CN204347214U - 一种注入式发电机碳刷接触检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，包括电压注入模块、电压检测模块及电压比较模块。本实用新型提供的注入式发电机碳刷接触检测装置对发电机励磁绕组与转子大轴之间注入直流电，当碳刷与滑环接触良好时，在励磁绕组与转子大轴之间的分布电容上将会产生相应的电压值，然后通过变送器采集该电压值，如果该电压值大于装置预设的给定值，则判断碳刷接触良好，反之则不良。

Description

一种注入式发电机碳刷接触检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种对发电机转子绕组的碳刷和滑环的接触情况进行检测的装置，属于发电机状态检测技术领域。

背景技术

发电机采用三机无刷励磁的励磁方式时，励磁绕组绝缘检测需要由专门的检测碳刷(简称“碳刷”)和检测滑环(简称“滑环”)将励磁绕组一端引出，由于碳刷与滑环之间存在机械磨损，经过一端时间的运行后会出现接触不良的问题。当碳刷与滑环出现接触不良的问题后，将会影响绝缘监测装置的测量结果，也即影响发电机转子的绝缘检测，因而有必要对碳刷与滑环的接触情况进行监测。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是对碳刷与滑环的接触情况进行监测。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，包括电压注入模块、电压检测模块及电压比较模块，其中：电压注入模块分别与用于将发电机励磁绕组一端引出的任意一个碳刷及发电机转轴接地碳刷相连，电压检测模块在电压注入模块停止注入后与用于将发电机励磁绕组一端引出的任意一个碳刷及发电机转轴接地碳刷相连；电压比较模块与电压检测模块相连。

优选地，还包括报警模块，该报警模块连接所述电压比较模块。

优选地，所述电压比较模块包括比较器，比较器的输入端分别引入所述电压检测模块输出的电压值信号及参考电压信号，比较器的输出端连接光耦电路单元，光耦电路单元的输出端与所述报警模块的输入端相连。

优选地，所述报警模块包括开关单元及告警单元，该开关单元的输入端与所述电压比较模块的输出端相连，若所述电压比较模块给出接触不良信号，则该开关单元导通，否则，该开关单元截止，告警单元与开关单元相连，若开关单元导通，则告警单元产生告警，若开关单元截止，则告警单元停止工作。

优选地，所述开关单元包括开关器件驱动单元及开关器件，开关器件驱动单元的输入端连接所述电压比较模块的输出端，开关器件驱动单元的输出端连接开关器件的控制端；

所述告警单元包括发光二极管，发光二极管的阳极连接工作电压，其阴极经由开关器件接地，若所述电压比较模块给出接触不良信号，则开关器件导通，发光二极管工作，否则，开关器件截止，发光二极管停止工作。

优选地，所述告警单元还包括继电器，继电器的电源端连接工作电压，继电器的接地端经由所述开关器件接地，继电器的输出端连接告警输出端子，若所述电压比较模块给出接触不良信号，则开关器件导通，继电器动作，继电器通过告警输出端子产生告警信号，否则，开关器件截止，继电器不动作。

优选地，所述电压注入模块包括单相整流桥，单相整流桥的输入端连接交流电源，单相整流桥的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端连接稳压电路，稳压电路的输出端分别与用于将发电机励磁绕组一端引出的任意一个碳刷及发电机转轴接地碳刷相连。

优选地，所述电压检测模块包括信号放大电路，在发电机励磁绕组与发电机转轴之间的分布电容上产生的电压引入信号放大电路的输入端，放大电路的输出端与所述电压比较模块相连。

优选地，所述信号放大电路包括运算放大器，所述分布电容上产生的电压引入运算放大器的同相输入端，运算放大器的反相输入端经由电阻接地，在运算放大器的输出端与反相输入端间跨接电位器。

本实用新型提供的注入式发电机碳刷接触检测装置对发电机励磁绕组与转子大轴之间注入直流电，当碳刷与滑环接触良好时，在励磁绕组与转子大轴之间的分布电容上将会产生相应的电压值，然后通过变送器采集该电压值，如果该电压值大于装置预设的给定值，则判断碳刷接触良好，反之则不良。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种注入式发电机碳刷接触检测装置的总体电路框图；

图2为电压注入模块电路图；

图3为电压检测模块电路图；

图4为电压比较模块电路图；

图5为报警模块电路图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实例并配合附图作详细说明如下。

如图1所示，本实用新型提供的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，包括电压注入模块、电压检测模块、电压比较模块及报警模块。

电压注入模块通过模块内部带有的120V直流电源，在发电机励磁绕组碳刷与发电机转轴之间注入直流电，由于发电机励磁绕组与发电机转轴之间存在分布电容。该分布电容充电后，直流电压在电压注入模块撤出后仍然会保持一段时间。如果碳刷与滑环没有良好接触，则分布电容上将不会充电。

电压注入模块的具体电路如图2所示，包括单相整流桥D6，从端子HEADER2注入的110V交流电经过单相整流桥D6后得到直流电压。该直流电压再经过由电容C13、C14、C43组成的滤波电路进行滤波。滤波后的直流电压经过电阻R16、R51接入由稳压管D19、D20、D21、D22组成的120V稳压电路后形成注入电压。在用于将发电机励磁绕组一端引出的任意一个碳刷及发电机转轴接地碳刷间引入该注入电压，由其向发电机励磁绕组与发电机转轴间的分布电容充电，充电完成后，电压注入模块可以由继电器(图中未示出)切除退出。

电压注入模块退出后，分布电容上仍有残压，由于发电机转子绝缘电阻很大，分布电容上的残压放电过程将会持续一段时间。如果在碳刷与滑环接触不好的情况下，注入电压无法给分布电容充电，那么分布电容上也不会有残压。

在电压注入模块退出的同时，将电压检测模块投入。电压检测模块通过电位器改变模拟量放大比例，以此模拟量与内置的基准电压比较，因此，调整电位器可以改变报警值的大小。

电压检测模块的具体电路如图3所示，包括运算放大器U1，分布电容上产生的残压通过电阻R6引入运算放大器U1的同相输入端，运算放大器U1的反相输入端经由电阻R5接地，在运算放大器U1的输出端与反相输入端间跨接电位器R1，从而由运算放大器U1、电位器R1及电阻R5共同组成同相放大电路，对分布电容上产生的残压进行比例调节。通过对电位器R1的调节可以设置报警的阈值。运算放大器U1的输出信号经由电阻R9及二极管D1与二极管D2组成的保护电路后形成采样信号，该采样信号被送至电压比较模块。

电压比较模块的具体电路见图4，包括比较器U2A，来自电压检测模块的采样信号进入比较器U2A的3脚，U2A的2脚与板载2.5V参考电压相连。采样信号与2.5V参考电压做比较后经过光耦器件ISO2送入报警模块。

报警模块根据电压比较模块的输出，或点亮指示灯以产生告警，或将信号远至远端，本实施例中的报警模块兼具上述两种功能，其结构如图5所示，包括电平转换器件ISO5，由电平转换器件ISO5做电平转换，用于驱动三极管Q1。当采样电压小于报警阈值时，三极管Q1的基极为低电平，电路不动作。当采样电压大于报警阈值时，三极管Q1的基极为高电平，三极管Q1导通，发光二极管LED3被点亮，同时继电器K1动作，报警信号通过告警输出端子J5将告警信号远传。

Claims (9)

1.一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，包括电压注入模块、电压检测模块及电压比较模块，其中：电压注入模块分别与用于将发电机励磁绕组一端引出的任意一个碳刷及发电机转轴接地碳刷相连，电压检测模块在电压注入模块停止注入后与用于将发电机励磁绕组一端引出的任意一个碳刷及发电机转轴接地碳刷相连；电压比较模块与电压检测模块相连。

2.如权利要求1所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，还包括报警模块，该报警模块连接所述电压比较模块。

3.如权利要求2所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，所述电压比较模块包括比较器，比较器的输入端分别引入所述电压检测模块输出的电压值信号及参考电压信号，比较器的输出端连接光耦电路单元，光耦电路单元的输出端与所述报警模块的输入端相连。

4.如权利要求2所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，所述报警模块包括开关单元及告警单元，该开关单元的输入端与所述电压比较模块的输出端相连，若所述电压比较模块给出接触不良信号，则该开关单元导通，否则，该开关单元截止，告警单元与开关单元相连，若开关单元导通，则告警单元产生告警，若开关单元截止，则告警单元停止工作。

5.如权利要求4所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，所述开关单元包括开关器件驱动单元及开关器件，开关器件驱动单元的输入端连接所述电压比较模块的输出端，开关器件驱动单元的输出端连接开关器件的控制端；

所述告警单元包括发光二极管（LED），发光二极管（LED）的阳极连接工作电压，其阴极经由开关器件接地，若所述电压比较模块给出接触不良信号，则开关器件导通，发光二极管（LED）工作，否则，开关器件截止，发光二极管（LED）停止工作。

6.如权利要求4所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，所述告警单元还包括继电器（K1），继电器（K1）的电源端连接工作电压，继电器（K1）的接地端经由所述开关器件接地，继电器（K1）的输出端连接告警输出端子（J1），若所述电压比较模块给出接触不良信号，则开关器件导通，继电器（K1）动作，继电器（K1）通过告警输出端子（J5）产生告警信号，否则，开关器件截止，继电器（K1）不动作。

7.如权利要求1所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，所述电压注入模块包括单相整流桥（D6），单相整流桥（D6）的输入端连接交流电源，单相整流桥（D6）的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端连接稳压电路，稳压电路的输出端分别与用于将发电机励磁绕组一端引出的任意一个碳刷及发电机转轴接地碳刷相连。

8.如权利要求1所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，所述电压检测模块包括信号放大电路，在发电机励磁绕组与发电机转轴之间的分布电容上产生的电压引入信号放大电路的输入端，放大电路的输出端与所述电压比较模块相连。

9.如权利要求8所述的一种注入式发电机碳刷接触检测装置，其特征在于，所述信号放大电路包括运算放大器（U1），所述分布电容上产生的电压引入运算放大器（U1）的同相输入端，运算放大器（U1）的反相输入端经由电阻接地，在运算放大器（U1）的输出端与反相输入端间跨接电位器。