JPH03215150A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
- H01R39/26—Solid sliding contacts, e.g. carbon brush
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/58—Means structurally associated with the current collector for indicating condition thereof, e.g. for indicating brush wear
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ダに関し、より詳細には、摩耗ブラシ検出器を備えた改
良型ブラシホルダに関する。
型タービン発電機では、界磁電流を発電機のロー夕に流
すため炭素ブラシ集電装置が利用されている。集電装置
セットは典型的には、ロー夕に取り付けられた一対のス
リップリング(即ち、各極に対しスリップリングが一つ
ずつ設けられる)と、各スリップリングの周りに、これ
と接触状態で角度間隔を置いて設けられた一組の静止ブ
ラシとを有ずる。集電装置セノトを保護するため及び係
員がこれら集電装置セットに触れないようにするため、
集電装置セットは、定置ベースを有するエンクロージ中
内に収納されている.このエンクロージャは通常、「集
電装置ハウス」と呼ばれている。典型的には、集電装置
ハウスは、ロータシャフトが貫通した密封開口部を備え
た固定横方向端壁と、エンクロージャの屋根及び側壁を
画定するハウジングとを有する。設置状態によっては、
発電機の運転を停止しないでブラシが交換可能であるこ
とが望ましい.したがって、ハウジングは、集電装置セ
ノトに接近できるようにするドアを備えている。
ジン形ブラシホルダ内に収納するのが通例である。数個
(一般的には約6個)のブラシがブラシホルダ内に束ね
られた状態で発電機のロータの外周部の周りに配置され
ている.かかるブラシホルダの構成例が、1968年6
月4日に発行された米国特許第3,387,155号及
び1973年1月16に発行された米国特許第3,71
0.478号に記載されている。
、先ず最初に、一又は二以上のブラシが交換を要するほ
どに摩耗したかどうかを判定する必要がある.通常、こ
の判定は、ブラシを定期的に11で見て点検することに
より行われる.集電装置ハウス内部の巣電袋置を取り巻
く環境は比較的騒々しく、しかも高電圧で動作状態にあ
る高速回転電機が設置されている。かくして、ブラシが
摩耗しているかどうかを目で見て点検するため点検作M
Oは発電機の運転中に比較的苛酷な環境に入らなければ
ならない.かかる点検は、発電システl、を運転停止す
ると損害額が大きくなるので、これを最少限に抑えるた
め、発電機がオンライン状態にあるときに実施される。
間に集電ハウス内に入ってブラシの点検をする必要無<
、ブラシの摩耗状態を遠隔地に居るオペレータに指示で
きる父置が要望されている. 本発明の゜目的は、集電装置内に用いられる炭素ブラシ
がその有効長さを越えて摩耗した時期を遠隔的に検知す
る手段を擾供することにある。
いるブラシホルダの位置をオペレータに指示する手段を
桿供することにある。
本発明によって達成されるが、特定発明の要旨は、回転
自在なシャフトと、シャフトに軸方向に間隔を置いて取
り付けられていて該シャフトと共に回転できる少なくと
も一つのスリップリングと、スリップリングと摺動接触
関係をなした状態でスリップリングの周りに角度間隔を
置いて支持された複数の静止炭素集電ブラシとを有し、
該ブラシが、これらブラシの一部をスリップリングとの
接触状態から一つずつ取り外しできるよう複数の着脱自
在なホルダ内に束ねられており、更に、着脱自在なホル
ダのうち一つの中の束ねられた状態のブラシのうち少な
くとも一つが所定量摩耗した時期を検知するための摩耗
ブラシ検出器を有する回転電機において、前記摩耗ブラ
シ検出器は、着脱自在なホルダに固定されている導電性
のある材料で作られたストリップと、ストリンプからこ
れとほぼ垂直方向に延びていて、着説自在なホルダに設
けられた孔に隣接して位置した少なくとも−つのフィン
ガと、ストリンプ側の端と反対側のフィンガの端設けら
れている電気的に絶縁されたノブとを有し、該絶縁ノブ
は、ブラシのうら−つが着脱自在なホルダ内に差し込ま
れると、ノブがブラシに接触してフィンガが着脱自在な
ホルダから押し離され、ブラシのうち一つが所定量摩耗
すると、フ′ランがノフ″から離脱してフィンカ゛が着
脱自在なホルダに接触し、それにより電気信号が発生す
るよう孔を通って突出していることを特徴とする回転電
機にある。
示的に示すに過ぎない図面を参照して以下の詳細な説明
を読むと一層容易に明らかになるつ。
集電装置ハウス」13と通称されるエンク[1−ジャを
貫通したロータシャフト10を脊する回転電機、例えば
タービン発電機の一部を示している。定i斤ヘースl6
が簗電装置ハウスl3の床となっている。集電装置ハウ
ス13はシャフト10に軸方向に間隔を置いてシャフト
と一緒に回転自在に取り付けられた一又は二以上のスリ
,ブリング22を含む集電装置セソト19を包囲してい
る。集電装置セットl9は、ブラシホルダ28によって
一又は二以上のスリソプリング22の周りに角度間隔を
置いてリング22と摺動接触状態で取り付けられた一又
は二以上の組をなす炭素ブラシ25を有している.なお
、ブラシホルダ28は後述するように、ヘース部材1G
に固定された「シンクル」と通称される環状プレート3
lによって支持されている。スリンプリング22の個数
及びブラシ25の対応する組数は、発電機の極数(従っ
て、少なくとも一対の反対の極性がある)で決まる。シ
ノクル3lは絶縁パンF 3 4によってベース部材1
6から電気的に絶縁されており、ヘース部材16を通っ
て延びて導線(図示せず)に接続される端子37を有し
ている。このようにすると、励磁機(図示せず)からの
直流電流は発電機のロー夕に流れて発電機のための磁界
が形成される, このようtI:構成の築電装置ハウスは、■987年1
2月15に付与され、ウェスチングハウス・エレクトリ
ノク・コーポレーションに譲渡された米国特許第4,7
1 3,5 6 6号に記載されている。
ラシが、発電機の運転中に集電装置ハウスI3内部への
接近1′ア40を通って取出し又は交換が可能な絶縁カ
ートリノジ内に設けられ、或いは束ねられている場合が
ある.かかるマガジン形のブラシホルダ28の一例を第
3図に示す。比較的大きな電流が集電装置セット19を
通って流れる場合があるので、ブラシホルダ28の取出
し中に両方の極性ユニット又は集電装置セットl9と接
地導体が同時に接触しないようにすることが重要である
。
電装置の改良型ブラシホルダ28が第4Lイ1〜第61
Nに示されている。典型的なマガジン形ブラシホルダ2
8では、複数(6本程度)の炭素ブラシ25が全体的に
矩形のブラシポノクス46内に配置されている。炭素ブ
ラシ25は、付勢力が一定のコイルばね49によってス
リップリング22とは逆の方向へ半径方向(図面では下
方)へ付勢されている。ブラシ25の摩耗時(即ち、ブ
ラシ25が所定長さよりも短くなった時)を検知するた
めの電気的な検出手段43は、ブラシホルダ2Bに取り
付けられているが、これから絶縁されている一組の接触
フィンガ52によって構成されている。
リップ55の形で配置されている。導電性のある材料で
構成された接触ストリップ55は例えばボルト58によ
り、ブラシボックス46に、該ブラシボックスから参照
番号59のところで絶縁された状態で固定されている。
2は接触ストリップ55から全体的に垂直方向下方に突
出しており、各フィンガ52はその一端に絶縁状態のノ
ブ61を有している。第4図に示すように、絶縁ノブ6
Iは最初の取付け時にブラシホルダ28に設けられた孔
62を通って突出してブラシ25に接触ずる。このよう
にして、接触ストリノプ55とノブ61の番よぼ真ん中
でフィンガ52に設けられた接点又は突出部64をブラ
シポノクス46から押し離す。
してブラシ25の最上端部67がコイルばね49によっ
て絶縁ノブ61の先へ押し下げられると、フィンガ52
が内方へ押されるので接触フィンガ52の接点64はブ
ラシボックス46に接触する。導線70を接触ストリッ
プ55の接続筒所73に取り付けることにより、遠く離
れた場所に居るオペレータは特定のブラシボックス46
内のプラシ25の摩耗時期を知ることができるので、発
電機の作動中に集電装置ハウス13に入ってブラシの点
検を行う必要が無くなる.先ず最初に、ブラシホルダ2
8がブラシ25を収納していない状態で、接触ストリッ
プ55をフラノホルダ28に取り付けてその一部とする
と、その時点で接点64はブラシボックス46と既に接
触状態にある。しかしながら、第4図に示すように、新
しいブラシ25をブラシホルダ2日に収納すると、接触
フィンガ52の端に位置した絶縁ノブ6lは接点64を
ブラシポノクス46がら押し離して非接触状態にする。
らせるほど摩耗した後にのみ(第6図参照)、接触スト
リップ55の接点64はブラシホルダ28に再度接触す
る。このようにして接触フィンガ52がプラシポノクス
46と接触すると通電状態になり、それ故に接触ストリ
ップ55も通電状態になる。この状態は導線70によっ
て電子的又は電気的に検出でき、ブラシの摩耗状態が遠
隔的に指示される。
ップ55から延びる接続箇所73のところで接触ストリ
ップ55に取り付けるのが良い.次に導線70を、適当
な表示装置用の他の種々のブラシホルダ28からの導線
と一緒に(2以上のブラシホルダが用いられている場合
)中央端子盤(図示せず)に接続する。たとえば、種々
のブラシボノクス46からの導線70を、識別マークが
付けられていて集電装置ハウスl3の外部から目視でき
るよう配置された表示灯手段76、例えば発光ダイオー
トのパ不ル(図示せず)に接続するのが良い。このよう
にすると、所与のブラシホルダ28内のブラシ25のう
ち一つが所定量摩耗するとすぐに、その状態及び摩耗ブ
ラシ25を収納L−ζいるブラシホルダ28の位置が、
これに対応して発光した表示灯76によって指示される
。かくして、機器の定期点検中に摩耗ブラシ25を発見
できるので、オペレータが発電機の運転中に集電袋置ハ
ウス13に定期的に入って摩耗ブラシ25があるかどう
かにつき目で見て点検する必要が無くなる。摩耗ブラシ
25の存在が分かると、オペレータは集電袋置ハウスの
ドア40を開けて摩耗ブラシ250入っている特定のブ
ラシホルダ28を取り外し、次に新しい炭素ブラシ25
を備えたブラシホルダ28を挿入するだけでよい。
表示灯パぶルに接続した継電器(図示せず)を、摩耗ブ
ラシ25の存在を指示して発光状態にある表示灯76に
よって動作状態にすることが出来るので、継電器は少な
くとも一つのブラシホルダ28に注意すべきことを遠隔
的に指示できる。オペレータは、摩耗ブラシ25を有す
るブラシホルダ28の指示に気付いた後、表示灯バ不ル
を見て、どのブラシホルダ28が摩耗ブラシ25を有し
ているかどうかを確認する必要があるだけである。この
継電器を例えば可聴警報装置80に接続するのが良く、
この場合、かかる状態の存在につきオペレータの注意を
一層確実に引くことができる。
あるかを正確に検知してこれを取り外すことができる.
接触ストリップ55に一本の導線70を接続するのでは
なく、接触ストリノブ55の接触フィンガ52のそれぞ
れに導線を個別的に接続するのが良い。この種の表示装
置では、個々の接触フィンガ(必ずしも接触ストリップ
55に接続する必要は無い)を用いるのが良い.このよ
うにすると、ブラシホルダ28の位置を指示できるだけ
でな<、摩耗した特定のブラシ25をオペレータに示す
ことも可能である。この種の装置は、個々のブラシ25
がそれぞれスリップリング220周りに支持されていて
、ブラシホルダ28内には束ねられていないような集電
装置に使用できる。
れば、上述の説明の内容に鑑みて種々の設計変更及び変
形を想到できることは理解されよう。たとえば、摩耗ブ
ラシの検出に使用される信号は、励磁に用いられる直流
電圧、検漏に用いられる電圧、又は摩耗ブラシ検出器の
ために特に設けた重畳源であっても良い。さらに、典型
的にはこの種の集電装置のための既存の静止励MImに
よって付勢電圧を供給しても良い。したがって、開示し
た特定の構成は、本発明の技術的範囲に関し、例示であ
って限定的な例ではなく、本発明の技術的範囲は請求項
の記載された事項及びその均等物によって定められる。
横断面図である。 第2図は、第1図の集電装置ハウスの側面図である。 第3図は、マガジン形ブラシホルダの斜視図である。 第4図は、本発明のff耗ブラシ検出器を備えたブラシ
ボックスの側面図である。 第5図は、第4図のV−V線の矢視図である。 第6図は、摩耗ブラシが在るブラシボノクスの側面図で
ある。 第7図は、本発明の摩耗ブラシ検出器の構成を示す略図
である。 第8図は、本発明の典型的な接触ストリップの略図であ
る。 [主要な参照符号の説明〕 10・・−シャフト 22・・・スリップリング 25・・・炭素ブラシ 28・・・ブラシホルダ 43・・・摩耗ブラシ検出器 52・・・フィンガ 55・・・ストリノフ゛ 61・・・絶縁ノフ 62・・・几 64・・一突出部又は接点 76・・・表示装置又は発光ダイオ
Claims (12)
- (1)回転自在なシャフトと、シャフトに軸方向に間隔
を置いて取り付けられていて該シャフトと共に回転でき
る少なくとも一つのスリップリングと、スリップリング
と摺動接触関係をなした状態でスリップリングの周りに
角度間隔を置いて支持された複数の静止炭素集電ブラシ
とを有し、該ブラシが、これらブラシの一部をスリップ
リングとの接触状態から一つずつ取り外しできるよう複
数の着脱自在なホルダ内に束ねられており、更に、着脱
自在なホルダのうち一つの中の束ねられた状態のブラシ
のうち少なくとも一つが所定量摩耗した時期を検知する
ための摩耗ブラシ検出器を有する回転電機において、前
記摩耗ブラシ検出器は、着脱自在なホルダに固定されて
いる導電性のある材料で作られたストリップと、ストリ
ップからこれとほぼ垂直方向に延びていて、着脱自在な
ホルダに設けられた孔に隣接して位置した少なくとも一
つのフィンガと、ストリップ側の端と反対側のフィンガ
の端設けられている電気的に絶縁されたノブとを有し、
該絶縁ノブは、ブラシのうち一つが着脱自在なホルダ内
に差し込まれると、ノブがブラシに接触してフィンガが
着脱自在なホルダから押し離され、ブラシのうち一つが
所定量摩耗すると、ブラシがノブから離脱してフィンガ
が着脱自在なホルダに接触し、それにより電気信号が発
生するよう孔を通って突出していることを特徴とする回
転電機。 - (2)ストリップとノブとの間でフィンガに突出部が設
けられ、該突出部は、着脱自在なホルダに向かって差し
向けられていて、ブラシのうち一つが所定量摩耗すると
、フィンガと着脱自在なホルダが互いに接触し易くする
ことを特徴とする請求項第(1)項記載の回転電機。 - (3)フィンガは着脱自在なホルダに向かう方向へ付勢
されていることを特徴とする請求項第(1)項記載の回
転電機。 - (4)摩耗ブラシ検出器は、一端がストリップに、他端
が電気的表示手段にそれぞれ接続されている導線を更に
有し、それにより、着脱自在なホルダが所定量摩耗する
と、電気信号がストリップから表示装置に伝送されるこ
とを特徴とする請求項第(1)項記載の回転電機。 - (5)摩耗ブラシ検出器は、一端がストリップに、他端
が電気的表示手段にそれぞれ接続されている導線を更に
有し、それにより、着脱自在なホルダにより保持されて
いるブラシのうち一つが所定量摩耗すると、電気信号が
ストリップから表示装置に伝送されることを特徴とする
請求項第(2)項記載の回転電機。 - (6)摩耗ブラシの電気的表示手段は複数の発光ダイオ
ードから成り、該ダイオードはそれぞれ、着脱自在な各
ホルダに対応した状態で所定の方法で配置され、それに
より、所定量摩耗したブラシを有する着脱自在なホルダ
の指示及び位置が表示されることを特徴とする請求項第
(5)項記載の回転電機。 - (7)電気的表示手段は、発光ダイオードの一つが動作
状態になると動作する可聴警報手段を更に有することを
特徴とする請求項第(6)項記載の回転電機。 - (8)回転自在なシャフトと、シャフトに軸方向に間隔
を置いて取り付けられていて該シャフトと共に回転でき
る一対のスリップリングと、スリップリングと摺動接触
関係をなした状態でスリップリングの周りに角度間隔を
置いて支持された複数の静止炭素集電ブラシとを有し、
該ブラシが、これらブラシの一部をスリップリングとの
接触状態から一つずつ取り外しできるよう複数の着脱自
在なホルダ内に束ねられており、更に、着脱自在なホル
ダのうち一つの中の束ねられた状態のブラシのうち少な
くとも一つが所定量摩耗した時期を検知するための摩耗
ブラシ検出器を有する発電機において、前記摩耗ブラシ
検出器は、着脱自在なホルダに固定されている導電性の
ある材料で作られた接触ストリップと、ストリップから
これとほぼ垂直方向に下方へ突出していて、それぞれが
、ブラシに設けられた複数の孔のそれぞれに対応関係で
隣接して位置した複数のフィンガと、接触ストリップ側
の端と反対側の各フィンガの端に設けられていて、対応
関係にある孔を通って突出している電気的に絶縁された
ノブと、接触ストリップと絶縁ノブとの間に位置すると
共にブラシに差し向けられた状態で各フィンガに設けら
れた接点とを有し、ブラシのうち一つが着脱自在なホル
ダ内に差し込まれると、ノブがブラシに接触してフィン
ガが着脱自在なホルダから押し離され、ブラシのうち一
つが所定量摩耗すると、ブラシがノブから離脱してフィ
ンガが着脱自在なホルダに接触し、それにより接触スト
リップが電気的に付勢されることを特徴とする発電機。 - (9)フィンガはブラシに向かう方向へ付勢されている
ことを特徴とする請求項第(8)項記載の発電機。 - (10)摩耗ブラシ検出器は、一端が接触ストリップに
、他端が電気的表示手段にそれぞれ接続されている導線
を更に有し、それにより、着脱自在なホルダに保持され
たブラシのうち一つが所定量摩耗すると、電気的に付勢
された接触ストリップから電気信号が表示手段に伝送さ
れることを特徴とする請求項第(9)項記載の発電機。 - (11)摩耗ブラシの電気的表示手段は、複数のブラシ
と対応関係で、即ち、それぞれのブラシに対し一つずつ
設けられると共に所定の方法で配置された複数の発光ダ
イオードから成り、それにより、ダイオードが電気的に
付勢された接触ストリップにより動作状態になると、所
定量摩耗したブラシを有する着脱自在なホルダの指示及
び位置が表示されることを特徴とする請求項第(10)
項記載の発電機。 - (12)電気的表示手段は、発光ダイオードの一つが動
作状態になると動作して、所定量摩耗したブラシの検知
時期を確実に指示する可聴警報手段を更に有することを
特徴とする請求項第(11)項記載の発電機。
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