CN107681841A - 发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，它包括刷盒、刷座和刷握手柄，所述刷握手柄与刷盒固定连接，在刷盒内设置有碳刷，其特征在于，在刷盒上、临近碳刷处设有一温度传感器，在碳刷的刷辨上设有一电流传感器，在刷握上设有一无线数据处理装置，所述温度传感器和电流传感器均通过数据线与无线数据处理装置相连接，所述无线数据处理装置通过无线信号与外部的无线数据接收装置连接。本发明得到的发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统采用纯机械的方式固定和拆卸，其结构更加稳固，利用恒压弹簧推动碳刷，使碳刷与集电环的接触更好，且还具有在线监测碳刷温度和电流的功能。

Description

发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统

技术领域

本发明涉及一种发电机设备，具体涉及一种发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统。

背景技术

现有的刷握组件主要包括普通刷握和可带电拆卸的刷握。发电机运行时，励磁电流通过刷架导电环传递到刷座，再经刷座传递到刷盒、碳刷，直至发电机集电环。由于发电机集电环为高速旋转部件，刷握组件为静止部件，刷握组件中的碳刷与集电环表面相接触，从而产生摩擦，使碳刷逐渐磨损。碳刷被磨损到一定程度后，就需要对碳刷进行更换。使用普通刷握时，由于不能带电拆卸，更换碳刷必须停机，严重影响生产。为了实现在带电的情况下对碳刷的更换和维护，采用可带电拆卸的刷握。上述刷握组件虽然能够实现带电拆卸碳刷，但刷盒与刷座之间的连接结构不够稳固，容易引起碳刷与集电环接触面打火等不良现象。而且刷盒与刷座之间接触不好，造成电流分布不均，使刷握温度升高。

同时，现有的发电设备中，为了防止碳刷中碳粉外窜，污染发电机组其它部件，在刷握组件与集电环之间设有一集尘罩，使得刷握组件与集电环之间形成一个封闭碳粉的密闭腔体，但由于刷盒必须穿过集尘罩，使碳刷与集电环始终接触，故该集尘罩上开设有若干个孔，每个孔与刷盒之间均有一个缝隙，造成了集尘罩形成的密闭腔体密闭性不好。

另外，现有发电机运行时，碳刷的温度和电流是发电机正常运行的两大重要参数，现有的发电设备不能实时对电流和碳刷温度进行监测，不能将故障排除在萌芽阶段。

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：

现有发电设备中刷盒和刷座的连接不够牢固、接触不够充分，且封闭碳粉的密闭腔体的密闭效果不佳，还不能对电流和碳刷温度进行实时监测。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，它包括刷盒、刷座和刷握手柄，所述刷握手柄与刷盒固定连接，在刷盒内设置有碳刷，其特征在于，在刷盒上、临近碳刷处设有一温度传感器，在碳刷的刷辨上设有一电流传感器，在刷握上设有一无线数据处理装置，所述温度传感器和电流传感器均通过数据线与无线数据处理装置相连接，所述无线数据处理装置通过无线信号与外部的无线数据接收装置连接。安装温度传感器和电流传感器后，发电机中的碳刷的温度和电流的数据均通过数据线传输到无线数据处理装置上，然后再通过无线的方式将数据传输到外部的无线数据接收装置上，从而使用工作人员即可通过无线数据接收装置实时检测碳刷温度和电流的情况。

进一步的，在刷握组件的一侧设有发电机集电环，在刷握手柄的一端设有套设在刷座内的转轴，在转轴末端径向设有一根转销，在刷座面向发电机集电环的一端设有一个向外凸出并呈圆环状的锁套；在锁套上设有两个中心对称的斜面，通过旋转刷握手柄即可带动转销沿斜面低的一端向高的一端移动，使转销固定在锁套上，从而将刷盒和刷座固定；在锁套上还对称设有两个供转销后移的横向凹槽，通过反向旋转刷握手柄直至其末端的转销与横向凹槽相对应处，即可向后拉动刷握手柄向后移动，使刷盒和刷座脱离连接，实现对碳刷的带电拆卸。使用时，通过旋转刷握手柄，带动置于刷握手柄上的转销旋转，而转销在旋转过程中，会通过斜面低的一端向高的一端推动，在转动到高处后，转销即卡在锁套上，实现锁紧，从而将刷盒和刷座固定在一起。在需要对碳刷进行带电拆卸时，可旋转刷握手柄直至其末端的转销与横向凹槽相对应处，然后再向后拉动刷握手柄向手柄方向移动，此时，刷盒和刷座即分离，进而实现对碳刷的带电拆卸。

进一步的，在刷盒的下端设有一锥形凸起，在刷座中部设有一个与锥形凸起相配合的锥形槽，所述锥形凸起套在刷座的锥形槽内；所述锥形槽临近锁套的一端小，临近手柄的一端大，且锥形槽与横向凹槽相联通，锥形槽的最小短宽度大于转销的长度。通过在刷盒的下端设置锥形凸起，与刷座的锥形槽，当转动手柄将转销固定在锁套上时，刷盒的锥度与刷座的锥形槽完美配合并牢牢的卡在一起，使刷握固定得更加稳固，增大刷盒与刷座之间的接触面积，进而，使得从导电环处传来的电流分布更加均匀，减小刷盒与刷座之间的接触电阻。

进一步的，在发电机集电环一侧设置有用于安装刷握组件的刷架导电环，所述刷握组件设有多个，并沿刷架导电环呈周向分布；在刷架导电环上设置有集尘罩，所述集尘罩与刷盒和发电机集电环之间形成一个密闭腔体。密闭腔体能够将碳粉封闭在该腔体内，防止其对外部环境造成污染。

进一步的，在刷握组件的刷盒上设有一紧贴刷盒外壁的环状密封套，所述环状密封套的其中一侧与集尘罩相贴。通过在刷盒上设置环状密封套，可进一步的在密闭腔体外形成一道屏障，加强密闭腔体的密闭效果。

与现有技术相比，本发明得到的发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统具有如下优点：

1、通过在刷座上设置锁套，并在刷握的一端设置与锁套相配合的转销，从而在转销旋转到锁套斜面高位时，转销即固定在锁套上，再配合刷盒的锥形凸起和刷座的锥形槽，实现锁紧，该锁紧方式操作简便，且通过转销的拉力将刷盒和刷座牢固地固定在一起，使得刷盒与刷座之间更加稳固；在转销旋转到锁套上的横向凹槽后，即可使刷盒和刷座分离，实现带电拆卸碳刷的目的。

2、通过在刷握上设置锥形凸起和刷座的锥形槽，即可增大刷握与刷座之间的接触面积，从而使得电流分布均匀，接触电阻减小，也降低了发热。

3、通过在刷盒上设置环状密封套，可进一步的在密闭腔体外形成一道屏障，加强密闭腔体的密闭效果。

4、通过安装温度传感器和电流传感器，即可实现对碳刷温度和发电机电流进行实施检测和自动监测的目的。

附图说明

图1为实施例中上、下两层刷握组件分布在两个刷架导电环内侧时的结构示意图；

图2为实施例中刷握组件的结构示意图；

图3为刷握与刷座分开时的俯视图

图4为实施例中刷座上锁套与刷握中转轴的连接结构示意图；

图5为实施例中上、下两层刷握组件分布在两刷架导电环外侧时的结构示意图；

图6为实施例中上、下两层刷握组件均分布在两刷架导电环上端的结构示意图；

图7为实施例中刷握组件在刷架导电环中的分布状态示意图。

图中：刷握1、转轴11、转销12、手柄13、刷座2、锁套21、斜面22、横向凹槽23、锥形槽24、刷盒3、环状密封套31、锥形凸起32、刷架导电环4、发电机集电环5、集尘罩6、密闭腔体7、温度传感器8、电流传感器9、无线数据处理装置10、无线数据接收装置101、碳刷102。

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。

实施例：

本实施例提供一种发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，具体的，如图1、图2、图4所示，所述刷握组件它包括刷盒3、刷座2和刷握手柄1，所述刷握手柄1与刷盒3固定连接，在刷盒3内设置有碳刷102，在刷握手柄1的一端设有套设在刷座2内的转轴11，在转轴11末端径向设有一根转销12，在刷座2面向发电机集电环5的一端设有一个向外凸出并呈圆环状的锁套21；在锁套21上设有两个中心对称的斜面22，通过旋转刷握手柄1即可带动转销12沿斜面22低的一端向高的一端移动，使转销12固定在锁套21上，从而将刷盒3和刷座2固定；在锁套21上还对称设有两个供转销12后移的横向凹槽23，通过反向旋转刷握手柄1直至其末端的转销12与横向凹槽23相对应处，即可向后拉动刷握手柄1向后移动，使刷盒3和刷座2脱离连接，实现对碳刷的带电拆卸。本实施例中带动刷握手柄1和刷盒3前移或后退的结构为纯机械结构，其结构更加稳固和牢固。

现有的发电设备中，刷握1的转轴11呈圆柱状，转轴11与刷座2中部的通孔套接，而由于转轴11一直处于高速旋转的状态，在旋转的过程中，容易出现位移，使得电流分布不均，如图3所示，在刷盒3的下端设有一锥形凸起32，在刷座2中部设有一个与锥形凸起32相配合的锥形槽24，所述锥形凸起32套在刷座2的锥形槽24内；所述锥形槽24临近锁套21的一端直径小，临近手柄13的一端直径大，且锥形槽24与横向凹槽23相联通，锥形槽24的最小直径大于转销12的长度，以便转销12向后移动时通过。

如图1、图7所示，本实施例中在发电机集电环5一侧设置有用于安装刷握组件的刷架导电环4，所述刷握组件设有两层，每层设置多个，并沿刷架导电环4呈周向分布；在刷架导电环4上设置有集尘罩6，所述集尘罩6与刷盒3和发电机集电环5之间形成一个密闭腔体7。

另外，在发电机组运行过程中，发电机集电环5处于高速旋转的状态，而刷盒3和碳刷102处于静止状态，因此，碳刷102和发电机集电环5之间会存在一定空隙，使得密闭腔体7的密封效果欠佳，为了提高密闭腔体7的密闭效果，在刷握组件的刷盒3上设有一紧贴刷盒3外壁的环状密封套31，所述环状密封套31的其中一侧与集尘罩6相贴。

进一步来说，现有的发电设备不能对电流和碳刷102的温度进行实时和自动监测，这对设备的运行和维护十分不利，为了便于维护，实时了解发电设备电流情况和碳刷102的温度情况，在刷盒3上、临近碳刷102处设有一温度传感器8，在碳刷102的刷辨上设有一电流传感器9，在刷握1上设有一无线数据处理装置10，所述温度传感器8和电流传感器9均通过数据线与无线数据处理装置10相连接，所述无线数据处理装置10通过无线信号与外部的无线数据接收装置101连接。

如图2所示，本实施例中，为了使得碳刷在磨损后也能与发电机集电环5有很好的接触，在刷盒3的后端固定有一与碳刷102尾部相接触的恒压弹簧，使用中，恒压弹簧会不断地给碳刷102一个恒定的向前的推力，从而使碳刷102与发电机集电环5良好的接触。另外，在碳刷102的下端还设有一个与其相接触的制动块，当转销12与锁套21锁紧后，制动块呈松开状态，碳刷102可前后移动，进入工作状态，当转销12旋转到锁套21的横向凹槽23处，制动块将碳刷102夹紧，碳刷102不能再前后移动，即可退出刷盒3与刷座2分离，即实现带电拆卸。

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。

Claims (6)

1.一种发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，它包括主要由刷盒（3）、刷座（2）和刷握手柄（1）组成的刷握组件，所述刷握手柄（1）与刷盒（3）固定连接，在刷盒（3）内设置有碳刷（102），其特征在于，在刷盒（3）上、临近碳刷（102）处设有一温度传感器（8），在碳刷的刷辨上设有一电流传感器（9），在刷握手柄（1）上设有一无线数据处理装置（10），所述温度传感器（8）和电流传感器（9）均通过数据线与无线数据处理装置（10）相连接，所述无线数据处理装置（10）通过无线信号与外部的无线数据接收装置（101）连接。

2.根据权利要求1所述的发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，其特征在于，在刷握组件的一侧设有发电机集电环（5），在刷握手柄（1）的一端设有套设在刷座（2）内的转轴（11），在转轴（11）末端径向设有一根转销（12），在刷座（2）面向发电机集电环（5）的一端设有一个向外凸出并呈圆环状的锁套（21）；在锁套（21）上设有两个中心对称的斜面（22），通过旋转刷握手柄（1）即可带动转销（12）沿斜面（22）低的一端向高的一端移动，使转销（12）固定在锁套（21）上，从而将刷盒（3）和刷座（2）固定；在锁套（21）上还对称设有两个供转销（12）后移的横向凹槽（23），通过反向旋转刷握手柄（1）直至其末端的转销（12）与横向凹槽（23）相对应处，即可向后拉动刷握手柄（1）向后移动，使刷盒（3）和刷座（2）脱离连接，实现对碳刷的带电拆卸。

3.根据权利要求1或2所述的发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，其特征在于，在刷盒（3）的下端设有一锥形凸起（32），在刷座（2）中部设有一个与锥形凸起（32）相配合的锥形槽（24），所述锥形凸起（32）套在刷座（2）的锥形槽（24）内；所述锥形槽（24）临近锁套（21）的一端小，临近手柄（13）的一端大，且锥形槽（24）与横向凹槽（23）相联通，锥形槽（24）的最小宽度大于转销（12）的长度。

4.根据权利要求1或2所述的发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，其特征在于，在发电机集电环（5）一侧设置有用于安装刷握组件的刷架导电环（4），所述刷握组件设有多个，并沿刷架导电环（4）呈周向分布；在刷架导电环（4）上设置有集尘罩（6），所述集尘罩（6）与刷盒（3）和发电机集电环（5）之间形成一个密闭腔体（7）。

5.根据权利要求3所述的发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，其特征在于，在发电机集电环（5）一侧设置有用于安装刷握组件的刷架导电环（4），所述刷握组件设有多个，并沿刷架导电环（4）呈周向分布；在刷架导电环（4）上设置有集尘罩（6），所述集尘罩（6）与刷盒（3）和发电机集电环（5）之间形成一个密闭腔体（7）。

6.根据权利要求5所述的发电机可带电拆卸集电装置实时监控系统，其特征在于，在刷盒（3）上设有一紧贴刷盒（3）外壁的环状密封套（31），所述环状密封套（31）的其中一侧与集尘罩（6）相贴。