis coletores são montadas dentro do cubo do rotor ou da gôndola de instalações de energia eólica, eventualmente para a transferência de sinais de controle e/ou correntes elétricas para acionamentos para a regulagem dos ângulos de ataque das lâminas do rotor.
[005] Precisamente nestas instalações ou máquinas de alto valoré importante que sua disponibilidade não seja reduzida pela unidade de anel coletor.
[006] Na patente US 6 034 531 é revelado um conjunto para ocontrole do desgaste de um contato elétrico coletor para um aquecimento de lâmina de rotor de um helicóptero.
[007] A invenção tem como objetivo criar um anel coletor cujo estado pode ser controlado de uma forma simples e econômica.
[008] Esta tarefa será solucionada pelas características da presente invenção.
[009] O anel coletor para a transferência de uma corrente elétricaabrange um primeiro e um segundo grupo de componentes, sendo que os dois grupos de componentes estão dispostos giráveis um relativamente ao outro ao redor de um eixo, ou seja, estão montados desta forma. Além disso, o anel coletor apresenta pelo menos uma primeira e uma segunda trilha. O anel coletor está configurado de tal maneira que através de posições de giro diferenciadas, uma escova e um anel coletor estabelecem contato ao lado de um dos trilhos. O primeiro grupo do componente apresenta um primeiro acoplamento elétrico e um circuito elétrico para um monitoramento de estado. O segundo grupo de componente apresenta um segundo acoplamento elétrico. No caso, a corrente elétrica pode ser transferida do primeiro acoplamento para o segundo acoplamento através da primeira trilha, ou seja, a corrente flui sobre a primeira trilha. Além disso, uma tensão elétrica pode ser transferida sobre a segunda trilha até o circuito. A unidade de anel coletor é configurada de tal maneira que a primeira trilha e a segunda trilha estão eletricamente conectadas. O circuito possui uma fonte de corrente para gerar uma corrente de teste, sendo que a unidade de anel coletor está configurada de tal maneira que a corrente de teste flui sobre a primeira trilha e sobre a segunda trilha e este circuito de corrente pode ser fechado por um meio de circuito iniciado por um sinal de um computador.
[0010] Portanto, a unidade de anel coletor está configurada para atransferência da corrente elétrica do primeiro para o segundo acoplamento sobre a primeira trilha bem como a transferência da tensão elétrica sobre a segunda trilha até o circuito.
[0011] Com a expressão "corrente elétrica" compreende-se emseguida sinais elétricos (ou seja, corrente com intensidade de corrente mínima) ou também corrente para a transferência de potencial elétrico.
[0012] Como acoplamentos podem ser usados conexões elétricasseparáveis como, por exemplo, conectores de plugs, ou seja, acoplamentos elétricos ou conexões de bornes ou também conexões separáveis, de forma condicionada ou não separáveis, eventualmente conexões de solda fraca ou de solda forte.
[0013] Em ampliação da invenção o circuito pode apresentar ummeio, eventualmente um meio de comutação, ou seja, uma chave, es-pecialmente uma chave eletrônica, ou seja, uma chave semicondutora para interromper e/ou aplicar a corrente de teste.
[0014] A conexão elétrica da primeira trilha com a segunda trilhapode ser realizada através de um condutor ou pelo fato de que as trilhas estão dispostas no mesmo anel coletor condutor. Vantajosamente, a conexão elétrica da primeira com a segunda trilha apresenta uma resistência reduzida de maneira que a primeira trilha e a segunda trilha praticamente apresentam o mesmo potencial elétrico.
[0015] Uma trilha é, portanto, uma superfície ao longo da qual secontatam uma escova e um anel coletor em um giro relativo entre o primeiro e o segundo grupo de componente. Portanto, ao longo de uma trilha, na rotação relativa, em sentido coletor contínuo é produzido um contato elétrico. Especialmente esta superfície, ou seja, a trilha pode estar disposta revolvendo em uma fase lateral cilíndrica de um anel coletor. Alternativamente, por exemplo, nos chamados anéis coletores de disco, a trilha pode se estender em sentido revolvente em uma face frontal cilíndrica, ou seja, vários trilhos podem estar dispostos concentricamente com o eixo com diâmetros diferenciados.
[0016] Frequentemente, o primeiro grupo de componente é empregado como estator, ao passo que o segundo grupo de componentes trabalha como rotor.
[0017] A unidade de anel coletor pode ser especialmente configurada de tal maneira que o primeiro grupo de componentes apresenta várias escovas e o segundo grupo de componentes apresenta pelo menos um anel coletor de material condutor elétrico, especialmente metal. Neste caso, os trilhos podem estar dispostos no mesmo anel coletor que está em contato com as diferentes escovas, especialmente duas escovas.
[0018] Alternativamente, a unidade de anel coletor pode ser conformada de tal maneira que o segundo grupo de componentes apresenta pelo menos uma escova de material condutor elétrico e o primeiro grupo de componente apresenta vários anéis coletores. Nesta hipótese, os trilhos podem se estender na mesma escova que toca dois ou mais anéis coletores.
[0019] Neste sentido, a unidade de anel coletor pode ser conformada de tal maneira que o primeiro grupo de componentes apresenta várias escovas e o segundo grupo de componente apresenta pelo menos um anel coletor ou o segundo grupo de componente apresenta pelo menos uma escova e o primeiro grupo de componente apresenta vários anéis coletores.
[0020] Vantajosamente, tanto a escova como também o anel coletor são produzidos de metal, especialmente de latão, bronze, aço nobre, metal nobre ou ligas de metais nobres. Preferencialmente, tanto a escova como também o anel coletor, pelo menos na região da primeira trilha, apresentam uma liga de prata.
[0021] Além disso, as trilhas também poderão estar dispostas em diferentes anéis coletores que estão eletricamente conectados por um condutor.
[0022] Em outra modalidade da invenção, o circuito para o monitoramento de estado pode abranger um meio para medir a tensão transmitida pelo segundo trilho. De forma alternativa ou complementar, o circuito pode abranger um meio para medir a corrente e/ou a corrente de exame transmitida sobre a primeira trilha. Especialmente a unidade de anel coletor pode ser configurada de tal maneira que durante a operação da corrente, um sinal é transmitido e ao mesmo tempo flui a corrente de exame, ou seja, de teste, de maneira que é viabilizada uma avaliação do estado do anel coletor durante a operação em marcha - especialmente durante períodos de exames predeterminados.
[0023] Em ampliação da invenção, a unidade de anel coletor podeapresentar várias escovas e vários anéis coletores e, portanto, várias trilhas, sendo que pelo menos sobre uma trilha não pode ser transferida uma tensão elétrica para o circuito. Embora a unidade de anel coletor possa apresentar uma variedade de trilhas, ou seja, de anéis coletores e escovas, de maneira que está configurado um grande número de percursos de corrente entre acoplamentos, nem todos estes percursos de corrente precisam ser observados pelo monitoramento de estado. Co- mumente, é suficiente quando for correspondentemente examinado um percurso de corrente selecionado, ou seja, um percurso de sinal, ou seja, uma trilha selecionada. Vantajosamente, a corrente elétrica que é transmitida do primeiro acoplamento para o segundo acoplamento é configurada como sinal elétrico. Assim sendo, a primeira trilha deverá ser alocada para um percurso de sinal. Neste caso, especialmente a corrente de teste é maior do que a corrente elétrica que é transferida do primeiro acoplamento para o segundo acoplamento.
[0024] Vantajosamente, a unidade de anel coletor é configuradapara alimentação de sinais medidores de sensores de um indicar de giro. Especialmente o indicador de giro poderá estar integrado na unidade de anel coletor. A expressão de indicador de giro indica um aparelho medidor para a medição da posição de giro relativa entre o primeiro e o segundo grupo de componente. O indicador giratório também poderá ser configurado de tal maneira que este, de modo alternativo ou complementar, em relação à posição de giro atual, fornece um número de revolvimentos entre o primeiro e o segundo grupo de componentes que se processa dentro de um intervalo de tempo determinado. A unidade de anel coletor pode ser configurada de tal maneira que os sinais medidores do indicador de giro podem ser conduzidos para o circuito para avaliação posterior no decurso do monitoramento de estado.
[0025] Neste sentido, a unidade de anel coletor pode ser configurada de tal maneira que os anéis coletores estão dispostos reciprocamente defasados na direção do eixo.
[0026] Segundo um outro aspecto, a invenção abrange um métodopara o monitoramento de estado de uma unidade de anel coletor. No caso, a unidade de anel coletor abrange um primeiro e um segundo grupo de componentes, sendo que os dois grupos de componentes estão giráveis um relativamente ao outro ao redor de um eixo. A unidade de anel coletor apresenta uma primeira e uma segunda trilha, sendo configurada de tal maneira que através de posições de giro diferenciadas, a escova e o anel coletor se tocam ao longo de uma das trilhas, de maneira que sobre a primeira trilha é transferida uma corrente elétrica de um primeiro acoplamento do primeiro grupo de componentes, para um segundo acoplamento do segundo grupo de componentes. Neste caso, será transferida uma tensão elétrica sobre a segunda trilha para o circuito. Pelo circuito será realizado um monito-ramento de estado de tal maneira que baseado na tensão é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor. No caso, o circuito apresenta uma fonte de corrente para gerar uma corrente de teste e a unidade de anel coletor é configurada de tal maneira que a corrente de teste flui sobre a primeira trilha e sobre a segunda trilha, sendo que este circuito de corrente é fechado por um meio comutador, disparado por um sinal do computador.
[0027] Vantajosamente, a intensidade da corrente de teste que étransferida sobre a primeira trilha, ou seja, que flui sobre a primeira trilha, será determinada, ou seja, medida, sendo que este valor medido será conduzido para o circuito para o monitoramento de estado, de maneira que pelo circuito é realizado um monitoramento de estado de tal maneira que, baseado na tensão e da corrente de exame transferida pela primeira trilha, é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor.
[0028] Em outra configuração da invenção, por uma fonte de corrente pode ser produzida uma corrente de teste que especialmente é conduzida apenas temporariamente sobre a primeira trilha e sobre a segunda trilha, ao passo que, além disso, não flui uma corrente de teste deste tipo (sobre a primeira trilha e sobre a segunda trilha).
[0029] Quando a corrente de teste conduzida apenas temporariamente sobre a primeira trilha e sobre a segunda trilha, durante este espaço de tempo, ou seja, durante o fluxo da corrente de teste sobre a primeira trilha e sobre a segunda trilha, poderá ser determinada a intensidade da corrente de teste.
[0030] Além disso, pelo circuito pode ser realizado um monitoramento de estado de tal maneira que, baseado na tensão que é transferida sobre a segunda trilha até o circuito e da corrente que é transferida pelo menos sobre a primeira trilha, é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor. Especialmente, pode ser determinada uma resistência de transferência e/ou um pico de ruído na transferência da corrente, servindo de valor característico. Esses valores característicos, ou seja, parâmetros podem fornecer informações sobre o estado da unidade de anel coletor.
[0031] Além disso, pode ser medida uma posição de giro relativaentre o primeiro grupo de componentes e o segundo grupo de componente, ou o número dos revolvimentos entre o primeiro e o segundo grupo de componentes pode ser medido. Os sinais de medição daí resultantes podem ser conduzidos para o circuito, de maneira que pelo circuito é realizado um monitoramento de estado de tal maneira que, baseado na tensão e nos sinais de medição, é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor. O número dos revolvimentos pode ser determinado por um espaço de tempo definido, por exemplo, o número pode expressar o número global dos revolvi- mentos desde o início da operação da unidade de anel coletor até o respectivo momento atual. Da mesma maneira, as rotações, ou seja, a velocidade das rotações durante a medição na formação do valor ca-racterístico, ou seja, para avaliação do estado da unidade de anel coletor, poderão ser levadas em conta.
[0032] Em outra modalidade da invenção, poderá ser medida umaunidade relativa, por exemplo, com a ajuda de um sensor de unidade. O valor medido da unidade relativa será conduzido para o circuito. Além disso, na unidade de anel coletor poderá estar disposto um sensor de temperatura, de maneira que, por exemplo, pode ser realizada uma determinação precisa do ponto de orvalho. Especialmente para descoberta de causas de falhas, poderá também estar integrado um sensor de vibrações, cujo sinal é conduzido para o circuito para o monitoramento de estado, estando este sensor de vibrações integrado na unidade de anel coletor.
[0033] Pelo circuito é realizado um monitoramento de estado de talmaneira que, baseado na tensão e na unidade relativa e/ou na temperatura e/ou no ponto de orvalho determinado e/ou do sinal do sensor de vibrações, é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor.
[0034] Especialmente na unidade de anel coletor, pode estar memorizado um valor limite, o qual, pelo circuito, é comparado com um valor característico para o estado da unidade de anel coletor, sendo que na transposição do valor limite, a unidade de anel coletor libera um alerta.
[0035] A unidade de anel coletor pode ser usada em uma gôndolade uma instalação de energia eólica, especialmente para a transferência de sinais de comando e/ou correntes para acionamentos elétricos de uma regulagem de lâmina de rotor.
[0036] Modalidades vantajosas da invenção poderão ser depreendidas das concretizações.
[0037] Outros detalhes e vantagens da unidade de anel coletor deacordo com a invenção resultam da descrição subsequente de exemplos de execução baseado nas Figuras anexas.
[0038] As Figuras mostram:Figura 1 apresentação em corte longitudinal de anel coletor, Figura 2a vista esquemática de elementos da unidade de anel coletor de acordo com o primeiro exemplo de execução durante a operação normal,Figura 2b vista esquemática de elementos da unidade de anel coletor de acordo com o primeiro exemplo de execução durante a operação de teste,Figura 3 vista esquemática de elementos da unidade de anel coletor de acordo com um segundo exemplo de execução durante a operação de teste.
[0039] De acordo com a Figura 1, a unidade de anel coletor abrange um primeiro grupo de componentes 1, que pode ser designado como estator, e um segundo grupo de componentes 2 que em seguida funciona como rotor. A unidade de anel coletor serve para a transferência em canais múltiplos de correntes elétricas entre um primeiro acoplamento 10 elétrico do primeiro grupo de componentes 1 para um segundo acoplamento 20 elétrico do segundo grupo de componentes 2. Os dois grupos de componente 1, 2 estão dispostos giráveis ao redor de um eixo A em sentido convergente recíproco.
[0040] O segundo grupo de componentes 2 abrange uma árvore2.9, que no presente exemplo está configurada como uma árvore oca. Em posição radial fora da árvore 2.9 encontra-se inicialmente um componente 2.10 em formato tubular, essencialmente o qual, por exemplo, pode ser produzido de alumínio. Ali, em seguida, em sentido radial e externo em posição em sentido sequencial, está disposto um tubo de suporte 2.11 que apresenta recortes 2.111 que se projetam em direção axial. No tubo do suporte 2.11 elétrico isolante, que pode ser preferencialmente produzido de plástico ou de cerâmica em sentido concêntrico com a árvore A, a prova de giro, estão presos anéis coletores 2.1 a 2.4 que estão reciprocamente separados por anéis 2.7 isolantes elétricos com distância axial recíproca. Para melhor visibilidade foi dispensado nas figuras a apresentação de linhas elétricas. Não obstante este fato, no exemplo de execução de cada anel coletor 2.1 a 2.4 encarreirados adjacentes com distância axial, em seu lado interno está conectado com uma linha elétrica que se estende ao longo de um recorte 2.111 em direção axial no segundo grupo de componente 2, e também através de uma das acanaladuras 2.12 e perfurações 1.13. Neste sentido, as linhas elétricas são contatadas com condutores de um acoplamento 20 elétrico, aqui configurado como conector de plug, estando colocado em uma extremidade axial.
[0041] Ao lado dos anéis coletores 2.1 a 2.4, no tubo de suporte 2.11, a prova de giro, está montado uma conformação para medição 2.8, que no exemplo de execução apresentado, essencialmente é conformado em sentido anelar. No exemplo de execução apresentado, este conjunto de medição 2.8, na sua face lateral radial externa, apresenta uma divisão magnética, ou seja, uma graduação. A disposição é acabada de tal maneira que o conjunto de medida 2.8 está integrado na carreira da sequência dos anéis coletores 2.1 a 2.4 e, portanto, está montada concentricamente com o eixo A com defasagem axial em relação aos anéis coletores 2.1 a 2.4.
[0042] O primeiro grupo de componentes 1 abrange o acoplamento elétrico 10, aqui configurado como um acoplamento de encaixe. O acoplamento 10 (acoplamento de encaixe) apresenta vários pinos coletores mostrados tracejados na Figura 1, os quais são conectados com cabos. Para melhor visão, na Figura 1 os próprios cabos não são mostrados. Os cabos são conduzidos através de uma perfuração 1.11 no interior do primeiro grupo de componentes 1, estando eletricamente conectados com condutores que estão presos em um retentor 1.10 de material isolante.
[0043] No retentor 1.10 estão presas escovas 1.1 a 1.4, que devem ser alocadas, são o primeiro grupo de componente 1, tocando de modo elástico os anéis coletores 2.1 a 2.4. As escovas 1.1 a 1.4 são constituídas de metal, especialmente de uma liga de prata.
[0044] Além disso, encontra-se no retentor 1.10 um circuito elétrico1.6 para o monitoramento de estado, bem como um cabeçote de sensor 1.8 que está adequado para ação sensorial do conjunto de medição 2.8, por exemplo, com o auxílio de sensores magneto-resistivos. Além disso, no retentor 1.10 está disposto um outro sensor 1.7, que aqui é configurado como sensor de umidade.
[0045] O primeiro grupo de componentes 1 e o segundo grupo decomponentes 2 estão dispostos giráveis um relativamente ao outro com o auxílio de mancais de rolamento 3. Os mancais de rolamento 3 abrangem um anel externo 3.1, um anel interno 3.2 bem como corpos de rolamento 3.3 e uma vedação 3.4, especialmente de ação coletora.
[0046] De acordo com o exemplo de execução, a unidade de anelcoletor poderá ser montada dentro de uma gôndola de uma usina de energia eólica, sendo usada para a transferência de correntes elétricas S no sentido de sinais, por exemplo, em um sistema Bus entre uma unidade de controle central e um aparelho X do lado do rotor, por exemplo, um conversor. Os sinais são necessários efetivamente para ativação de acionamentos elétricos, ou seja, motores elétricos, que servem para regulagens dos ângulos de ataque das lâminas do rotor. Além disso, poderá ser transmitida uma corrente elétrica para o abastecimento de energia, sobre a unidade de anel coletor, até acionamentos elétricos, ou seja, motores elétricos que servem para a regulagem dos ângulos de ataque das lâminas de rotor. Esses motores acionado- res estão montados no cubo do rotor da instalação da energia eólica e, por conseguinte, giram junto com o rotor da instalação de energia eólica. O primeiro grupo de componentes 1 da unidade de anel coletor está, portanto, conectado à prova de giro com a gôndola.
[0047] Como uma falha da unidade de anel coletor acompanhauma falha de toda a instalação de energia eólica, é importante controlar o estado da unidade de anel coletor, de maneira que esta unidade, em caso de necessidade, durante um intervalo de manutenção programado, possa ser reparada ou substituída.
[0048] As Figuras 2a, 2b mostram, por exemplo, um recorte simplificado da unidade de anel coletor, sendo que, entre outros, para melhor visibilidade, foi dispensada a apresentação dos anéis 2.7 isolan- tes. A unidade de anel coletor é configurada de tal maneira que em diferentes posições de giro se verificam um contato de uma das escovas 1.1 a 1.4, e de um anel coletor 2.1 a 2.4 ao longo das chamadas trilhas S1, S2, S3, S4. Como trilha, deve-se aqui compreender um recorte da face lateral de um anel coletor 2.1 a 2.4, que na Figura 2 está integrado axialmente entre as linhas tracejadas. Sempre uma das escovas 1.1 a 1.4, contata, em diferentes posições giradas, por exemplo, durante um revolvimento, o anel coletor 2.1 a 2.4, pertencente ao longo de uma dessas trilhas S1, S2, S3, S4. No exemplo de execução apresentado, os anéis coletores 2.1 a 2.4 apresentam na área das trilhas S1, S2, S3, S4, uma liga de prata.
[0049] Dois anéis coletores 2.1, 2.2 estão eletricamente conectados por um condutor 2.6, de maneira que estes anéis coletores 2.1, 2.2 apresentam o mesmo potencial elétrico, ou seja, estão ligados em curto.
[0050] A corrente elétrica S é transmitida do primeiro acoplamento10 para o segundo acoplamento 20 sobre a primeira trilha S1 com o auxílio da escova 1.1 e do anel coletor 2.1, além disso, por exemplo, sobre uma outra escova 1.4 e um outro anel coletor 2.4, é transferida uma corrente i até uma outra unidade consumidora.
[0051] Na operação da instalação da energia eólica, por exemplo,por um controle do lado do estator, um sinal, ou seja, uma corrente S, é induzida sobre o acoplamento 10 na unidade de anel coletor, sendo transferida em ação coletora através da escova 1.1 ao longo da trilha S1 para o anel coletor 2.1. Sobre o condutor 2.6 flui a corrente S até o anel coletor 2.2 vizinho. Este está eletricamente conectado com o segundo acoplamento 20, disposto no segundo grupo de componentes 2. Com este segundo acoplamento 20 está também conectado o aparelho elétrico X.
[0052] Para conseguir uma informação sobre o estado da unidadede anel coletor, há intervalos de tempos predeterminados (por exemplo, uma vez por dia) ou depois de um determinado número de revol- vimentos, por um espaço de tempo curto é transmitida uma corrente de teste l sobre a trilha S1 da escova 1.1 até o anel coletor 2.1 (Figura 2b). Como os anéis coletores 2.1, 2.2 são eletricamente conectados pelo condutor 2.6, a corrente de teste l flui do anel coletor 2.2 até a escova 1.2. Para este fim, está previsto uma fonte de corrente 1.63, sendo que através de um meio de comutação 1.65, o circuito de corrente afetado, iniciado do sinal do computador 1.64, será fechado. A fonte de corrente 1.3 fornece corrente contínua com uma tensão comparadamente reduzida, porque as resistências de passagem são muito reduzidas. Por exemplo, como fonte de corrente 1.63, poderá ser usada uma bateria (preferencialmente uma bateria carregável) juntamente com uma resistência para limitação da corrente de teste l.
[0053] Ao longo da trilha S2 será, portanto, a partir do anel coletor2.2, sobre a escova 2.1, produzida uma ligação elétrica para o circuito 1.6, de maneira que uma tensão U pode ser transferida sobre a segunda trilha S2 do anel coletor 2.2 sobre a escova 2.1 até o circuito 1.6. A tensão U aplicada entre as escovas 1.1 e 1.2 será determinada por um segundo meio de medição 1.61 sendo conduzido para o computador 1.64. Além disso, através de um segundo meio medidor 1.62, será determinada a intensidade da corrente de teste l, quando depois este valor será conduzido para um computador 1.64.
[0054] Além disso, será conduzida para o computador 1.64 a informação obtida com o auxílio do cabeçote sensor 1.8 sobre as rotações reais e o número dos revolvimentos já feitos pela unidade de anel coletor. A informação sobre a umidade relativa que é fornecida pelo sensor 1.7 será também avançada para o computador 1.64.
[0055] No computador 1.64, inicialmente com base na intensidademedida da corrente de teste l e da tensão U, é determinada uma resistência de passagem como valor característico para o estado da unidade de anel coletor. Precisamente na primeira fase de serviço ou na fase de ativação da unidade de anel coletor, esta resistência de passa- gem poderá ser comparadamente elevada. Na continuação da operação da unidade de anel coletor, todavia, a resistência de passagem conforme a experiência, cai para uma medida normal. Pelo emprego dos revolvimentos já realizados, pode ser determinado, por exemplo, que a unidade de anel coletor ainda se encontra na fase de ativação inicial, de maneira que não precisa ser fornecido um alerta. Da mesma maneira, para avaliação da resistência de passagem, poderá ser usado à umidade relativa atualmente medida do ar na unidade de anel coletor, a fim de determinar se a resistência de passagem medida deve liberar um alerta ou não. Desta maneira, portanto, através do uso dos revolvimentos feitos e/ou da umidade relativa do ar, poderá ser deter-minado um valor característico mais aperfeiçoado sobre o estado da unidade de anel coletor. O valor característico será depois memorizado em uma memória 1.66 e poderá ser interpretado a qualquer ocasião através de uma interface correspondente de uma eletrônica sequencial.
[0056] De acordo com um segundo exemplo de execução segundoa Figura 3, a unidade de anel coletor abrange um anel coletor 2.1’ que em direção axial é comparadamente construído largo, de maneira que duas escovas 1.1, 1.2 contatam o anel coletor 2.1’ ao longo de duas trilhas axialmente distanciadas S1 e S1. No anel coletor 2.1’ encontram-se, portanto, duas trilhas S1, S1. O anel coletor 2.1’ é produzido de metal condutor elétrico e apresenta ao longo das trilhas S1, S2 um revestimento com uma parcela de prata. Como o anel coletor 2.1’ é condutor elétrico, pode se dispensar um condutor separado para união elétrica da primeira trilha S1 com a segunda trilha S2. Nesta configuração, a escova 1.1 transmite a corrente de teste l ao longo da trilha S1 para o anel coletor 2.1’ em forma coletora. O anel coletor 2.1’ está eletricamente conectado com o segundo acoplamento 20 que está disposto no segundo grupo de componentes 2. Com este segundo aco- plamento 20 está novamente conectado o aparelho elétrico X. Através da segunda trilha S2 pode ser transferida para um anel coletor 2.1’ uma tensão elétrica U, desde o anel coletor 2.1’ sobre a escova 2.1 até o circuito 1.6.
[0057] No circuito 1.6 pode agora, de modo correspondente aoprimeiro exemplo de execução, ser realizado um monitoramento de estado, de maneira que com base na tensão U será determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor, eventualmente incluindo o revolvimento feito ou a umidade relativa do ar na unidade de anel coletor.
Claims (15)
1. Unidade de anel coletor para transferência de uma corrente elétrica (S) compreendendo um primeiro e um segundo grupo de componentes (1, 2), sendo que os dois grupos de componentes (1, 2) estão dispostos de modo girável um relativamente ao outro ao redor de um eixo (A), e a unidade de anel coletor apresenta uma primeira e uma segunda escova (1.1, 1.2), bem como uma primeira e uma segunda trilha (S1, S2) e a unidade de anel coletor está configurada de tal maneira que, através de posições de giro diferenciadas, a primeira escova (1.1) e um anel coletor (2.1; 2.1’) se contatam ao longo da primeira trilha (S1) e a segunda escova (1.2) e um anel coletor (2.2; 2.1’) se contatam ao longo da segunda trilha (S2), de modo que respecti-vamente ao longo de uma das trilhas (S1, S2), quando de uma rotação relativa, pode ser produzido continuamente de modo deslizante um contato elétrico, sendo que- o primeiro grupo de componentes (1) apresenta a primeira e a segunda escova (1.1, 1.2), um primeiro acoplamento (10) e um circuito elétrico (1.6) para um monitoramento de estado, e- o segundo grupo de componentes (2) apresenta o anel coletor (2.1, 2.2; 2.1’) e um segundo acoplamento (20), sendo quea corrente elétrica (S) pode ser transferida do primeiro aco-plamento (10) para o segundo acoplamento (20) através do contato entre a primeira escova (1.1) e a primeira trilha (S1),uma tensão elétrica (U) pode ser transferida através do contato entre a segunda trilha (S2) e a segunda escova (1.2) ao circuito (1.6), ea unidade de anel coletor é configurada de tal maneira que a primeira trilha (S1) e a segunda trilha (S2) estão eletricamente conectadas,caracterizada pelo fato de que o circuito (1.6) apresenta uma fonte de corrente (1.63) para gerar uma corrente de teste (l) e um meio comutador (1.65), e a unidade de anel coletor está configurada de tal maneira que a corrente de teste (l) flui através do contato entre a primeira escova (1.1) e a primeira trilha (S1), uma conexão elétrica entre a primeira trilha (S1) e a segunda trilha (S2) e o contato entre a segunda trilha (S2) e a segunda escova (1.2), sendo que este circuito pode ser fechado pelo meio comutador (1.65) ativado por um sinal de um computador (1.64).
2. Unidade de anel coletor de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro grupo de componentes (1) apresenta uma pluralidade de escovas (1.1, 1.2) e o segundo grupo de componentes (2) apresenta pelo menos um anel coletor (2.1’).
3. Unidade de anel coletor de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as trilhas (S1, S2) estão dispostas no mesmo anel coletor (2.1’).
4. Unidade de anel coletor de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as trilhas (S1, S2) estão dispostas em diferentes anéis coletores (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) que estão eletricamente conectados por um condutor (2.6).
5. Unidade de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o circuito (1.6) compreende um meio (1.61) para medir a tensão (U).
6. Unidade de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o circuito (1.6) compreende um meio (1.62) para medir a corrente (S) e/ou a corrente de teste (l).
7. Unidade de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a unidade de anel coletor está configurada de tal maneira que ao circuito (1.6) podem ser conduzidos sinais medidores de sensores (1.8) de um indicador de giro (1.8, 2.8).
8. Unidade de anel coletor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a unidade de anel coletor apresenta um indicador de giro (1.8, 2.8) para medir a posição de giro relativa entre o primeiro e o segundo grupo de componente (1, 2) ou o número de revolvimentos entre o primeiro e o segundo grupo de componentes (1, 2), sendo que os sinais de medição do indicador de giro (1.8, 2.8) podem ser conduzidos ao circuito (1.6).
9. Método para o monitoramento de estado de uma unidade de anel coletor, como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que- uma corrente elétrica (S) é transferida do primeiro acoplamento (10) do primeiro grupo de componentes (1) para o segundo acoplamento de corrente (20) do segundo grupo de componentes (2), sendo que- uma tensão elétrica (U) é transmitida através da segunda trilha (S2) para o circuito (1.6), e- pelo circuito (1.6) é realizado um monitoramento de estado de tal maneira que, baseado na tensão (U), é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que- a magnitude da corrente (S) é determinada e este valor medido é conduzido ao circuito (1.6), e- pelo circuito (1.6) é realizado um monitoramento de estado de tal maneira que, baseado na tensão (U) e na corrente (S), é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor.
11. Método de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a corrente de teste (l) é conduzida apenas tem- porariamente através da primeira trilha (S1) e da segunda trilha (S2).
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que a corrente de teste (l) é conduzida apenas temporariamente através da primeira trilha (S1) e da segunda trilha (S2) e, durante este tempo, a magnitude da corrente (S) é determinada.
13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que- é medida uma posição de giro relativa entre o primeiro e o segundo grupo de componentes (1, 2) ou o número dos revolvimentos entre o primeiro e o segundo grupo de componentes (1, 2), e os sinais de medição daí resultantes são conduzidos ao circuito (1.6), e- pelo circuito (1.6) é realizado um monitoramento de estado de tal maneira que, baseado na tensão (U) e nos sinais de medição, é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que- é medida uma umidade relativa e o valor medido da umidade relativa é conduzido ao circuito (1.6), e- pelo circuito (1.6) é realizado um monitoramento de estado de tal maneira que, baseado na tensão (U) e na umidade relativa, é determinado um valor característico para o estado da unidade de anel coletor.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado pelo fato de que na unidade de anel coletor está memorizado um valor limite, o qual pelo circuito (1.6) é comparado com um valor característico para o estado da unidade de anel coletor, sendo que, quando da transposição do valor limite, um alerta é emitido pela unidade de anel condutor.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 02/07/2014, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |