EP2140526A1 - Abgreifeinrichtung zum abgreifen einer elektrischen spannung von einer welle einer elektrischen maschine, entsprechender montagesatz und entsprechende elektrische maschine - Google Patents

Abgreifeinrichtung zum abgreifen einer elektrischen spannung von einer welle einer elektrischen maschine, entsprechender montagesatz und entsprechende elektrische maschine

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EP2140526A1
EP2140526A1 EP08749649A EP08749649A EP2140526A1 EP 2140526 A1 EP2140526 A1 EP 2140526A1 EP 08749649 A EP08749649 A EP 08749649A EP 08749649 A EP08749649 A EP 08749649A EP 2140526 A1 EP2140526 A1 EP 2140526A1
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EP
European Patent Office
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brush
electric machine
shaft
tapping device
brush holder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08749649A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Liebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64—Devices for uninterrupted current collection

Definitions

  • Tapping device for tapping an electrical voltage from a shaft of an electric machine, corresponding mounting kit and corresponding electrical machine
  • the present invention relates to a gripping device for picking up an electrical voltage from a shaft of an electric machine, wherein the gripping device has a brush holder, which consists of electrically conductive material and is connectable to a main body of the electric machine,
  • the gripping device comprises a brush, which consists of electrically conductive material, wherein the brush holder has a brush guide, in which the brush is displaceably guided, so that the brush is pressed against the shaft by a spring force,
  • the brush is electrically connected to the brush holder.
  • the present invention further relates to a mounting kit which consists of a gripper device of the type described above,
  • the brush holder has a number of through holes for insertion of retaining bolts
  • the mounting kit has a number of retaining bolts
  • retaining bolts can be inserted into the through bores and can be screwed to the main body of the electrical machine, so that the brush holder can be fastened to the main body by means of the retaining bolts,
  • the retaining bolts are made of electrically conductive material and, when the brush holder is fixed by means of the retaining bolts on the base body, are electrically conductively connected to the brush holder and the base body.
  • the present invention finally relates to an electrical machine, - wherein the electric machine has a base body in which a stator of the electric machine is arranged,
  • the electric machine has a shaft which is rotatably mounted in bearings in the main body and on the rotationally fixed a rotor of the electric machine is arranged,
  • the brush of the tapping device is pressed against the shaft or a shaft rotatably mounted on the slip ring and the brush holder of the tapping device is electrically connected to the base body, so that an electrical voltage occurring in the shaft is derived to the base body.
  • the shaft voltages may in this case have different causes and have different values with regard to their size and their frequency.
  • the shaft voltages may have a relatively low-frequency component, which is usually of the order of a few volts. However, they can also have a relatively high-frequency content, which is on the order of up to 100 volts. If a rotor is fed via the already mentioned converter, the high-frequency shaft voltages can even exceed 1000 volts.
  • the brush can run directly on the shaft. Alternatively, it can run on a non-rotatably mounted on the shaft slip ring. In both cases, the tapping causes a short circuit between the shaft and the main body of the electric machine.
  • the brushes are pressed against the intended running surface in the brush guides by a spring force.
  • Retaining bolts are connected. In this case, the current flows directly over the brush strands. Transverse currents in the brush guides practically do not occur. This approach However, increases the impedance of the tapping device as a whole, so that in the sequence remains a higher residual wave voltage.
  • the object of the present invention is to further develop a tapping device of the type described above and the objects corresponding thereto in such a way that the problems of the prior art are avoided.
  • the object is achieved for a tapping device of the type described above in that an electrically insulating intermediate element is arranged between the brush and the brush guide, so that there is no direct electrical contact between the brush and the brush guide. This ensures that the current can no longer flow directly from the brush into the brush guide.
  • the object is further achieved by a mounting kit of the type described above, wherein the tapping device is designed as described above, ie, the electrically insulating intermediate element is arranged between the brush and the brush guide.
  • the intermediate element preferably sets a distance of the brush from the brush guide such that the brush is capacitively coupled to the brush guide at frequencies well above the mains frequency. Because this reduces the negative effects on the impedance to a minimum. In particular, capacitive currents (non-interfering) can continue to oscillate between the brush and the brush guide.
  • the intermediate element is preferably formed as a molded part. This makes it easy to install and fix.
  • the intermediate element can be mechanically firmly connected to the brush. Preferably, however, it is mechanically firmly connected to the brush guide.
  • the brush holder usually has a number of through holes for insertion of the already mentioned retaining bolts.
  • a preferred embodiment of the electrical machine is that it has a converter unit, by means of which a voltage can be fed into the electrical machine.
  • the voltage can in this case be fed in particular in the rotor.
  • the electrical machine can be designed as an electric motor. Preferably, however, it is designed as a generator.
  • FIG. 1 shows a detail of FIG. 1
  • an electrical machine has a main body 1.
  • a stator 2 of the electrical machine is arranged.
  • the stator 2 cooperates with a rotor 3 of the electric machine, which is arranged rotationally fixed on a shaft 4.
  • the shaft 4 is mounted in bearings 5, so that the shaft 4 is rotatable about a rotation axis 6.
  • shaft voltages can occur during operation.
  • One possible cause for the occurrence of shaft voltages is that a voltage Ul is fed into the electric machine by means of a converter unit 7 of the electric machine. Particularly high shaft voltage can occur here when the voltage Ul is fed into the rotor 3.
  • the electric machine of FIG. 1 is generally designed as a generator. In individual cases, however, it may also be designed as an electric motor. Particularly high shaft voltages can occur when the electric machine is designed as a generator fed to the rotor, that is to say when the voltage U1 is fed into the rotor 3 and a useful voltage U2 is tapped off via the stator 2.
  • the electric machine has at least one gripper device 8. According to FIG. 1, even each bearing 5 is assigned its own gripping device 8.
  • Each picking device 8 locally picks up the shaft voltage occurring at the respective point and carries the shaft voltage onto the base body 1.
  • the main body 1 is in turn usually connected to ground.
  • the configuration of the tapping device 8 is the essential subject of the present invention.
  • the tapping device 8 has a brush holder 9.
  • the brush holder 9 has a number of through holes 10.
  • retaining bolts 11 can be used.
  • the retaining bolts 11 can be screwed into corresponding threaded holes 12 of the main body 1.
  • the main body 1 is usually made of an electrically conductive material, such as a metal, in particular cast iron.
  • the brush holder 9 is usually made of an electrically conductive material, for example made of metal, in particular cast iron.
  • the retaining bolts 11 are usually also made of an electrically conductive material, such as steel.
  • a direct electrical contact of the brush holder 9 with the main body 1 may additionally exist. This is not necessary. Rather, it could even be an insulating layer 13 between the brush holder 9 and the base body 1 may be arranged.
  • the brush holder 9 has at least one brush guide 14. According to FIG. 3, at least two brush guides 14 are present. In each brush guide 14, a brush 15 is arranged in each case, which is displaceably guided in a displacement direction 16. Each brush 15 is acted upon by a pressure spring 17 with a spring force F. By means of the spring forces F, the brushes 15 are pressed against the shaft 4.
  • the brushes 15 are made of an electrically conductive material. For example, they can consist of a coal-metal mixture. They are electrically connected to the brush holder 9. If the pressure springs 17 are made of metal, it is possible, for example, for the electrically conductive connection of the brushes 15 to the brush holder 9 to be effected via the pressure springs 17. Preferably, however, assume from the remote from the shaft 4 ends 18 of the brushes 15 stranded conductor 19, which are connected to the brush holder 9 at a suitable location.
  • the intermediate elements 20 may be mechanically fixedly connected to the brush guides 14. This is shown in the left half of FIG. 3 and in FIG. In this embodiment, the brush 15 is displaceable relative to the intermediate element 20. This embodiment is preferred. Alternatively, however, the intermediate elements 20 may be mechanically fixed to the brushes 15. This is shown in the right half of FIG 3 and FIG 5. In this case, the intermediate elements 20 move together with the respective brush 15th
  • the intermediate element 20 is - see FIG 6 - preferably formed as a molded part. It may, for example, have the rectangular (special case: square) cross-section shown in FIG. It can for example consist of paper or plastic.
  • the intermediate element 20 has a thickness d which is less than 1 mm.
  • the thickness d is preferably between 20 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the thickness d is more preferably between 50 ⁇ m and 200 ⁇ m, for example 100 ⁇ m.
  • the intermediate element 20 preferably has a dielectric constant ⁇ which is between 1.5 and 10.
  • the dielectric constant ⁇ between 2 and 5, in particular between 3 and 3.5.

Landscapes

  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Eine Abgreifeinrichtung (8) weist einen Bürstenhalter (9) auf, der aus elektrisch leitendem Material besteht und mit einem Grundkörper einer elektrischen Maschine verbindbar ist. Die Abgreifeinrichtung (8) weist weiterhin eine Bürste (15) auf, die aus elektrisch leitendem Material besteht. Die Bürste (15) ist in einer Bürstenführung (14) des Bürstenhalters (9) verschieblich geführt, so dass die Bürste (15) über eine Federkraft (F) an eine Welle der elektrischen Maschine andrückbar ist. Die Bürste (15) ist mit dem Bürstenhalter (9) 15 elektrisch leitend verbunden. Zwischen der Bürste (15) und der Bürstenführung (14) ist ein elektrisch isolierendes Zwischenelemente (20) angeordnet, so dass kein unmittelbarer elektrischer Kontakt zwischen der Bürste (15) und der Bürstenführung (14) besteht.

Description

Beschreibung
Abgreifeinrichtung zum Abgreifen einer elektrischen Spannung von einer Welle einer elektrischen Maschine, entsprechender Montagesatz und entsprechende elektrische Maschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgreifeinrichtung zum Abgreifen einer elektrischen Spannung von einer Welle einer elektrischen Maschine, - wobei die Abgreifeinrichtung einen Bürstenhalter aufweist, der aus elektrisch leitendem Material besteht und mit einem Grundkörper der elektrischen Maschine verbindbar ist,
- wobei die Abgreifeinrichtung eine Bürste aufweist, die aus elektrisch leitendem Material besteht, - wobei der Bürstenhalter eine Bürstenführung aufweist, in der die Bürste verschieblich geführt ist, so dass die Bürste über eine Federkraft an die Welle andrückbar ist,
- wobei die Bürste mit dem Bürstenhalter elektrisch leitend verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Montagesatz, der aus einer Abgreifeinrichtung der obenstehend beschriebenen Art besteht,
- wobei der Bürstenhalter eine Anzahl von Durchgangsbohrungen zum Einsetzen von Haltebolzen aufweist,
- wobei der Montagesatz eine Anzahl von Haltebolzen aufweist,
- wobei die Haltebolzen in die Durchgangsbohrungen einsetzbar und mit dem Grundkörper der elektrischen Maschine ver- schraubbar sind, so dass der Bürstenhalter mittels der HaI- tebolzen am Grundkörper befestigbar ist,
- wobei die Haltebolzen aus elektrisch leitendem Material bestehen und dann, wenn der Bürstenhalter mittels der Haltebolzen am Grundkörper befestigt ist, mit dem Bürstenhalter und dem Grundkörper elektrisch leitend verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich eine elektrische Maschine, - wobei die elektrische Maschine einen Grundkörper aufweist, in dem ein Stator der elektrischen Maschine angeordnet ist,
- wobei die elektrische Maschine eine Welle aufweist, die in Lagern drehbar im Grundkörper gelagert ist und auf der drehfest ein Läufer der elektrischen Maschine angeordnet ist,
- wobei die elektrische Maschine eine Abgreifeinrichtung der obenstehend beschriebenen Art aufweist,
- wobei die Bürste der Abgreifeinrichtung an die Welle oder einen auf der Welle drehfest angeordneten Schleifring angedrückt ist und der Bürstenhalter der Abgreifeinrichtung mit dem Grundkörper elektrisch leitend verbunden ist, so dass eine in der Welle auftretende elektrische Spannung auf den Grundkörper abgeleitet wird.
Derartige Gegenstände sind allgemein bekannt.
Bei elektrischen Maschinen - insbesondere bei Generatoren - treten unter bestimmten Voraussetzungen unerwünschte elektri- sehe Wellenspannungen auf. Diese Wellenspannungen verursachen Wellenströme, die als Zirkularströme über die Lager in das Maschinengehäuse (= den Grundkörper) oder zu einem die elektrische Maschine speisenden Umrichter fließen können. Die Wellenspannungen können hierbei verschiedene Ursachen aufweisen und bezüglich ihrer Größe und ihrer Frequenz unterschiedliche Werte aufweisen. Beispielsweise können die Wellenspannungen einen relativ niederfrequenten Anteil aufweisen, der meist in der Größenordnung von wenigen Volt liegt. Sie können jedoch auch einen relativ hochfrequenten Anteil aufweisen, der in der Größenordnung bis zu 100 Volt liegt. Wenn über den bereits erwähnten Umrichter ein Läufer gespeist wird, können die hochfrequenten Wellenspannungen sogar über 1000 Volt liegen. Wenn über die Lager Lagerströme fließen, können die Wellenspannungen eine deutliche Reduzierung der Lebensdauer der Lager bewirken. Aus diesem Grund ist es erforderlich, Lagerströme zu vermeiden. Im Stand der Technik ist bekannt, zum Schutz der Lager vor schädlichen Lagerströmen isolierte Lager zu verwenden. Weiterhin ist bekannt, eine lagerstromgerechte Installation und Erdung durchzuführen. Eine dritte bekannte Maßnahme ist die Wellenerdung. Bei der Wellenerdung wird mittels einer Abgreifeinrichtung der obenstehend beschriebenen Art die Wellenspannung abgegriffen und auf das Motorgehäuse geführt.
Die Bürste kann direkt auf der Welle laufen. Alternativ kann sie auf einen auf der Welle drehfest angeordneten Schleifring laufen. In beiden Fällen bewirkt die Abgreifeinrichtung einen Kurzschluss zwischen der Welle und dem Grundkörper der elektrischen Maschine. Die Bürsten werden in den Bürstenführungen über eine Federkraft an die vorgesehene Lauffläche ange- drückt.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass es im Betrieb der Abgreifeinrichtung zu Materialwanderungen im Bereich der Bürstenführungen kommt, die das Nachführen der Bürsten ver- hindern (Klemmen) . Wenn es zu einem derart bewirkten Klemmen der Bürsten kommt, bildet sich durch den weiteren Verschleiß der Bürsten ein Luftspalt zwischen Welle und Bürsten aus, so dass die elektrische Energie der Wellenspannung nur noch über die Lager oder mittels elektrischer Überschläge zum Gehäuse abgebaut werden kann. Solchermaßen nicht mehr funktionsfähige Abgreifeinrichtungen können schwere Lagerschäden zur Folge haben. Vor allem bei läufergespeisten Maschinen, bei denen große Spannungsspitzen auftreten können, besteht sogar die Gefahr einer Personengefährdung.
Im Stand der Technik ist bekannt, das Klemmen der Bürsten in den Bürstenführungen dadurch zu vermeiden, dass die Haltebolzen, mittels derer der Bürstenhalter mit dem Grundkörper verbunden wird, mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung versehen werden und die Bürsten über Litzen direkt an die
Haltebolzen angeschlossen werden. In diesem Fall fließt der Strom direkt über die Bürstenlitzen. Querströme in den Bürstenführungen treten praktisch nicht auf. Diese Vorgehensweise erhöht jedoch die Impedanz der Abgreifeinrichtung insgesamt, so dass in der Folge eine höhere Restwellenspannung verbleibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abgreifeinrichtung der eingangs beschriebenen Art und die hiermit korrespondierenden Gegenstände derart weiter zu entwickeln, dass die Probleme des Standes der Technik vermieden werden .
Die Aufgabe wird für eine Abgreifeinrichtung der obenstehend beschriebenen Art dadurch gelöst, dass zwischen der Bürste und der Bürstenführung ein elektrisch isolierendes Zwischenelement angeordnet ist, so dass kein unmittelbarer elektri- scher Kontakt zwischen der Bürste und der Bürstenführung besteht. Dadurch wird erreicht, dass der Strom nicht mehr direkt von der Bürste in die Bürstenführung fließen kann.
Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Montagesatz der oben- stehend beschriebenen Art gelöst, wobei die Abgreifeinrichtung wie obenstehend beschrieben ausgebildet ist, also zwischen der Bürste und der Bürstenführung das elektrisch isolierende Zwischenelement angeordnet ist.
Die Aufgabe wird schließlich durch eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art gelöst, wobei bei der Abgreifeinrichtung zwischen der Bürste und der Bürstenführung ein elektrisch isolierendes Zwischenelement der obenstehend beschriebenen Art angeordnet ist.
Das Zwischenelement stellt vorzugsweise einen Abstand der Bürste von der Bürstenführung derart ein, dass die Bürste bei Frequenzen deutlich oberhalb der Netzfrequenz mit der Bürstenführung kapazitiv gekoppelt ist. Denn dadurch werden die negativen Auswirkungen auf die Impedanz auf ein Minimum reduziert. Insbesondere können (nicht störende) kapazitive Ströme weiterhin zwischen der Bürste und der Bürstenführung oszillieren . Das Zwischenelement ist vorzugsweise als Formteil ausgebildet. Dadurch ist es leicht montierbar und fixierbar.
Das Zwischenelement kann mit der Bürste mechanisch fest ver- bunden sein. Vorzugsweise ist es jedoch mit der Bürstenführung mechanisch fest verbunden.
Wie bereits erwähnt, weist der Bürstenhalter in der Regel eine Anzahl von Durchgangsbohrungen zum Einsetzen der bereits erwähnten Haltebolzen auf.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der elektrischen Maschine besteht darin, dass sie eine Umrichtereinheit aufweist, mittels derer in die elektrische Maschine eine Spannung einspeisbar ist. Die Spannung kann hierbei insbesondere in den Läufer einspeisbar sein.
Die elektrische Maschine kann als Elektromotor ausgebildet sein. Bevorzugt ist sie jedoch als Generator ausgebildet.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
FIG 1 schematisch eine elektrische Maschine,
FIG 2 ein Detail von FIG 1,
FIG 3 schematisch eine Abgreifeinrichtung,
FIG 4 und 5 einen Schnitt durch die Abgreifeinrichtung von
FIG 3 längs einer Linie IV-IV bzw. längs einer
Linie V-V und
FIG 6 ein Zwischenelement.
Gemäß FIG 1 weist eine elektrische Maschine einen Grundkörper 1 auf. Im Grundkörper 1 ist ein Stator 2 der elektrischen Ma- schine angeordnet. Der Stator 2 wirkt mit einem Läufer 3 der elektrischen Maschine zusammen, der drehfest auf einer Welle 4 angeordnet ist. Die Welle 4 ist in Lagern 5 gelagert, so dass die Welle 4 um eine Drehachse 6 drehbar ist. In der Welle 4 der elektrischen Maschine können im Betrieb Wellenspannungen auftreten. Eine mögliche Ursache für das Auftreten von Wellenspannungen besteht darin, dass mittels einer Umrichtereinheit 7 der elektrischen Maschine in die elektrische Maschine eine Spannung Ul eingespeist wird. Besonders hohe Wellenspannung können hierbei auftreten, wenn die Spannung Ul in den Läufer 3 eingespeist wird.
Die elektrische Maschine von FIG 1 ist im Regelfall als Gene- rator ausgebildet. In Einzelfällen kann sie jedoch auch als Elektromotor ausgebildet sein. Besonders hohe Wellenspannungen können auftreten, wenn die elektrische Maschine als läufergespeister Generator ausgebildet ist, wenn also die Spannung Ul in den Läufer 3 eingespeist wird und über den Ständer 2 eine Nutzspannung U2 abgegriffen wird.
Wenn die Wellenspannungen Ströme verursachen, die über die Lager 5 fließen, können die Ströme die Lebensdauer der Lager 5 deutlich verringern. Aus diesem Grund weist die elektrische Maschine mindestens eine Abgreifeinrichtung 8 auf. Gemäß FIG 1 ist sogar jedem Lager 5 eine eigene Abgreifeinrichtung 8 zugeordnet .
Jede Abgreifeinrichtung 8 greift lokal die an der jeweiligen Stelle auftretende Wellenspannung ab und führt die Wellenspannung auf den Grundkörper 1 ab. Der Grundkörper 1 ist seinerseits in der Regel mit Masse verbunden. Die Ausgestaltung der Abgreifeinrichtung 8 ist der wesentliche Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Gemäß den FIG 2 und 3 weist die Abgreifeinrichtung 8 einen Bürstenhalter 9 auf. der Bürstenhalter 9 weist eine Anzahl von Durchgangsbohrungen 10 auf. In die Durchgangsbohrungen 10 können Haltebolzen 11 eingesetzt werden. Die Haltebolzen 11 können in korrespondierende Gewindebohrungen 12 des Grundkörpers 1 eingeschraubt werden. Dadurch kann der Bürstenhalter 9 am Grundkörper 1 befestigt werden. Der Grundkörper 1 besteht in der Regel aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus einem Metall, insbesondere aus Gusseisen. Auch der Bürstenhalter 9 besteht in der Regel aus einem elektrisch leitenden Material, beispiels- weise aus Metall, insbesondere aus Gusseisen. Die Haltebolzen 11 bestehen in der Regel ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Stahl. Über die Haltebolzen 11 besteht somit eine elektrisch leitende Verbindung des Bürstenhalters 9 mit dem Grundkörper 1. Gegebenenfalls kann zusätzlich ein direkter elektrischer Kontakt des Bürstenhalters 9 mit dem Grundkörper 1 bestehen. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Es könnte vielmehr sogar eine Isolierschicht 13 zwischen dem Bürstenhalter 9 und dem Grundkörper 1 angeordnet sein .
Der Bürstenhalter 9 weist mindestens eine Bürstenführung 14 auf. Gemäß FIG 3 sind sogar mindestens zwei Bürstenführungen 14 vorhanden. In jeder Bürstenführung 14 ist jeweils eine Bürste 15 angeordnet, die in einer Verschieberichtung 16 ver- schieblich geführt ist. Jede Bürste 15 ist über eine Andruckfeder 17 mit einer Federkraft F beaufschlagt. Mittels der Federkräfte F werden die Bürsten 15 an die Welle 4 angedrückt. Die Bürsten 15 bestehen aus einem elektrisch leitenden Material. Beispielsweise können sie aus einer Kohle-Metall-Mi- schung bestehen. Sie sind mit dem Bürstenhalter 9 elektrisch leitend verbunden. Wenn die Andruckfedern 17 aus Metall bestehen, ist es beispielsweise möglich, dass die elektrisch leitende Verbindung der Bürsten 15 mit dem Bürstenhalter 9 über die Andruckfedern 17 bewirkt wird. Vorzugsweise gehen jedoch von den von der Welle 4 abgewandten Enden 18 der Bürsten 15 Litzenleiter 19 aus, die mit dem Bürstenhalter 9 an geeigneter Stelle verbunden sind.
Durch die Ausgestaltung der Bürsten 15, des Bürstenhalters 9 und der Haltebolzen 11 als elektrisch leitende Elemente und durch deren elektrisch leitende Verbindung miteinander besteht somit eine durchgehende elektrisch leitende Verbindung von der Welle 4 über die Bürsten 16, den Bürstenhalter 9 und die Halteelemente 11 zum Grundkörper 1. Dadurch werden die in der Welle 4 auftretenden Wellenspannungen auf den Grundkörper 1 abgeleitet.
Zwischen den Bürsten 1 und den Bürstenführungen 14 ist jeweils ein elektrisch isolierendes Zwischenelement 20 angeordnet. Dadurch besteht kein unmittelbarer elektrischer Kontakt zwischen der jeweiligen Bürste 15 und der jeweiligen Bürstenführung 14. Der guten Ordnung halber wird in diesem Zusammen- hang darauf hingewiesen, dass die Bürstenführungen 14 nur diejenigen Teile des Bürstehalters 9 sind, die sich (bezogen auf die jeweilige Verschieberichtung 16 der jeweiligen Bürste 15) tangential um die jeweilige Verschieberichtung 16 herum erstrecken .
Die Zwischenelemente 20 können mit den Bürstenführungen 14 mechanisch fest verbunden sein. Dies ist in der linken Hälfte von FIG 3 und in FIG 4 dargestellt. In dieser Ausgestaltung ist die Bürste 15 relativ zum Zwischenelement 20 verschieb- bar. Diese Ausgestaltung ist bevorzugt. Alternativ können jedoch die Zwischenelemente 20 mit den Bürsten 15 mechanisch fest verbunden sein. Dies ist in der rechten Hälfte der FIG 3 und in FIG 5 dargestellt. In diesem Fall bewegen sich die Zwischenelemente 20 zusammen mit der jeweiligen Bürste 15.
Das Zwischenelement 20 ist - siehe FIG 6 - vorzugsweise als Formteil ausgebildet. Es kann beispielsweise den in FIG 6 dargestellten rechteckigen (Spezialfall : quadratischen) Querschnitt aufweisen. Es kann beispielsweise aus Papier oder aus Kunststoff bestehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Zwischenelement 20 eine Dicke d auf, die unter 1 mm liegt. Vorzugsweise liegt die Dicke d zwischen 20 μm und 500 μm. Insbesondere liegt die Dicke d besonders bevorzugt zwischen 50 μm und 200 μm, beispielsweise bei 100 μm. Weiterhin weist das Zwischenelement 20 vorzugsweise eine Dielektrizitätskonstante ε auf, die zwischen 1,5 und 10 liegt. Beispielsweise kann die Dielektrizi- tätskonstante ε zwischen 2 und 5 liegen, insbesondere zwischen 3 und 3,5. Durch eine derartige Ausgestaltung stellt das Zwischenelement 20 einen Abstand (der in der Regel der Dicke d des Zwischenelementes 20 entspricht) der jeweiligen Bürste 15 von der jeweiligen Bürstenführung 14 derart ein, dass die Bürste 15 bei Frequenzen deutlich oberhalb der Netzfrequenz (50 Hz oder 60 Hz) mit der Bürstenführung 14 kapazitiv gekoppelt ist. Denn kapazitive Ströme, die im zweistelligen kHz-Bereich, insbesondere zwischen 20 kHz und 50 kHz, zwischen den Bürsten 15 einerseits und den Bürstenführungen 14 andererseits oszillieren, sind für die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Abgreifeinrichtung 8 unschädlich.
Obenstehend wurde beschrieben, dass die Bürsten 15 direkt an die Welle 4 angedrückt sind. Es ist selbstverständlich jedoch ebenfalls möglich, auf der Welle 4 einen Schleifring 21 drehfest anzuordnen und die Bürsten 15 an den Schleifring 21 anzudrücken .
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Abgreifeinrichtung zum Abgreifen einer elektrischen Spannung von einer Welle (4) einer elektrischen Maschine, - wobei die Abgreifeinrichtung einen Bürstenhalter (9) aufweist, der aus elektrisch leitendem Material besteht und mit einem Grundkörper (1) der elektrischen Maschine verbindbar ist,
- wobei die Abgreifeinrichtung eine Bürste (15) aufweist, die aus elektrisch leitendem Material besteht,
- wobei der Bürstenhalter (9) eine Bürstenführung (14) aufweist, in der die Bürste (15) verschieblich geführt ist, so dass die Bürste (15) über eine Federkraft (F) an die Welle
(4) andrückbar ist, - wobei die Bürste (15) mit dem Bürstenhalter (9) elektrisch leitend verbunden ist,
- wobei zwischen der Bürste (15) und der Bürstenführung (14) ein elektrisch isolierendes Zwischenelement (20) angeordnet ist, so dass kein unmittelbarer elektrischer Kontakt zwi- sehen der Bürste (15) und der Bürstenführung (14) besteht.
2. Abgreifeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zwischenelement (20) einen Abstand (d) der Bürste (15) von der Bürstenführung (14) derart einstellt, dass die Bürste (15) bei Frequenzen deutlich oberhalb der Netzfrequenz mit der Bürstenführung (14) kapazitiv gekoppelt ist.
3. Abgreifeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zwischenelement (20) als Formteil ausgebildet ist.
4. Abgreif einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zwi- schenelement (20) mit der Bürste (15) mechanisch fest verbunden ist.
5. Abgreifeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zwischenelement (20) mit der Bürstenführung (14) mechanisch fest verbunden ist.
6. Abgreifeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bürstenhalter (9) eine Anzahl von Durchgangsbohrungen (10) zum Einsetzen von Haltebolzen (11) aufweist.
7. Montagesatz, bestehend aus einer Abgreifeinrichtung (8) nach Anspruch 6 und einer Anzahl von Haltebolzen (11),
- wobei die Haltebolzen (11) in die Durchgangsbohrungen (10) einsetzbar und mit dem Grundkörper (1) der elektrischen Ma- schine verschraubbar sind, so dass der Bürstenhalter (9) mittels der Haltebolzen (11) am Grundkörper (1) befestigbar ist,
- wobei die Haltebolzen (11) aus elektrisch leitendem Material bestehen und dann, wenn der Bürstenhalter (9) mittels der Haltebolzen (11) am Grundkörper (1) befestigt ist, mit dem Bürstenhalter (9) und dem Grundkörper (1) elektrisch leitend verbunden sind.
8. Elektrische Maschine, - wobei die elektrische Maschine einen Grundkörper (1) aufweist, in dem ein Stator (2) der elektrischen Maschine angeordnet ist,
- wobei die elektrische Maschine eine Welle (4) aufweist, die in Lagern (5) drehbar im Grundkörper (1) gelagert ist und auf der drehfest ein Läufer (3) der elektrischen Maschine angeordnet ist,
- wobei die elektrische Maschine eine Abgreifeinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist,
- wobei die Bürste (15) der Abgreifeinrichtung (8) an die Welle (4) oder einen auf der Welle (4) drehfest angeordneten Schleifring (21) angedrückt ist und der Bürstenhalter (9) der Abgreifeinrichtung (8) mit dem Grundkörper (1) elektrisch leitend verbunden ist, so dass eine in der Welle (4) auftretende elektrische Spannung auf den Grundkörper (1) abgeleitet wird.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bürstenhalter (9) eine Anzahl von Durchgangsbohrungen (10) aufweist, dass in die Durchgangsbohrungen (10) Haltebolzen (11) eingesetzt sind, die aus elektrisch leitendem Material bestehen, dass die Haltebolzen (11) mit dem Grundkörper (1) verschraubt sind und so der Bürstenhalter (9) am Grundkörper (1) befestigt ist und dass die Haltebolzen (11) mit dem Bürstenhalter (9) und dem Grundkörper (1) elektrisch leitend verbunden sind.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 8 oder 9, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrische Maschine eine Umrichtereinheit (7) aufweist, mittels derer in die elektrische Maschine eine Spannung (Ul) einspeisbar ist.
11. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Spannung (Ul) in den Läufer (3) einspeisbar ist.
12. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrische Maschine als Generator ausgebildet ist.
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