DE102012102726A1 - Bürstenabnutzungsdetektorsystem mit drahtlosem Sensor - Google Patents

Bürstenabnutzungsdetektorsystem mit drahtlosem Sensor Download PDF

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William Earl Fish
Frank Austin Scalzo III
Albert Eugene Steinbach
Jorge Cano Casas
Luis Alejandro De Leon Teran
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General Electric Co
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Abstract

Es ist ein Bürstenabnutzungsdetektorsystem für eine dynamoelektrische Maschine (600) vorgesehen. Das Bürstenabnutzungsdetektorsystem weist einen Bürstenhalter (114) und wenigstens eine in dem Bürstenhalter befindliche Bürste (112) auf. Wenigstens eine Feder (116) ist mit der Bürste in Kontakt und die Feder funktioniert, um die Bürste gegen ein elektrisch leitfähiges Element (110) der dynamoelektrischen Maschine zu drücken. Ein drahtloser Sensor (120) ist konfiguriert, um zu erkennen, wenn ein vorbestimmtes Maß an Abnutzung an der wenigstens einen Bürste stattgefunden hat, und ist auch konfiguriert, um die Bürste mit dem vorbestimmten Maß an Abnutzung zu identifizieren. Der drahtlose Sensor ist an der wenigstens einen Bürste angebracht.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Der hier beschriebene Gegenstand betrifft die Technik der Erkennung von Bürstenabnutzung und insbesondere einen Bürstenabnutzungsdetektor, der einen drahtlosen Sensor hat.
  • Dynamoelektrische Maschinen wie Generatoren oder Gleichstrommotoren verwenden Kohlebürsten zur Übertragung von Energie zwischen einer externen Quelle elektrischer Leistung und einem mit dem Läufer assoziierten rotierenden Kommutator. Da die Bürsten mit dem Kommutator in Kontakt sind, müssen sie in periodischen Abständen nach einem vorbestimmten Maß an Abnutzung ersetzt werden, um die angemessene Stromleitung zu gewährleisten und eine Beschädigung des Kommutators zu verhindern. Desgleichen setzen Wechselstrommaschinen oft Bürsten und Schleifringe für die Übertragung von elektrischer Leistung ein mit ähnlichen Abnutzungsproblemen.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Bürstenabnutzungsdetektorsystem für eine dynamoelektrische Maschine vorgesehen. Das Bürstenabnutzungsdetektorsystem beinhaltet einen Bürstenhalter und wenigstens eine in dem Bürstenhalter befindliche Bürste. Wenigstens eine Feder ist mit der Bürste in Kontakt und die Feder funktioniert, um die Bürste gegen ein elektrisch leitfähiges Element der dynamoelektrischen Maschine zu drücken. Ein drahtloser Sensor ist konfiguriert, um zu erkennen, wenn ein vorbestimmtes Maß an Abnutzung an der wenigstens einen Bürste stattgefunden hat, und ist auch konfiguriert, um die Bürste mit dem vorbestimmten Maß an Abnutzung zu identifizieren. Der drahtlose Sensor ist an der wenigstens einen Bürste angebracht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Bürstenabnutzungsdetektorsystem für eine dynamoelektrische Maschine vorgesehen. Das Bürstenabnutzungsdetektorsystem beinhaltet einen Bürstenhalter und wenigstens eine in dem Bürstenhalter befindliche Bürste. Wenigstens eine Feder ist mit der wenigstens einen Bürste in Kontakt und funktioniert, um die Bürste gegen ein elektrisch leitfähiges Element der dynamoelektrischen Maschine zu drücken. Ein drahtloser Sensor ist konfiguriert, um zu erkennen, wenn ein vorbestimmtes Maß an Abnutzung an der wenigstens einen Bürste stattgefunden hat. Der drahtlose Sensor konfiguriert, um die wenigstens eine Bürste mit dem vorbestimmten Maß an Abnutzung zu identifizieren. Ein Temperaturfühler ist an dem drahtlosen Sensor angebracht und der Temperaturfühler wird zum Erfassen einer Temperatur in oder nahe der wenigstens einen Bürste verwendet. Der drahtlose Sensor ist an der wenigstens einen Bürste angebracht.
  • Diese und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser ersichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird in den Ansprüchen am Ende der Patentbeschreibung besonders hervorgehoben und eindeutig beansprucht. Die vorangehenden und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor; dabei zeigt:
  • 1 einen vereinfachten Aufriss einer Bürstenanordnung, die ein drahtloses Bürstenabnutzungsdetektorsystem beinhaltet, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine vereinfachte Querschnittansicht einer Bürste, die einen drahtlosen Sensor beinhaltet, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine vereinfachte Querschnittansicht einer Bürste, die einen drahtlosen Sensor beinhaltet, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 4 einen vereinfachten Aufriss einer Büstenanordnung, die ein drahtloses Bürstenabnutzungsdetektorsystem beinhaltet, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 5 einen vereinfachten Aufriss einer Bürstenanordnung, die ein drahtloses Bürstenabnutzungsdetektorsystem beinhaltet, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung und
  • 6 eine vereinfachte schematische Darstellung einer dynamoelektrischen Maschine, die ein Bürstenabnutzungsdetektorsystem beinhaltet, gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die ausführliche Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Zum Anzeigen der Notwendigkeit eines Bürstenwechsels sind verschiedene Bürstenabnutzungsanzeiger bekannt. Eine derartige Vorrichtung weist gewöhnlich eine elektrische Schaltungsanordnung auf, deren Betrieb von dem Abnutzungszustand abhängt, wie er durch die Bewegung einer selbstspannenden Bürstenzubringerfeder erfühlt wird, die eine Vorspannkraft auf das hintere Ende der Bürste anwendet, deren anderes Ende mit dem Kommutator oder Schleifring einer dynamoelektrischen Maschine in Kontakt ist. Wenn die Bürste in einem neuen oder brauchbaren Zustand ist, befindet sich der Wendel der Feder in einer ersten, vom Kommutator entfernten Position. Bei zunehmender Abnutzung der Bürste erreicht der Wendel schließlich eine zweite Position nahe dem Kommutator. Diese Bewegung wird zum Öffnen oder Schließen eines Satzes elektrischer Kontakte genutzt, wodurch ein verdrahteter Stromkreis zur Signalisierung (über Drähte oder Kabel) der Notwendigkeit eines Bürstenwechsels bestromt oder entstromt wird.
  • Ein zweiter, gut bekannter Typ von Detektorsystem setzt einen harten elektrischen Leiter ein, der in der Bürste eingebettet ist. Wenn die Bürste um einen vorbestimmten Betrag abgenutzt wird, berührt der harte Leiter den Kommutator (oder Schleifring), was zum Schließen eines Stromkreises oder, wie z.B. durch Durchreiben einer Schleife am Ende des Leiters, zum Unterbrechen eines bestehenden Stromkreises dienen kann. Auf jeden Fall wird eine Bürstenabnutzungsbedingung angezeigt. Diese Systeme mit eingebettetem Leiter weisen die zwei Hauptnachteile auf, dass sie ein hartes, elektrischen Strom führendes Element in der stromführenden Bürste und, da der Leiter gewöhnlich metallisch ist, einen Metall-Metall-Kontakt mit dem Kommutator oder Schleifring haben.
  • Vorhergehende Verfahren oder Versuche haben dazu geführt, dass unerwünschtes Material durch Teile der dynamoelektrischen Maschine verbreitet wurde. Zum Beispiel wird bei der Abnutzung des harten elektrischen Leiters am Läufer unerwünschter Feinstaub erzeugt. Dieser Feinstaub kann sich ansammeln und negative Auswirkungen auf verschiedene Bauteile in der dynamoelektrischen Maschine haben. Außerdem erforderten Versuche vom Stand der Technik, dass jede Bürste einen Sensor hatte und jeder Sensor einzeln zu einem zentralen Ort zurück verdrahtet war. Diese Vielzahl von Drähten erzeugt eine Überfüllung und ergibt viele Bereiche, an denen sich Abnutzung und Fehler entwickeln können, was das System noch komplizierter werden lässt. Die Vielzahl von Kabeln, die zwischen den feststehenden Trägern und den austauschbaren Bürsten angeschlossen sind, macht auch den Bürstenwechselvorgang für den Ausrüstungsbediener bedeutend komplizierter und länger.
  • Die Verwendung von Transpondern zur Funkfrequenz-Identifizierung (RFID) ist in gewissen Bereichen der Technik ein bekanntes Identifizierungsverfahren. Speziell erzeugt und emittiert ein Lesegerät eines konventionellen RFID-Systems, wenn es von einer angeschlossenen elektronischen Ansteuerschaltungsanordnung bestromt wird, ein elektromagnetisches Abfragefeld mit einer bestimmten Frequenz. Der/das RFID-Transponder oder -Gerät weist im typischen Fall einen Halbleiterchip auf, der HF-Schaltungen, Logik und Speicher sowie eine Antenne aufweist. Das Gerät funktioniert auf ein codiertes Funkfrequenz-(HF)-Signal ansprechend. Wenn sich das Gerät eine ausreichende Zeit lang in dem Abfragefeld befindet, wird der RFID-Transponder stimuliert und sendet ein eindeutig codiertes Signal, das vom Lesegerät oder einer separaten Empfangsantenne empfangen wird. Das HF-Trägersignal wird demoduliert, um die im RFID-Gerät gespeicherten Daten einzuholen. In der Technik sind verschiedene HFID-Strukturen, -Schaltungen und -Programmierungsprotokolle bekannt.
  • RFID-Geräte oder -Transponder sind zwar noch nicht so weit verbreitet wie andere Identifizierungsmittel, RFID-Geräte werden aber in verschiedenen Anwendungen immer beliebter. Dazu zählen Systeme zur Identifizierung von Eisenbahngüterwagen und Sattelzügen, Fahrkarten für Busse und U-Bahnen, die Kennzeichnung von Tieren, Mitarbeiter- und Sicherheitsausweise und die Verwendung in automatischen Autobahnmautsystemen. In einem automatischen Autobahnmautsystem bringen Fahrer ein RFID-Gerät an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs an. In das RFID-Gerät sind Fahrerdaten, wie z.B. Kontostand, Fahrzeuginformationen usw., einprogrammiert. Wenn das Fahrzeug durch eine Mautschranke fährt, strahlt ein Basissender an der Mautstation ein Signal aus, das von dem RFID-Gerät reflektiert wird. Wenn das Konto des Fahrers einwandfrei ist, wird ein grünes Licht aktiviert, das anzeigt, dass der Fahrer die Mautschranke durchfahren darf.
  • Elektronische RFID-Geräte sind im Handel erhältlich und sind an sich keine Ausgestaltung der Erfindung. Frühe RFID-Systeme wurden unter Verwendung relativ großer Gehäuse entwickelt, die begrenzten, an welchen Produkte sie benutzt werden konnten. In jüngerer Zeit wurden RFID-Geräte verkleinert, so dass sie leicht in Transponder oder Etiketten integriert werden können und weiter verbreitet verwendet werden können. Derartige elektronische Geräte sind dadurch gekennzeichnet, dass sie dünn, flach und allgemein flexible Geräte sind.
  • Der Durchschnittsfachmann weiß, dass RFID-Transponder als „aktiv“ oder „passiv“ gekennzeichnet sein können. Aktive RFID-Transponder verwenden eingebaute Batterien zum Betreiben ihrer Schaltungen. Ein aktiver Transponder verwendet seine Batterie auch zum Ausstrahlen von Funkwellen an ein Lesegerät. Aktive Transponder senden im Allgemeinen auf hohen Frequenzen von 850 bis 850 MHz, die in 100 Fuß Entfernung oder weiter weg gelesen werden können. Passive RFID-Transponder sind für ihre Energiequelle vollkommen auf das Lesegerät angewiesen. Diese Transponder können bis zu 20 Fuß weit lesen und haben geringere Produktionskosten. Im Allgemeinen funktionieren beide Transponder auf die gleiche Weise: 1) im Mikrochip eines RFID-Transponders gespeicherte Daten warten darauf, gelesen zu werden, 2) die Antenne des Transponders empfängt elektromagnetische Energie von der Antenne eines RFID-Lesegeräts, 3) unter Verwendung von Energie aus ihrer eingebauten Batterie – im Fall von aktiven Transpondern – bzw. von aus dem elektromagnetischen Feld des Lesergeräts bezogener Energie (im Fall von passiven Transpondern) sendet der Transponder Funkwellen zum Lesegerät zurück und 4) das Lesegerät nimmt die Funkwellen des Transponders auf und wertet die Signale über Trägerfrequenzen als sinnvolle Daten aus.
  • Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung schlägt die Integration von RFID-Transpondertechnologie in die Bürsten einer dynamoelektrischen Maschine vor, wie z.B. einem Generator oder Motor, um die drahtlose Übertragung von Daten von den Bürsten zu einer Position in der Nähe der Bürsten zu ermöglichen, wie z.B. einem Ort an dem umgebenden Generator-/Motorgehäuse, ohne dass es eine Energieeingabe zu dem an der Bürste angeordneten Transponder geben muss.
  • Bezugszeichen 110, wobei jetzt auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 Bezug genommen wird, bezeichnet den bruchstückhaften Teil eines Kommutators oder Schleifrings einer dynamoelektrischen Maschine. Wie gut bekannt ist, weist eine solche Maschine zwei Hauptteile auf, eine Ständeranordnung und eine Läuferanordnung. Das Element 110 bildet einen Teil der Läuferanordnung. Die Energieübertragung von oder zu dem Läufer wird mittels einer Bürstenanordnung 100 erreicht, die eine oder mehrere Bürsten 112 beinhaltet, die mit dem Kommutator 110 in Gleitkontakt stehen. Der Kommutator 110 kann auch ein beliebiges geeignetes elektrisch leitfähiges Element der dynamoelektrischen Maschine sein. Die Bürstenanordnung 100 kann darüber hinaus in einem Bürstenhalter oder -gehäuse 114 enthalten sein, der/das an der Ständeranordnung des Motors bzw. Generators befestigt ist. Alternativ kann die Bürste von einem Bürstenhalter mit inneren, radial ausgerichteten Stangen anstatt einem äußeren Gehäuse getragen werden. Normalerweise sind eine oder mehrere elektrische Leitungen, nicht gezeigt, in die Bürste(n) 112 eingebettet oder daran angebracht, um die Verbindung zu einer externen Energiequelle oder elektrischen Schaltung, ebenfalls nicht gezeigt, bereitzustellen.
  • Wie in 1 gezeigt, wird die Bürste 112 von der von einer Feder 116 ausgeübten Kraft einwärts (in Richtung auf den Kommutator 110) gedrängt. Die Feder 116 trägt dazu bei, das „Federn” der Bürste 112 zu verringern, und übt während der normalen Betätigung der Feder 116 eine fortwährende Kraft auf die Bürste aus. Die Feder 116 kann eine Schraubenfeder, eine Blattfeder oder ein beliebiges geeignetes Federelement sein. Dementsprechend schiebt die Feder 112 bei Abnutzung der Bürste 112 aufgrund des Reibkontakts mit dem Kommutator 110 die Bürste 112 in Richtung auf den Kommutator 110.
  • Ein drahtloser Sensor 120 ist an der Bürste 112 angebracht und wird verwendet, um zu erkennen, wenn an der Bürste 112 ein vorbestimmtes Maß an Abnutzung stattgefunden hat. Der drahtlose Sensor kann ein aktives Gerät zur Funkfrequenz-Identifizierung (RFID), ein passives Gerät zur Funkfrequenz-Identifizierung (RFID) oder ein anderer geeigneter Typ von drahtlosem Sensor sein, wie in der spezifischen Anwendung gewünscht wird. Der drahtlose Sensor 120 weist eine(n) eindeutige(n) Kennnummer oder Code auf, so dass er die Bürste 112, an der er angebracht ist, eindeutig identifizieren kann. Das vorbestimmte Maß an Bürstenabnutzung lässt sich daran erkennen, dass die Bürste 112 kurz genug wird, so dass die Übertragung des Signals zwischen der feststehenden Antenne und dem Transponder (oder drahtlosen Sensor 120) von einem Teil des Bürstenhalters 114 blockiert wird.
  • Mit dem drahtlosen Sensor können ein oder mehrere Leitungen 130 verbunden sein und diese Leitungen 130 werden dazu verwendet, zu erkennen, wenn ein vorbestimmtes Maß an Abnutzung stattgefunden hat. Die Leitungen 130 können aus einem relativ weichen und ungefährlichen Material bestehen, so dass negative Wirkungen reduziert oder ausgeschlossen sind, wenn die Bürste bis an die Enden der Leitungen 130 abgenutzt wird. Beispielsweise können die Leitungen 130 aus Aluminium, Kupfer, Gold oder einem/einer anderen geeigneten Metall, Metalllegierung oder Leiter hergestellt sein, wie in der spezifischen Anwendung gewünscht wird.
  • Der drahtlose Sensor kann auch einen Temperaturfühler 140 aufweisen, der zum Erfassen der Temperatur in oder in der Nähe der Bürste 112 verwendet werden kann. Die heißeste Stelle an der Bürste 112 befindet sich an der Schnittstelle mit dem rotierenden Kommutator 110. Die kühlste Stelle befindet sich am entgegengesetzten (oberen) Ende der Bürste. Mit kürzer werdender Bürste steigt die Temperatur am oberen Ende. Die Temperatur des RFID-Transponders (oder drahtlosen Sensors 120) steigt daher mit zunehmender Abnutzung der Bürste 112. Dieser Temperaturanstieg kann daher verwendet werden, um festzustellen, dass ein vorbestimmtes Maß an Bürstenabnutzung stattgefunden hat. Außerdem kann das Erfassen der Temperatur sehr nützlich sein, um zu erkennen, wenn eine gefährliche Bedingung, wie z.B. ein Überschlag, stattfindet. Ein Überschlag findet statt, wenn sich zwischen dem Kommutator und der Bürste oder zwischen benachbarten Kommutatorsegmenten ein Kurzschluss entwickelt. Dieser Kurzschluss könnte auf einem Durchschlag in dem Luftspalt zwischen benachbarten Segmenten, einem Bürstenfedern, zu starker Bürstenabnutzung, unerwünschter Materialansammlung oder einer beliebigen Anzahl anderer Ursachen beruhen. Das Ergebnis ist ein Temperaturanstieg und, wie man erwarten würde, ein starker Anstieg des Stromflusses. Die von den betroffenen Bauteilen erfahrenen gestiegenen Temperaturen können diese Bauteile schnell überbelasten, schmelzen oder anderweitig beschädigen. Wenn das stattfindet, muss der betroffene Generator oder Motor leider so schnell wie möglich abgeschaltet werden.
  • Der Temperaturfühler 140 kann zum Erkennen der Anfangsstadien einer Bürsten- oder Systemstörung verwendet werden. Ein Temperaturanstieg über den erwünschten und erwarteten Bereich hinaus kann auf ein potentielles Problem schließen lassen. Diese „Frühwarnung“ kann zum frühzeitigen Erkennen und Identifizieren von Problemen verwendet werden, so dass ein Techniker das nicht richtig funktionierende oder sich verschlechternde Bauteil reparieren oder eine Reparatur zu einem günstigen Zeitpunkt einplanen und einen katastrophalen Bauteilausfall vermeiden kann.
  • 2 veranschaulicht eine Querschnittansicht einer Bürste 212 mit einem an der Oberfläche der Bürste angebrachten drahtlosen Sensor 220. 3 veranschaulicht eine Querschnittansicht einer Bürste 312 mit einem in die Bürste eingelassenen drahtlosen Sensor 320. Es versteht sich aber, dass der drahtlose Sensor auch vollständig in der Bürste eingebettet oder teilweise in die Bürste eingelassen sein kann.
  • 4 veranschaulicht einen vereinfachten Aufriss einer Bürste 412 mit einem drahtlosen Sensor 420 und einer Leitung 430 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Bürste 412 ist in einem Bürstenhalter 414 aufgenommen und beide zusammen umfassen eine Bürstenanordnung 400. Der drahtlose Sensor kann auch einen Temperaturfühler 440 aufweisen. Die Leitung 430 ist mit vielen Abschnitten ausgebildet, so dass sie dazu verwendet werden kann, zu erkennen, wenn stufenweise Grade vorbestimmter Abnutzung stattgefunden haben. Die Bürste 412 kann, nur als ein nicht begrenzendes Beispiel, eine Leitung 430 mit vier Abschnitten haben. Jeder Abschnitt kann verschiedene Stufen der verbleibenden Lebensdauer der Bürste 412 repräsentieren, z.B. Stufe 451–100 %, Stufe 452–75 %, Stufe 453–50 % und Stufe 454–25 %. Jeder Abschnitt kann aus einer Leitungsschleife bestehen, so dass, wenn diese Leitungsschleife geschlossen oder offen ist, vom drahtlosen Sensor 420 ein jeweiliges Signal erkannt werden kann. Alternativ kann die gesamte Leitung 430 mit variablem Widerstand konfiguriert sein, so dass sich der Widerstand mit voranschreitender Abnutzung und dem Entfernen verschiedener Abschnitte der Leitung ändert.
  • 5 veranschaulicht einen vereinfachten Aufriss einer Bürste 512 mit einem drahtlosen Sensor 520 und einem Detektorstück 530 gemäß einem Abschnitt der vorliegenden Erfindung. Die Bürste 512 wird in einem Bürstenhalter 514 festgehalten und beide zusammen umfassen eine Bürstenanordnung 500. Der drahtlose Sensor kann auch einen Temperaturfühler 540 aufweisen. Das Detektorstück 530 ist mit variablem Widerstand konfiguriert, so dass es dazu verwendet werden kann, zu erkennen, wenn stufenweise Grade vorbestimmter Abnutzung stattgefunden haben. Das Detektorstück 530 kann, nur als ein nicht begrenzendes Beispiel, zum Erkennen verschiedener Stufen der verbleibenden Lebensdauer der Bürste (z.B. 100 %, 80 %, 60 %, 40 %, 20 %) verwendet werden. Der drahtlose Sensor 520 ist mit dem Detektorstück 530 verbunden und es kann eine beliebige Anzahl vorbestimmter Abnutzungsstufen erfasst werden, wie in der spezifischen Anwendung gewünscht wird.
  • 6 veranschaulicht eine vereinfachte schematische Darstellung einer dynamoelektrischen Maschine 600, die das Bürstenabnutzungsdetektorsystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Die dynamoelektrische Maschine 600 könnte ein Motor, ein Generator, ein Lokmotor oder eine andere Maschine sein, bei der die Erkennung der Bürstenabnutzung erwünscht ist. Die dynamoelektrische Maschine 600 weist eine oder mehrere Bürsten 612 auf, wobei eine oder mehrere Bürsten drahtlose Sensoren 620 aufweisen. In der dynamoelektrischen Maschine 600 könnten beliebige der bereits beschriebenen Bürsten und Bürstenanordnungen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Antennensystem 651 kann eine oder mehrere Antennen 650 umfassen und jede Antenne kann innerhalb einer geeigneten Reichweite des drahtlosen Sensors 620 positioniert sein. Die Antennen 650 können, nur als ein nicht begrenzendes Beispiel, auf der Phenolplatte (nicht gezeigt) zwischen den Bürstensätzen angeordnet sein. Es kann aber jede beliebige geeignete Position für die Antennen genutzt werden, wie in der spezifischen Anwendung gewünscht wird (z.B. im Inneren und/oder außen an der dynamoelektrischen Maschine 600). Die Antennen 650 werden zur Kommunikation mit den drahtlosen Sensoren 620 verwendet und können für die Ein-Weg- und/oder die Zweirichtungskommunikation konfiguriert sein.
  • Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit nur einer begrenzten Zahl von Ausführungsformen ausführlich beschrieben, es sollte aber leicht verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, so dass sie eine beliebige Zahl von Variationen, Abänderungen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen beinhaltet, die bisher noch nicht beschrieben wurden, aber dem Sinn und Umfang der Erfindung entsprechen. Außerdem wurden zwar verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, es versteht sich aber, dass Aspekte der Erfindung möglicherweise nur einige der beschriebenen Ausführungsformen beinhalten. Dementsprechend darf die Erfindung nicht als durch die vorangehende Beschreibung begrenzt betrachtet werden, sondern ist nur durch den Umfang der angehängten Ansprüche begrenzt.
  • Es ist ein Bürstenabnutzungsdetektorsystem für eine dynamoelektrische Maschine 600 vorgesehen. Das Bürstenabnutzungsdetektorsystem weist einen Bürstenhalter 114 und wenigstens eine in dem Bürstenhalter befindliche Bürste 112 auf. Wenigstens eine Feder 116 ist mit der Bürste in Kontakt und die Feder funktioniert, um die Bürste gegen ein elektrisch leitfähiges Element 110 der dynamoelektrischen Maschine zu drücken. Ein drahtloser Sensor 120 ist konfiguriert, um zu erkennen, wenn ein vorbestimmtes Maß an Abnutzung an der wenigstens einen Bürste stattgefunden hat, und ist auch konfiguriert, um die Bürste mit dem vorbestimmten Maß an Abnutzung zu identifizieren. Der drahtlose Sensor ist an der wenigstens einen Bürste angebracht.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Bürstenanordnung
    110
    Kommutator
    112
    Bürste
    114
    Bürstenhalter
    116
    Feder
    120
    Drahtloser Sensor
    130
    Leitungen
    140
    Temperatursensor
    212
    Bürste
    220
    Drahtloser Sensor
    312
    Bürste
    320
    Drahtloser Sensor
    400
    Bürstenanordnung
    412
    Bürste
    414
    Bürstenhalter
    420
    Drahtloser Sensor
    430
    Leitung
    440
    Temperatursensor
    500
    Bürstenanordnung
    512
    Bürste
    514
    Bürstenhalter
    520
    Drahtloser Sensor
    530
    Detektorstück
    540
    Temperatursensor
    600
    Dynamoelektrische Maschine
    612
    Bürste
    620
    Drahtloser Sensor
    650
    Antenne
    651
    Antennensystem

Claims (12)

  1. Bürstenabnutzungsdetektorsystem für eine dynamoelektrische Maschine (600), wobei das Bürstenabnutzungsdetektorsystem Folgendes umfasst: einen Bürstenhalter (114); wenigstens eine in dem Bürstenhalter (114) befindliche Bürste (112); wenigstens eine Feder (116), die mit der wenigstens einen Bürste in Kontakt ist und funktioniert, um die Bürste gegen ein elektrisch leitfähiges Element (110) der dynamoelektrischen Maschine zu drücken; einen drahtlosen Sensor (120), der konfiguriert ist, um zu erkennen, wenn ein vorbestimmtes Maß an Abnutzung an der wenigstens einen Bürste stattgefunden hat, wobei der drahtlose Sensor konfiguriert ist, um die wenigstens eine Bürste mit dem vorbestimmten Maß an Abnutzung zu identifizieren; wobei der drahtlose Sensor (120) an der wenigstens einen Bürste (112) angebracht ist.
  2. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, wobei der drahtlose Sensor (120) an einer Oberfläche der wenigstens einen Bürste (112) angebracht ist.
  3. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, wobei der drahtlose Sensor (120) in die wenigstens eine Bürste (112) eingelassen ist.
  4. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, wobei der drahtlose Sensor (120) ein aktives Gerät zur Funkfrequenz-Identifizierung (RFID) und/oder ein passives Gerät zur Funkfrequenz-Identifizierung (RFID) ist.
  5. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, wobei der drahtlose Sensor (120) ferner Folgendes umfasst: einen Temperaturfühler (140) zum Erfassen einer Temperatur in oder nahe der wenigstens einen Bürste.
  6. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 5, wobei die von dem Temperaturfühler (140) erfasste Temperatur anzeigt, wenn das vorbestimmte Maß an Abnutzung stattgefunden hat.
  7. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, wobei der drahtlose Sensor (120) eine oder mehrere Leitungen (130) aufweist, wobei die eine oder mehreren Leitungen dazu verwendet werden, zu erkennen, wenn das vorbestimmte Maß an Abnutzung stattgefunden hat.
  8. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 7, wobei die eine oder mehreren Leitungen (130) konfiguriert sind, zu erkennen, wenn stufenweise Grade vorbestimmter Abnutzung stattgefunden haben.
  9. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, wobei der drahtlose Sensor (520) ein Detektorstück (530) aufweist, wobei das Detektorstück dazu verwendet wird, zu erkennen, wenn das vorbestimmte Maß an Abnutzung stattgefunden hat.
  10. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 9, wobei das Detektorstück (530) konfiguriert ist, zu erkennen, wenn stufenweise Grade vorbestimmter Abnutzung stattgefunden haben.
  11. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Antennensystem (651), das wenigstens teilweise in der dynamoelektrischen Maschine (600) angeordnet ist; wobei das Antennensystem (651) zur Kommunikation mit dem drahtlosen Sensor (620) konfiguriert ist.
  12. Bürstenabnutzungsdetektorsystem nach Anspruch 1, wobei die dynamoelektrische Maschine (600) ein Generator oder ein Motor ist.
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