CN204361454U - 一种带磨损指示的组合式碳刷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带磨损指示的组合式碳刷装置，包括：碳刷，设置于刷握内，其一端与电机的转子滑环接触，另一端设置有恒压弹簧及导电塑料指示杆，在导电塑料指示杆和碳刷之间垫有绝缘隔离垫；第一弹簧压片及第二弹簧压片固定设置于刷握的侧壁内，并分别通过导线连接磨损指示装置；在导电塑料指示杆的壁面上设置有轴向的滑槽及盲孔，第一弹簧压片接触滑槽的内壁面，第二弹簧压片插入盲孔并与盲孔内壁面接触；当电机工作时，导电塑料指示杆随着碳刷被磨损向电机的转子中心径向移动，第二弹簧压片发生弯曲，第一弹簧压片保持静止并接触滑槽的内壁面，磨损指示装置根据第一弹簧压片与第二弹簧压片之间的电阻变化显示碳刷磨损程度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机领域，尤指一种用于电机的带磨损指示的组合式碳刷装置。
背景技术
电力生产工作中会使用大量电机工作，蓄能电站电力生产中常见电机有大容量发电机组、GIS设备用于驱动刀闸或开关储能装置的驱动电机，这些电机共同特点是均使用碳刷向旋转的转子提供直流电力，当弹刷磨损到原长度的1/3左右时，应将连同其尾端金属导线一并更换。区别是大容量发电机组转子电流供电由多组碳刷供电，其磨损程度虽可以打开发电机滑环罩人工观察各个碳刷磨损程度但是缺少自动化监视方式，GIS设备电机一般使用一组碳刷，但是其电机在GIS设备外罩内，其磨损程度不便于人工查看。电力生产中就曾经出现过GIS换相刀闸驱动电机弹刷磨损过度导致间歇性的电机驱动故障，此外，每次更换碳刷时，由于要将剩余碳刷连同尾端引入线一并更换，导致了碳刷金属尾线和剩余碳刷浪费。
在现有技术中，如专利号：CN203406491U提出的方案，可以实现对单组碳刷磨损限制报警，当碳刷磨损到预定长度时，将发出双色指示灯报警，绿色灯表示碳刷工作正常，红色灯表示需要更换碳刷了，即提示进行更换该组碳刷。
上述方案虽然采用了双色指示灯进行指示碳刷的工作状态，但是没有检测碳刷的磨损率功能(磨损量占到了原来长度的百分数)，碳刷需要更换时必须将剩余碳刷及尾端金属导线一并更换，造成材料浪费。此外该方案中没有使用恒压弹簧，导致碳刷磨损速度先快后慢。
实用新型内容
为了克服上述问题及现有方案中的不足，本实用新型提出了一种带磨损指示的组合式碳刷装置，可以通过监测碳刷磨损程度掌握碳刷更换的时机，防止出现磨损过小更换碳刷造成碳刷材料的浪费，也可防止过大磨损导致碳刷与电机转子滑环接触电阻过大，使电机驱动失灵的发生。
本实用新型公开了一种带磨损指示的组合式碳刷装置，包括：碳刷、刷握、恒压弹簧、导电塑料指示杆、绝缘隔离垫、第一弹簧压片、第二弹簧压片、磨损指示装置；其中，碳刷设置于刷握内，其一端与电机的转子滑环接触，另一端设置有恒压弹簧及导电塑料指示杆，在导电塑料指示杆和碳刷之间垫有一绝缘隔离垫；第一弹簧压片及第二弹簧压片固定设置于刷握的侧壁内，并分别通过导线连接磨损指示装置；在导电塑料指示杆的壁面上设置有轴向的滑槽及盲孔，第一弹簧压片接触滑槽的内壁面，第二弹簧压片插入所述盲孔并与盲孔内壁面接触；当所述电机工作时，导电塑料指示杆随着碳刷被磨损向电机的转子中心径向移动，第二弹簧压片随着导电塑料指示杆的移动发生弯曲，第一弹簧压片保持静止并接触滑槽的内壁面，磨损指示装置根据第一弹簧压片与第二弹簧压片之间的电阻变化显示碳刷磨损程度。
进一步的，碳刷包括碳刷前端部分及碳刷末端部分，两者之间通过齿状哑口齿接，碳刷末端部分占碳刷整体的1/3。
进一步的，在碳刷前端部分及碳刷末端部分侧面设置有导轨槽，在刷握内侧设置有相应导轨，使碳刷前端部分及碳刷末端部分在磨损过程中保持移动方向一致。
进一步的，第一弹簧压片与第二弹簧压片设置在同一水平位置。
进一步的，第一弹簧压片与碳刷的距离远于第二弹簧压片与碳刷的距离。
进一步的，磨损指示装置包括：电流变送器、模数转换器、磨损显示装置；其中，电流变送器通过所述导线连接第一弹簧压片与第二弹簧压片，用于将第一弹簧压片与第二弹簧压片之间电阻值的变化转化为4-20MA的电流；模数转换器连接电流变送器，将所述电流转换为数字信号发送至磨损显示装置屏显磨损程度。
进一步的，模数转换器的型号为ADC0809。
本实用新型提出的带磨损指示的组合式碳刷装置可以对碳刷磨损实时监测，有利于掌握碳刷更换的时机，避免碳刷磨损过度导致电机驱动失灵，并且在更换时只需更换碳刷前端部分，碳刷末端部分不变可以大量节省碳刷耗材和金属导线材料，有利于节能环保。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：
图1为本实用新型一实施例的带磨损指示的组合式碳刷装置的结构示意图。
具体实施方式
以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
图1为本实用新型一实施例的带磨损指示的组合式碳刷装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括：碳刷1、刷握2、恒压弹簧3、导电塑料指示杆4、绝缘隔离垫5、第一弹簧压片6、第二弹簧压片7、磨损指示装置8；其中，
碳刷1设置于刷握2内，其一端与电机的转子滑环16接触，另一端设置有恒压弹簧3及导电塑料指示杆4，在导电塑料指示杆4和碳刷1之间垫有一绝缘隔离垫5；恒压弹簧3保证碳刷1受到的压力一致，使碳刷1保持均衡的磨损，避免出现先快后慢。
第一弹簧压片6及第二弹簧压片7固定设置于刷握2的侧壁内，并分别通过导线连接磨损指示装置8；
在导电塑料指示杆4的壁面上设置有轴向的滑槽9及盲孔，第一弹簧压片6接触滑槽9的内壁面，第二弹簧压片7插入盲孔并与盲孔内壁面接触；
当电机工作时，导电塑料指示杆4随着碳刷1被磨损向电机的转子中心径向移动，第二弹簧压片7随着导电塑料指示杆4的移动发生弯曲，第一弹簧压片6保持静止并接触滑槽9的内壁面，磨损指示装置8根据第一弹簧压片6与第二弹簧压片7之间的电阻变化显示碳刷磨损程度。
在本实施例中，由于滑槽9轴向移动时，第一弹簧压片6保持静止，所以滑槽9的内壁面指的是滑槽内的3个面，第一弹簧压片6必须保证至少与其中一个面时时接触，以保持电流可以通过；第二弹簧压片7插入的盲孔的内壁面有5个面，当导电塑料指示杆4轴向移动时，第二弹簧压片7随之弯曲；因此，第一弹簧压片6、导电塑料指示杆4、第二弹簧压片7时时保持为电流同路。
如图1所示，碳刷1包括碳刷前端部分10(与转子较近的部分)及碳刷末端部分11，两者之间通过齿状哑口12齿接并紧密接合，碳刷末端部分11占碳刷1整体的1/3，碳刷前端部分10占碳刷1整体的2/3；在电机工作时，可以通过磨损指示装置8监测磨损程度，当磨损程度达到需要更换的位置时，只更换碳刷前端部分10，而碳刷末端部分11可以保留，不再更换，并且还可以一并保留碳刷末端部分11上的金属导线17。
在本实施例中，为保证导电塑料指示杆4运行方向与碳刷1运动方向相一致，不至于在磨损运动中卡涩，可在碳刷前端部分10及碳刷末端部分11侧面设置有导轨槽(图未示)，在刷握2内侧设置有相应导轨(图未示)，使碳刷前端部分10及碳刷末端部分11在磨损过程中保持移动方向一致，导轨槽及导轨的形状可以是方形或者半圆弧形。
在本实施例中，第一弹簧压片6与第二弹簧压片7可以设置在同一水平位置。也可以如图1所示，第一弹簧压片6与碳刷1的距离远于第二弹簧压片7与碳刷1的距离，上述两种情况都可实现在导电塑料指示杆4向转子中心径向移动时，第二弹簧压片7与第一弹簧压片6之间的电阻增大，则通过的电流减小，通过电流变化来获得对应的碳刷1磨损程度。
在本实施例中，磨损指示装置8包括：电流变送器13、模数转换器14、磨损显示装置15；其中，
电流变送器13通过导线连接第一弹簧压片6与第二弹簧压片7，用于将第一弹簧压片6与第二弹簧压片7之间电阻值的变化转化为4-20MA的电流；
模数转换器14连接电流变送器13，将电流转换为数字信号发送至磨损显示装置15屏显磨损程度。
在上述实施例中，模数转换器14的型号为ADC0809，该设备是由一个8路模拟开关，一个地址锁存与译码器、一个模数转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道允许8路模拟量分时输入，共用模数转换器进行转换，三态输出锁存用于锁存模数转换完的数字量；利用上述设备可以实现群组碳刷的磨损程度检测。
本实用新型主要保护的是一种带磨损指示的组合式碳刷装置，所改进主要在于利用了分段的碳刷、恒压弹簧、导电塑料指示杆、弹簧压片、电流变送器、模数转换器、显示装置组成了一套可以监测碳刷使用磨损程度、改进碳刷使用效果的装置。
本实用新型仅仅是对硬件的形状构造或位置进行了改变。其中，电流变送器、模数转换器根据电阻变化转换获得数字信号在现有技术中已有相关应用，而通过获得数字信号与磨损程度的对应关系也是本领域技术人员容易想到的，此处本实用新型并未做出改进。
在另一实施例中，显示装置除监测并显示碳刷的磨损程度外，还可相应加入磨损程度超限报警等功能，但是这些内容并不属于本实用新型的改进点。
本实用新型提出的带磨损指示的组合式碳刷装置可以对碳刷磨损实时监测，有利于掌握碳刷更换的时机，避免磨损过小更换碳刷造成材料的浪费，还可避免碳刷磨损过度导致电机驱动失灵，并且在更换时只需更换碳刷前端部分，碳刷末端部分不变可以大量节省碳刷耗材和金属导线材料，有利于节能环保。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种带磨损指示的组合式碳刷装置，其特征在于，包括：碳刷(1)、刷握(2)、恒压弹簧(3)、导电塑料指示杆(4)、绝缘隔离垫(5)、第一弹簧压片(6)、第二弹簧压片(7)、磨损指示装置(8)；其中，
碳刷(1)设置于刷握(2)内，其一端与电机的转子滑环接触，另一端设置有恒压弹簧(3)及导电塑料指示杆(4)，在导电塑料指示杆(4)和碳刷(1)之间垫有一绝缘隔离垫(5)；
第一弹簧压片(6)及第二弹簧压片(7)固定设置于刷握(2)的侧壁内，并分别通过导线连接磨损指示装置(8)；
在导电塑料指示杆(4)的壁面上设置有轴向的滑槽(9)及盲孔，第一弹簧压片(6)接触滑槽(9)的内壁面，第二弹簧压片(7)插入所述盲孔并与盲孔内壁面接触；
当所述电机工作时，导电塑料指示杆(4)随着碳刷(1)被磨损向电机的转子中心径向移动，第二弹簧压片(7)随着导电塑料指示杆(4)的移动发生弯曲，第一弹簧压片(6)保持静止并接触滑槽(9)的内壁面，磨损指示装置(8)根据第一弹簧压片(6)与第二弹簧压片(7)之间的电阻变化显示碳刷磨损程度。
2.根据权利要求1所述的带磨损指示的组合式碳刷装置，其特征在于，碳刷(1)包括碳刷前端部分(10)及碳刷末端部分(11)，两者之间通过齿状哑口(12)齿接，碳刷末端部分(11)占碳刷(1)整体的1/3。
3.根据权利要求2所述的带磨损指示的组合式碳刷装置，其特征在于，在碳刷前端部分(10)及碳刷末端部分(11)侧面设置有导轨槽，在刷握(2)内侧设置有相应导轨，使碳刷前端部分(10)及碳刷末端部分(11)在磨损过程中保持移动方向一致。
4.根据权利要求1所述的带磨损指示的组合式碳刷装置，其特征在于，第一弹簧压片(6)与第二弹簧压片(7)设置在同一水平位置。
5.根据权利要求1所述的带磨损指示的组合式碳刷装置，其特征在于，第一弹簧压片(6)与碳刷(1)的距离远于第二弹簧压片(7)与碳刷(1)的距离。
6.根据权利要求4或5所述的带磨损指示的组合式碳刷装置，其特征在于，磨损指示装置(8)包括：电流变送器(13)、模数转换器(14)、磨损显示装置(15)；其中，
电流变送器(13)通过所述导线连接第一弹簧压片(6)与第二弹簧压片(7)，用于将第一弹簧压片(6)与第二弹簧压片(7)之间电阻值的变化转化为4-20MA的电流；
模数转换器(14)连接电流变送器(13)，将所述电流转换为数字信号发送至磨损显示装置(15)屏显磨损程度。
7.根据权利要求6所述的带磨损指示的组合式碳刷装置，其特征在于，模数转换器(14)的型号为ADC0809。
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