WO2008148583A1 - Verfahren und diagnoseanlage zur überwachung eines schleifringsystems in elektromaschinen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a diagnostic system for monitoring a slip ring system in electrical machines, wherein the slip ring system comprises carbon brushes and brush holder and at least one slip ring. Moreover, the invention relates to a carbon brush with brush holder for slip ring systems.
- Slip ring systems enable power transmission between a stationary and a rotating electrical conductor in electrical machines. They consist of a holding device for the carbon brush, the brush holder, the carbon brush and the rotating part, the slip ring.
- the monitoring of slip ring systems of generators and turbogenerators in wind turbines is very complex, especially in adverse weather conditions or at exposed locations, such as in difficult to reach mountains or at sea (off-shore). Without monitoring, one has to expect longer failures of wind turbines.
- the monitoring of the contact system between carbon brush and slip ring usually takes place only on the degree of wear of carbon brushes.
- insulated sensor cables are integrated in the carbon brushes and on the other side there are microswitches on the side of the brush holders. Signaling of a possible imminent failure of the contact system is currently initiated on insulated sensor cables by contact with the slip ring surface.
- the protective sensor cable insulation must be ground down. The residues of the insulation can deposit themselves in the microscopic valleys and depressions and thus lead to early wear of the subsequent brushes.
- micro-switches can cause pollution due to the abrasion of the brushes relatively quickly and possibly no longer work properly.
- the invention is therefore based on the object, especially for generators in wind turbines at exposed locations to develop fault early detection methods and systems, with the help of the electrical transmission properties of the slip ring carbon brush system can be monitored and analyzed.
- the method for monitoring a Schleifringsys- system in electric machines wherein the slip ring system comprises carbon brushes and brush holder and at least one slip ring, characterized in that changes the energy transfer properties of the parallel carbon brushes are determined by measuring the temperature of the carbon brushes and / or by measuring the outgoing current, in which the measured analog values supplied to a software-controlled Meßwertauflehusungsaku, the processed there and digitized measurements to a software-controlled evaluation unit for generating storable data sets and error messages forwarded and then the error messages and relevant data are transferred to peripheral components.
- the diagnostic system for monitoring a slip ring system in electrical machines wherein the slip ring system comprises carbon brushes and brush holder and at least one slip ring comprises a carbon brush with temperature sensor and / or a current transformer, a measured value processing unit, an evaluation unit, a power supply and peripheral components.
- the carbon brush according to the invention with brush holder for slip ring systems is characterized in that the carbon brush and / or the brush holder is combined with at least one temperature sensor for measuring the brush temperature.
- An embodiment of the method according to the invention is characterized in that the temperature measurement is carried out by means of temperature sensors arranged on or in the carbon brushes.
- An advantageous embodiment provides. that the current measurement is carried out via a current transformer or a shunt, which provide an analog signal proportional to the current flowing in a power cable.
- the measured and processed input variables, temperature and current are evaluated with the aid of programmed mathematical operations and storable data sets are generated and errors are diagnosed.
- An advantageous embodiment of the method is characterized in that temperature-independent diagnostic values are calculated from the processed and digitized measured values in the evaluation unit, from the comparison of which transmission properties and wear conditions are derived.
- a refinement of the diagnostic system is characterized in that the peripheral components comprise a display unit, an operating unit, a radio transmission, a telecommunications unit, an interface to the control system, storage media, an interface connection and BUS connections.
- An embodiment of the diagnostic system provides that the current transformer is arranged in a current cable.
- the measured-value processing unit is integrated in the temperature sensor or arranged outside of it.
- thermosensor is connected via a sensor line and the current transformer via a sensor line with the Meßwertauflehusein- unit.
- An embodiment of the carbon brush according to the invention is characterized in that the temperature sensor is arranged in a brush body.
- thermosensor is glued in a bore in the brush body, wherein in the bore between the temperature sensor and the wall, an insulating sleeve is arranged.
- An embodiment of the carbon brush according to the invention is characterized in that the temperature sensor is positioned below a damping element which is arranged between the contact points of a plurality of outgoing current cables.
- the temperature sensor is positioned in or on the brush holder.
- a further embodiment of the carbon brush according to the invention is characterized in that at least one IR sensor is positioned as the temperature sensor.
- the diagnostic strategy resulting from the invention consists, in particular, in that the operating state of the carbon brushes is monitored by determining the temperature in the carbon brushes and the current intensity in the current cables of the carbon brushes.
- the temperature and the size of the flowing current are important parameters for the characterization of the operating state of the carbon brushes.
- the sensors used may be damaged by an overload of the carbon brushes or by other mechanical factors.
- These operating cases can be determined by a check with the specific measured data of the sensor, since the sensors in such a case no longer the exact values but due to their internal structure, the maximum value or the minimum value, which can also occur in the case of a conductor break in the supply line , Show .
- the temperatures of the parallel carbon brushes of a slip ring in contrast to the tempering Diffeces of the parallel carbon brushes on the other slip rings differ significantly.
- a temperature increase of the parallel brushes of a slip ring can be detected.
- Show it 1 shows a diagnostic system based on a temperature measurement in the carbon brush
- FIG. 3 shows a diagnostic system on the basis of a current measurement and a temperature measurement
- 13T shows a representation of the calculated average values in the undisturbed system
- 17T shows a representation of the measured current values and the measured temperatures at three slip rings of a faulty system
- 22T is a representation of the measured temperatures at three slip rings at a further disturbed
- FIG. 23T is an illustration of the calculated mean temperature values in the further disturbed system.
- Fig. 24T is an illustration of the diagnostic values in the other failed system.
- a diagnostic system in which the temperature of a carbon brush 1 is monitored. Due to the transfer of energy, the carbon brush 1 heats up in accordance with the flow of current through the carbon brush 1 and the friction on the slip ring 2. Since the energy transfer of a carbon brush 1 is limited, several parallel carbon brushes 1 for energy transfer one and the same slip ring can be used. Via a current cable 7, a connection point 8 and a supply line 9, the current flowing through the carbon brush 1 is conducted from or to a feed point 10. As a rule, this feed-in point 10 is an inverter.
- a temperature sensor 3 measures the temperature in the carbon brush 1.
- the measured data are transmitted via a sensor line 4 to a measured-value processing unit 11.
- the measured analog signals are converted into digital signals, where they can be filtered or adapted to the measuring range of an evaluation unit 12.
- the measurement signal conditioning can also take place directly in the temperature sensor 3, so that digital signals are already available from the temperature sensor 3.
- the prepared and measured input variables using mathematical formulas and evaluated arithmetic operations and generated storable records and error messages.
- the error messages and relevant data are then forwarded to the peripheral components display unit 14, control unit 15, radio transmission 16, telecommunications unit 17 (landline, GSM), connection to control technology 18, storage media 19, interface connection 20 and / or BUS connections 21.
- the temperature of the carbon brush 1 is measured for each additional carbon brush 1, which are arranged in parallel on the slip rings 2.
- a power supply 13 is used to generate the required operating voltages for the evaluation unit 11, the Perepheriekomponenten 14 to 21 and the temperature sensors 3.
- the display unit 14 allows the representation of operating conditions and thus provides important information for the operator of the diagnostic system, also allows an optical output , such as graphical output in the sense of a data logger or only text and numeric output of relevant values.
- the operating unit 15 is a keyboard via which the required inputs can be made.
- the connection to control system 18 results in the transmission of messages by means of potential-free or potential-affected contacts. For example, if an error is detected by the diagnostic system, a relay is actuated thereby closing a circuit. This circuit is evaluated in the control system.
- storage medium 19 for example, an SD card can be used.
- a further diagnostic system is shown in a schematic representation.
- this system no temperature measurement in the carbon brush 1, but a current measurement via a current transformer 5, which is also an analo ⁇
- a further diagnostic system is also shown in a schematic representation, in which simultaneously the temperature in the carbon brush 1 and the current flowing in the current cable 7 current measured by the current transformer 5 and fed as analog signals to the Meßwertauflehusungsaku 11, then the measured Large be prepared so that they can be processed in the evaluation unit 12 using mathematical formulas and arithmetic operations. As a result, storable data records and error messages are generated and the forwarding to the peripheral components 14 to 21 is initiated. Since the signals of the temperature sensor 3 and the current transformer 5 correlate with each other, a double functional reliability of the diagnostic system of FIG. 3 is given.
- FIG. 4 shows a schematic representation of a carbon brush 1 according to the invention, with which the temperature measurement during operation is possible.
- a bore 24 is introduced, in which in a Isolierhulle 25, the temperature sensor 3 is fixed by means of a bond 28.
- the energy transfer takes place.
- the analog quantities measured by the temperature sensor 3 are supplied via the sensor line 4 to a measured value processing unit 11, not shown here
- FIG. 5 shows a carbon brush 1 in which an oblique installation of the temperature sensor 3 has taken place.
- the advantage of this embodiment is that the temperature in the middle of the cross section of the carbon brush 1 can be measured.
- FIG. 6 A further embodiment of the carbon brush 1 according to the invention is shown in FIG. 6, the temperature sensor 3 is arranged under a damping element 26 in a franking.
- This embodiment of the carbon brush 1 can be used advantageously in particular when a plurality of current cables 7 are fastened via tamping contacts in the head region of the carbon brush 1, so that the introduction of further bores 24 (see FIGS. 4, 5) for receiving the temperature sensor 3 in the head region of the Brush body 23 could affect the strength.
- the embodiment of the carbon brush 1 according to FIG. 7 makes it possible to fix the height of the temperature sensor 3, so that advantageously the distance between the temperature sensor 3 and the contact point carbon brush slip ring is always constant. This ensures that the temperature sensor 3 and the slip ring 2 are not damaged.
- the fixing of the height of the temperature sensor 3 takes place at a height fixing 29th
- FIG. 8 Another embodiment is shown in FIG. 8.
- the carbon brush 1 is supported by a brush holder 22.
- a pressure finger 27 presses the carbon brush 1 on the slip ring 2.
- the temperature sensor 3 is here attached to the brush holder 22.
- the advantages of this design are primarily in the fact that no preparation of the carbon brush 1 is required. Thus, the useful life is virtually unlimited. It can also be made no contact with the slip ring 2 with worn carbon brush 1.
- FIG. 9 shows a further embodiment of the carbon brush 1 according to the invention with brush holder 22.
- the temperature measurement takes place without contact here by using IR sensors 30 or non-contact sensors of other systems. On the one hand, the temperature can be measured directly above the point of contact between carbon brush 1 and slip ring 2 or, secondly, the measurement is carried out by arranging the IR sensor 30 in the upper area of the brush body 23 or of the brush holder 22.
- the diagnostic system according to the invention has been tested on a wind turbine.
- the three-phase generator used there generates electricity, which is taken from the rotating part.
- the removal takes place via the slip ring system.
- the slip ring system has three slip rings (S2, S2, S3), on each of which four parallel carbon brushes (Bl, B2, B3, B4) are arranged, which contact the respective slip ring.
- the measurement of the temperature of the carbon brushes 1 and, in parallel, the measurement of the incoming current in the current transformer 5 was carried out. The measurement lasted over a day. Ten measurement points have been defined.
- FIGS. 10A to 12A show in the graph the measured brush current values.
- Figures 10T to 12T in which the simultaneously measured temperature values are shown in a graph, it can be seen that the brush current values and the temperature values correlate with each other. They are equivalent.
- the calculated mean values in the undisturbed system are shown in FIG . 13A and FIG. 13T, which also substantially correlate with each other.
- the calculated diagnostic values are shown in Figs. 14A and 14T.
- Disturbed slip ring system (interference of individual brushes)
- the failure of a single brush does not necessarily mean that the other remaining brushes together transmit the power of the failed brush.
- a carbon brush additionally takes over the power of the failed brush and the average temperature value of this phase can be identical to those of the adjacent phase.
- the temperature values of the parallel brushes 1 to 4 must be compared with each other.
- the curves according to FIGS. 15A to 17A and 15T to 17T show by way of example that a single brush has failed. This relates to the brush 1 of slip ring 1.
- the brush 4 of the slip ring 1 takes over the power of this brush with and has a temperature increase, which can be determined both by the measurement with the current transformer and with the temperature sensor. However, this is eliminated in FIGS.
- Disturbed system disurbances of a slip ring
- the temperatures of the parallel brushes of one slip ring may differ significantly from the temperatures of the parallel brushes on other slip rings. This can be seen in the curves according to FIGS. 21T, 22T and 23T.
- the temperatures of the slip ring 2 are about 20 K above those of slip ring 1 and about 15 K above those of slip ring 3. Due to the arrangement of the slip rings are always the temperatures of the parallel brushes that are closer to the windings of the generator, a higher Have temperature than the farther brushes. By comparing the mean values of the brush temperatures of different slip rings, a temperature increase of the parallel brushes of a slip ring can be detected.
- the average temperature values ( ⁇ St) for the individual slip rings can be determined as follows:
- the mean values are shown in FIG. 23T and the diagnostic values are graphically evaluated in FIG. 24T.
- the increased mean value of the slip ring 2 can be clearly seen in the evaluations of this example.
- Predefined system-dependent limit values allow the average values to be exceeded.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Diagnoseanlage zur Überwachung eines Schleifringsystems in Elektromaschinen, wobei das Schleifringsystem Kohlebürsten und Bürstenhalter sowie mindestens einen Schleifring umfasst. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Kohlebürste mit Bürstenhalter für Schleifringsysteme. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, besonders für Generatoren in Windkraftanlagen an exponierten Standorten Fehlerfrüherkennungsverfahren und -anlagen zu entwickeln, mit deren Hilfe die elektrischen Übertragungseigenschaften des Schleifring-Kohlebürsten-Systems überwacht und analysiert werden können. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zur Überwachung eines Schleifringsystems in Elektromaschinen, wobei das Schleifringsystem Kohlebürsten und Bürstenhalter sowie mindestens einen Schleifring umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Veränderungen der Energieübertragungseigenschaften der parallelen Kohlebürsten durch Messen der Temperatur der Kohlebürsten und/oder durch Messen des abflieβenden Stromes ermittelt werden, in dem die gemessenen analogen Werte einer softwaregesteuerten Messwertaufbereitungseinheit zugeführt, die dort aufbereiteten und digitalisierten Messwerte an eine softwaregesteuerte Auswerteeinheit zur Erzeugung von speicherbaren Datensätzen sowie Fehlermeldungen weitergeleitet und danach die Fehlermeldungen und relevanten Daten an Peripheriekomponenten übergeben werden.
Description
Verfahren und Diagnoseanlage zur Überwachung eines Schleifringsystems in Elektromaschinen
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Diagnoseanlage zur Überwachung eines Schleifringsystems in Elektromaschinen, wobei das Schleifringsystem Kohlebürsten und Bürstenhalter sowie mindestens einen Schleifring um- fasst. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Kohlebürste mit Bürstenhalter für Schleifringsysteme .
Schleifringsysteme ermöglichen die Stromübertragung zwischen einem ortsfesten und einem rotierenden elektrischen Leiter in elektrischen Maschinen. Sie bestehen aus einer Haltevorrichtung für die Kohlebürste, dem Bürstenhalter, der Kohlebürste und dem rotierenden Teil, dem Schleifring.
Moderne Drehstromgeneratoren größerer Leistung benötigen für die Energieübertragung auf den Rotor mehrere parallel geschaltete Kohlebürsten. Durch Störungen im System können sich die Übertragungseigenschaften dieser parallelen Bürsten nachteiligerweise verändern.
Die Überwachung von Schleifringsystemen von Generatoren und Turbogeneratoren in Windkraftanlagen gestaltet sich sehr aufwändig, insbesondere bei widrigen Wetterverhältnissen oder an exponierten Standorten, wie z.B. auf schwer zugänglichen Bergen oder auf See (Off-shore) . Ohne eine Überwachung muss man mit längeren Ausfällen der Windkraftanlagen rechnen. Die Überwachung des Kontaktsystemes zwischen Kohlebürste und Schleifring erfolgt üblicherweise nur über den Abnutzungsgrad der Kohlebürsten. Zum einen sind in den Kohlebürsten isolierte Sensorkabel integriert und zum anderen befinden sich seitlich an den Bürstenhaltern Mikroschalter .
Eine Signalisierung eines möglichen bevorstehenden Ausfalls des Kontaktsystemes wird derzeit bei den isolierten Sensorkabeln durch Kontaktgabe mit der Schleifringoberfläche ausgelöst. Bevor jedoch eine Kontaktierung möglich ist, muss die schützende Sensorkabelisolierung abgeschliffen werden. Die Rückstände der Isolation können sich dabei in den mikroskopischen Tälern und Vertiefungen ablagern und somit zum frühen Verschleiß der nachfolgenden Bürsten führen. Bei der Überwachung mit Mikroschaltern können infolge des Abriebs der Kohlebürsten diese relativ schnell verschmutzen und gegebenenfalls nicht mehr einwandfrei arbeiten.
Nachteilig ist bei beiden Systemen, dass nur der Verschleißzustand überwacht werden kann. Eine Bewertung der elektrischen Übertragungseigenschaften des Kontaktsystems, mit deren Hilfe ein stärkerer Verschleiß zu erkennen ist, ist derzeit nicht möglich. Hinzu kommt, dass durch erhöhte Bürstenfeuerneigung aber auch durch schwergängige bzw. verkantete Kohlebürsten das Kontaktsystem schneller verschleißen kann bzw. auch bei intakten Kohlebürsten ausfallen kann .
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, besonders für Generatoren in Windkraftanlagen an exponierten Standorten Fehlerfrüherkennungsverfahren und -anlagen zu entwickeln, mit deren Hilfe die elektrischen Übertragungseigenschaften des Schleifring-Kohlebürsten-Systems überwacht und analysiert werden können.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 6 und 11.
So ist das Verfahren zur Überwachung eines Schleifringsys- tems in Elektromaschinen, wobei das Schleifringsystem Kohlebürsten und Bürstenhalter sowie mindestens einen Schleifring umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Veränderungen
der Energieübertragungseigenschaften der parallelen Kohlebürsten durch Messen der Temperatur der Kohlebürsten und/oder durch Messen des abfließenden Stromes ermittelt werden, in dem die gemessenen analogen Werte einer softwaregesteuerten Messwertaufbereitungseinheit zugeführt, die dort aufbereiteten und digitalisierten Messwerte an eine softwaregesteuerte Auswerteeinheit zur Erzeugung von speicherbaren Datensätzen sowie Fehlermeldungen weitergeleitet und danach die Fehlermeldungen und relevanten Daten an Peripheriekomponenten übergeben werden.
Die Diagnoseanlage zur Überwachung eines Schleifringsystems in Elektromaschinen, wobei das Schleifringsystem Kohlebürsten und Bürstenhalter sowie mindestens einen Schleifring umfasst, umfasst eine Kohlebürste mit Temperatursensor und/oder einen Stromwandler, eine Messwertaufbereitungseinheit, eine Auswerteeinheit, eine Stromversorgung und Peripheriekomponenten .
Die erfindungsgemäße Kohlebürste mit Bürstenhalter für Schleifringsysteme ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste und/oder der Bürstenhalter mit mindestens einem Temperatursensor zur Messung der Bürstentemperatur kombiniert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben .
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung mittels an oder in den Kohlebürsten angeordnete Temperatursensoren durchgeführt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor. dass die Strommessung über einen Stromwandler oder einen Shunt erfolgt,
die ein analoges Signal bereitstellen, das dem in einem Stromseil abfließenden Strom proportional ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden die gemessenen und aufbereiteten Eingangsgrößen Temperatur und Strom mit Hilfe programmierter mathematischer Operationen ausgewertet sowie speicherbare Datensätze erzeugt und Fehler diagnostiziert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass aus den aufbereiteten und digitalisierten Messwerten in der Auswerteeinheit temperaturunabhängige Diagnosewerte errechnet werden, aus deren Vergleich untereinander Übertragungseigenschaften und Verschleißzustände abgeleitet werden.
Eine Weiterbildung der Diagnoseanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Peripheriekomponenten eine Anzeigeeinheit, eine Bedieneinheit, eine funktechnische Übertragung, eine Telekommunikationseinheit, eine Aufschaltung auf Leittechnik, Speichermedien, eine Schnittstellenanbindung und BUS-Anbindungen umfassen.
Eine Ausgestaltung der Diagnoseanlage sieht vor, dass der Stromwandler in einem Stromseil angeordnet ist.
In einer Weiterbildung der Diagnoseanlage ist die Messwert- aufbereitungseinheit im Temperatursensor integriert oder außerhalb desselben angeordnet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Temperatursensor über eine Sensorleitung und der Stromwandler über eine Sensorleitung mit der Messwertaufbereitungsein- heit verbunden ist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kohlebürste ist dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor in einem Bürstenkörper angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Temperatursensor in einer Bohrung im Bürstenkörper eingeklebt ist, wobei in der Bohrung zwischen Temperatursensor und Wandung eine Isolierhülse angeordnet ist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kohlebürste ist dadurch gekennzeichnet, dass das der Temperatursensor unterhalb eines Dämpfungselementes, das zwischen den Kontaktstellen mehrerer abgehender Stromseile angeordnet ist, positioniert ist.
In einer Weiterbildung ist der Temperatursensor im oder am Bürstenhalter positioniert.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kohlebürste ist dadurch gekennzeichnet, dass als Temperatursensor mindestens ein IR-Sensor positioniert ist.
Die sich aus der Erfindung ergebende Diagnosestrategie besteht insbesondere darin, dass der Betriebszustand der Kohlebürsten über die Bestimmung der Temperatur in den Kohlebürsten und der Stromstärke in den Stromseilen der Kohlebürsten überwacht wird. Die Temperatur und die Größe des fließenden Stromes sind wichtige Parameter für die Charakterisierung des Betriebszustandes der Kohlebürsten.
Es zeigte sich, dass die Betriebstemperaturen von Schleifringsystemen in elektrischen Maschinen nicht als konstant angesehen werden können. Aufgrund der elektrischen Belastung sowie unterschiedlicher Drehzahlen können die momentanen Temperaturen erheblich über bzw. unter den durchschnittlichen Temperaturen des Schleifringsystems, insbe-
sondere der Kohlebürsten liegen. Aus diesem Grunde lässt sich eine Diagnose der Übertragungseigenschaften und des Verschleißzustandes der Kohlebürsten nicht nur anhand von konkreten Temperaturen durchführen. Für die Diagnose der Übertragungseigenschaften und der Restnutzungsdauer der Kohlebürsten und Schleifringe wird gemäß der Erfindung ein temperaturunabhängiger Diagnosewert für jeden Schleifring sowie für jede Kohlebürste aus den gemessenen Temperaturbzw. Stromstärkewerten berechnet. Mit Hilfe dieser Diagnosewerte und dem Vergleich der Diagnosewerte untereinander sind vorteilhafterweise Abschätzungen zu den Übertragungseigenschaften sowie zu den Verschleißzuständen möglich. Für die Diagnose sind folgende Diagnoseschritte erforderlich:
1. Überprüfung, ob die zulässigen Betriebstemperaturen der eingesetzten Sensoren über- bzw. unterschritten wurden;
2. Ermittlung der Temperaturmittelwerte der parallelen Kohlebürsten eines Schleifringes und Vergleich mit den Mittelwerten der Schleifringe der anderen Phasen;
3. Auswertungen zu den Temperaturabweichungen der parallelen Kohlebürsten eines Schleifringes.
Während des Betriebes der Schleifringsysteme können die eingesetzten Sensoren durch eine Überlastung der Kohlebürsten oder aber auch durch andere mechanische Faktoren beschädigt werden. Diese Betriebsfälle können durch eine Überprüfung mit den spezifischen gemessenen Daten des Sensors festgestellt werden, da die Sensoren in solch einem Fall nicht mehr die exakten Werte sondern aufgrund ihres inneren Aufbaus den Maximalwert bzw. den Minimalwert, der auch bei einem Leiterbruch in der Zuleitung entstehen kann, anzeigen .
Durch ungleichmäßigen Verschleiß der Kohlebürsten oder durch Beschädigungen können die Temperaturen der parallelen Kohlebürsten eines Schleifringes im Gegensatz zu den Tempe-
raturen der parallelen Kohlebürsten auf den anderen Schleifringen erheblich abweichen. Durch Vergleich der Mittelwerte der Bürstentemperaturen unterschiedlicher Schleifringe lässt sich eine Temperaturerhöhung der parallelen Bürsten eines Schleifringes nachweisen.
Durch Vergleich der Mittelwerte der Bürstentemperaturen lassen sich jedoch nicht stromlos mitlaufende Kohlebürsten diagnostizieren. Durch den Ausfall einer einzelnen Bürste muss es nicht zwangsläufig dazu führen, dass die anderen verbleibenden Bürsten gemeinsam den Strom der ausgefallenen Kohlebürste übertragen. Im Extremfall übernimmt eine Kohlebürste zusätzlich den Strom der ausgefallenen Bürste und der Temperaturmittelwert dieser Phase kann identisch mit denen benachbarter Phasen sein. Um diese Fehler auszuwerten, müssen die Temperaturwerte der parallelen Bürsten miteinander verglichen werden. Im Temperaturmittelwert der parallelen Kohlebürsten eines Schleifringes geht dies jedoch unter und lässt sich erst durch einen Bürstentemperaturver- gleich der parallelen Bürsten eines Schleifringes diagnostizieren. Dafür ist ein temperaturunabhängiger Diagnosewert erforderlich, der durch eine Differenz- bzw. Quotientenbildung berechnet werden kann.
Damit wird eine effiziente Planung der Wartungsarbeiten für elektrische Maschinen mit Schleifringsystemen, insbesondere für Windkraftgeneratoren, in Off-shore-Anlagen oder Anlagen in schwer zugänglichen Gebieten erreicht. Das erhöht die Akzeptanz der Betreiber für dieses neue System und berücksichtigt weitere zukünftige Anforderungen an die Diagnosestrategie .
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Diagnoseanlage auf der Basis einer Temperaturmessung in der Kohlebürste,
Fig. 2 eine Diagnoseanlage auf der Basis einer Stromstärkemessung im Stromseil,
Fig. 3 eine Diagnoseanlage auf der Basis einer Stromstärkemessung und einer Temperaturmessung,
Fig. 4 eine Kohlebürste mit eingeklebtem Temperatursensor,
Fig. 5 eine Kohlebürste mit schräg eingeklebtem Temperatursensor,
Fig. 6 eine Kohlebürste mit unter einem Dämpfungselement positioniertem Temperatursensor,
Fig. 7 eine Kohlebürste mit einer Höhenfixierung des Temperatursensors,
Fig. 8 eine Kohlebürste mit Bürstenhalterung und Positionierung des Temperatursensors an der Bürstenhalterung,
Fig. 9 eine Kohlebürste mit Bürstenhalterung und IR-
Sensoren zur Temperaturmessung im Schleifbereich und Bürstenhalterung,
Fig. 10T bis
Fig. 12T eine Darstellung der gemessenen Temperaturen an drei Schleifringen eines ungestörten Systems,
Fig. 10A
bis
Fig. 12A eine Darstellung der gemessenen Stromwerte eines ungestörten Systems,
Fig. 13A und
Fig. 13T eine Darstellung der berechneten Mittelwerte im ungestörten System,
Fig. 14A und
Fig. 14T eine Darstellung der Diagnosewerte im ungestörten System,
Fig. 15A bis
Fig. 17A und
Fig. 15T bis
Fig. 17T eine Darstellung der gemessenen Stromwerte und der gemessenen Temperaturen an drei Schleifringen eines gestörten Systems,
Fig. 18A und
Fig. 18T eine Darstellung der berechneten Mittelwerte im gestörten System,
Fig. 19A und
Fig. 19T eine Darstellung der Diagnosewerte im gestörten System,
Fig. 2OT
bis
Fig. 22T eine Darstellung der gemessenen Temperaturen an drei Schleifringen an einem weiteren gestörten
System,
Fig. 23T eine Darstellung der berechneten Temperaturmittelwerte in dem weiteren gestörten System und
Fig. 24T eine Darstellung der Diagnosewerte in dem weiteren gestörten System.
In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Diagnoseanlage dargestellt, bei der die Temperatur einer Kohlebürste 1 überwacht wird. Die Kohlebürste 1 schleift auf einem Schleifring 2. Aufgrund der Energieübertragung erwärmt sich die Kohlebürste 1 entsprechend des Stromflusses durch die Kohlebürste 1 sowie durch die Reibung auf dem Schleifring 2. Da die Energieübertragung einer Kohlebürste 1 begrenzt ist, müssen mehrere parallele Kohlebürsten 1 zur Energieübertragung auf ein und demselben Schleifring verwendet werden. Über ein Stromseil 7, einem Anschlusspunkt 8 und über eine Zuleitung 9 wird der durch die Kohlebürste 1 fließende Strom von oder zu einen Einspeisepunkt 10 geleitet. In aller Regel ist dieser Einspeisepunkt 10 ein Umrichter. Ein Temperatursensor 3 misst die Temperatur in der Kohlebürste 1. Die Messdaten werden über eine Sensorleitung 4 einer Messwertaufbereitungseinheit 11 übermittelt. Hier werden die gemessenen analogen Signale in digitale Signale umgewandelt, können dort gefiltert oder an den Messbereich einer Auswerteeinheit 12 angepasst werden. Alternativ kann die Messsignalaufbereitung auch direkt im Temperatursensor 3 erfolgen, so dass bereits digitale Signale ab dem Temperatursensor 3 zur Verfügung stehen.
In der Auswerteeinheit 12 werden die aufbereiteten und gemessenen Eingangsgrößen mit Hilfe mathematischer Formeln
und Rechenoperationen ausgewertet und speicherbare Datensätze sowie Fehlermeldungen erzeugt. Die Fehlermeldungen sowie relevante Daten werden danach an die Peripheriekomponenten Anzeigeeinheit 14, Bedieneinheit 15, funktechnische Übertragung 16, Telekommunikationseinheit 17 (Festnetz, GSM) , Aufschaltung auf Leittechnik 18, Speichermedien 19, Schnittstellenanbindung 20 und/oder BUS-Anbindungen 21 weitergeleitet .
Die Messung der Temperatur der Kohlebürste 1 erfolgt für jede weitere Kohlebürste 1, die parallel auf den Schleifringen 2 angeordnet sind. Eine Stromversorgung 13 dient der Erzeugung der erforderlichen Betriebsspannungen für die Auswerteeinheit 11, die Perepheriekomponenten 14 bis 21 und die Temperatursensoren 3. Die Anzeigeeinheit 14 ermöglicht die Darstellung von Betriebszuständen und liefert damit wichtige Informationen für den Betreiber der Diagnoseanlage, ermöglicht darüber hinaus, eine optische Ausgabe, wie zum Beispiel grafische Ausgaben im Sinne eines Datenloggers oder nur Text- und Zahlenausgabe relevanter Werte. Die Bedieneinheit 15 ist eine Tastatur, über die die erforderlichen Eingaben vorgenommen werden können. Durch die Auf- schaltung auf Leittechnik 18 erfolgt die Übergabe von Meldungen mittels potenzialfreier oder potenzialbehafteter Kontakte. Wenn beispielsweise durch das Diagnosesystem ein Fehler festgestellt wird, wird dadurch ein Relais betätigt und schließt einen Stromkreis. Dieser Stromkreis wird in der Leittechnik ausgewertet.
Als Speichermedium 19 kann beispielsweise eine SD-Karte eingesetzt werden.
In Fig. 2 ist in schematischer Darstellung eine weitere Diagnoseanlage dargestellt. Bei dieser Anlage erfolgt keine Temperaturmessung in der Kohlebürste 1, sondern eine Strommessung über einen Stromwandler 5, der ebenfalls ein analo¬
ll
ges Signal bereitstellt, das proportional zu dem in dem Stromseil 7 fließenden Strom ist und das über eine Sensorleitung 6 der Messwertaufbereitungseinheit 11 bereitgestellt wird. Die weitere Verarbeitung der gemessenen analogen Signale erfolgt wie unter Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 3 ist in ebenfalls schematischer Darstellung eine weitere Diagnoseanlage dargestellt, bei der gleichzeitig die Temperatur in der Kohlebürste 1 und der im Stromseil 7 fließende Strom mittels des Stromwandlers 5 gemessen und als analoge Signale der Messwertaufbereitungseinheit 11 zugeführt werden, in der dann die gemessenen Großen so aufbereitet werden, dass sie in der Auswerteeinheit 12 mit Hilfe mathematischer Formeln und Rechenoperationen verarbeitet werden können. Im Ergebnis werden speicherbare Datensatze und Fehlermeldungen erzeugt und die Weiterleitung an die Peripheriekomponenten 14 bis 21 veranlasst. Da die Signale des Temperatursensors 3 und des Stromwandlers 5 miteinander korrelieren, ist eine doppelte Funktionssicherheit der Diagnoseanlage gemäß Fig. 3 gegeben.
In Fig. 4 ist in schematischer Darstellung eine erfindungs- gemaße Kohlebürste 1 dargestellt, mit der die Temperaturmessung bei laufendem Betrieb möglich ist. Der besseren Übersicht wegen wurde ein Bürstenhalter 22, wie auch in Fig. 5, 6 und 7, hier nicht gesondert dargestellt. In einem Burstenkorper 23 ist eine Bohrung 24 eingebracht, in die in einer Isolierhulle 25 der Temperatursensor 3 mittels einer Klebung 28 fixiert ist. Über den Burstenkorper 23 und das Stromseil 7 erfolgt die Energieübertragung. Die vom Temperatursensor 3 gemessenen analogen Großen werden über die Sensorleitung 4 einer hier nicht dargestellten Messwertaufbereitungseinheit 11 zugeführt
In Fig. 5 ist eine Kohlebürste 1 dargestellt, bei der ein Schrägeinbau des Temperatursensors 3 erfolgt ist. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass die Temperatur in der Mitte des Querschnittes der Kohlebürste 1 gemessen werden kann .
Eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kohlebürste 1 ist in Fig. 6 dargestellt, der Temperatursensor 3 ist unter einem Dämpfungselement 26 in einer Freimachung angeordnet. Diese Ausgestaltung der Kohlebürste 1 ist insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn mehrere Stromseile 7 über Stampfkontakte im Kopfbereich der Kohlebürste 1 befestigt sind, so dass das Einbringen von weiteren Bohrungen 24 {siehe Fig. 4, 5) für die Aufnahme des Temperatursensors 3 im Kopfbereich des Bürstenkörpers 23 die Festigkeit beeinträchtigen könnte .
Die Ausführung der Kohlebürste 1 gemäß Fig. 7 ermöglicht es, die Höhe des Temperatursensors 3 zu fixieren, so dass vorteilhafterweise der Abstand zwischen dem Temperatursensor 3 und der Kontaktstelle Kohlebürste-Schleifring immer konstant ist. Dadurch ist sicher gestellt, dass der Temperatursensor 3 und der Schleifring 2 nicht beschädigt werden. Die Fixierung der Höhe des Temperatursensors 3 erfolgt an einer Höhenfixierung 29.
Eine weitere Ausgestaltung ist in Fig. 8 dargestellt. Die Kohlebürste 1 wird von einem Bürstenhalter 22 gehaltert. Ein Druckfinger 27 drückt hierbei die Kohlebürste 1 auf den Schleifring 2. Der Temperatursensor 3 ist hier am Bürstenhalter 22 befestigt. Die Vorteile dieser Ausführung liegen vorrangig darin, dass keine Präparierung der Kohlebürste 1 erforderlich ist. Damit ist die Nutzungsdauer praktisch unbegrenzt. Es kann auch kein Kontakt mit dem Schleifring 2 bei verschlissener Kohlebürste 1 erfolgen.
In Fig. 9 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kohlebürste 1 mit Bürstenhalter 22 dargestellt. Die Temperaturmessung erfolgt hier berührungslos durch Einsatz von IR-Sensoren 30 bzw. berührungslosen Sensoren anderer Systeme. Zum einen kann die Temperatur direkt über der Kontaktstelle zwischen Kohlebürste 1 und Schleifring 2 gemessen oder zum anderen erfolgt die Messung durch Anordnung des IR-Sensors 30 im oberen Bereich des Bürstenkörpers 23 bzw. des Bürstenhalters 22.
Die erfindungsgemäße Diagnoseanlage ist an einer Windkraftanlage getestet worden. Der dort eingesetzte Drehstromgenerator erzeugt Elektroenergie, die vom rotierenden Teil entnommen wird. Die Entnahme erfolgt über das Schleifringsys- tem. Das Schleifringsystem weist drei Schleifringe (S2, S2, S3) auf, auf denen je vier parallele Kohlebürsten (Bl, B2, B3, B4) angeordnet sind, die den jeweiligen Schleifring kontaktieren. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Diagnoseanlage erfolgte die Messung der Temperatur der Kohlebürsten 1 und parallel dazu die Messung des im Stromwandler 5 ankommenden Stromes. Die Messung erstreckte sich über einen Tag. Es wurden zehn Messpunkte festgelegt.
Beispiel 1
Überwachung eines ungestörten Systems
Fig. 10A bis Fig. 12A zeigen in der Grafik die gemessenen Bürstenstromwerte . Durch Vergleich mit Fig. 10T bis 12T, bei der die gleichzeitig gemessenen Temperaturwerte in einer Grafik dargestellt sind, ist zu erkennen, dass die Bürstenstromwerte und die Temperaturwerte miteinander korrelieren. Sie sind äquivalent. Die berechneten Mittelwerte im ungestörten System sind in Fig = 13A und Fig. 13T dargestellt, die im Wesentlichen auch miteinander korrelieren.
Die errechneten Diagnosewerte sind in Fig. 14A und Fig. 14T dargestellt.
Aus den gemessenen und berechneten Kurvenverläufen sind keine Störungen erkennbar.
Beispiel 2
Gestörtes Schleifringsystem (Störungen einzelner Bürsten)
Der Ausfall einer einzelnen Bürste muss nicht zwangsläufig dazu führen, dass die anderen verbleibenden Bürsten gemeinsam den Strom der ausgefallenen Bürste übertragen. Im Extremfall übernimmt eine Kohlebürste zusätzlich den Strom der ausgefallenen Bürste und der Temperaturmittelwert dieser Phase kann identisch mit denen der benachbarten Phase sein. Um diese Fehler auszuwerten, müssen die Temperaturwerte der parallelen Bürsten 1 bis 4 miteinander verglichen werden. Die Kurvenverläύfe gemäß Fig. 15A bis Fig.l7A und Fig. 15T bis Fig. 17T zeigen beispielhaft, dass eine einzelne Bürste ausgefallen ist. Das betrifft die Bürste 1 von Schleifring 1. Die Bürste 4 des Schleifringes 1 übernimmt den Strom dieser Bürste mit und weist eine Temperaturerhöhung auf, die sowohl über die Messung mit dem Stromwandler als auch mit dem Temperatursensor feststellbar ist. In Fig. 18A und Fig. 18T geht dies jedoch unter und lässt sich erst durch einen Bürstentemperaturvergleich oder Stromvergleich der parallelen Bürsten eines Schleifringes diagnostizieren. Dafür ist ein temperaturunabhängiger Diagnosewert erforderlich, der durch eine Differenz bzw. durch Quotientenbildung ermittelt werden kann. Dieser Diagnosewert (Dm) kann mit vorher festgelegten systembedingten Grenzen verglichen werden. Die Diagnosewerte sind dargestellt in Fig. 19A und Fig. 19T.
Om = Tsxsy - Tsxεg (4)
bzw .
(5)
(Erklärung der Symbole in Beispiel 3)
Beispiel 3
Gestörtes System (Störungen eines Schleifringes)
Durch ungleichmäßigen Verschleiß der Bürsten oder durch Beschädigungen können die Temperaturen der parallelen Bürsten eines Schleifringes im Gegensatz zu den Temperaturen der parallelen Bürsten auf anderen Schleifringen erheblich abweichen. In den Kurven gemäß Fig. 21T, Fig. 22T und Fig. 23T ist dies zu erkennen. Die Temperaturen des Schleifringes 2 liegen ca. 20 K über denen von Schleifring 1 und ca. 15 K über denen von Schleifring 3. Aufgrund der Anordnung der Schleifringe werden immer die Temperaturen der parallelen Bürsten, die näher an den Wicklungen des Generators liegen, eine höhere Temperatur aufweisen als die weiter entfernt angeordneten Bürsten. Durch Vergleich der Mittelwerte der Bürstentemperaturen unterschiedlicher Schleifringe lässt sich eine Temperaturerhöhung der parallelen Bürsten eines Schleifringes nachweisen.
Die Temperaturmittelwerte ( ^St ) für die einzelnen Schleifringe können, wie folgt ermittelt werden:
Tsx Tenφeraniπ-urtehvert Schleifring s
T5XB1 Temperatur der Bürste 1 von Schleifring x n Anzahl der Bärsten x Kummet de? Schleühsges 1. 2.
Nach der Ermittlung der Temperaturmittelwerte aller Schleifringe müssen diese miteinander verglichen werden. Durch eine Differenz- bzw. Quotientenbildung erhält man einen temperaturunabhängigen Diagnosewert (Dm) , der mit vorher festgelegten Grenzen verglichen werden kann.
D temperatunmabhangiger Diagnoseweit
OT Anzahl der Diagnosewerte y 0, L 2, 3, usw.
∑ 0. L 2, 3, usw.
In Fig. 23T sind die Mittelwerte und in Fig. 24T die Diagnosewerte in grafischer Auswertung dargestellt. Der erhöhte Mittelwert des Schleifringes 2 ist in den Auswertungen dieses Beispiels deutlich zu erkennen. Durch vorher festgelegte systemabhängige Grenzwerte lässt sich eine Überschreitung der Mittelwerte diagnostizieren.
Bezugszeichenliste
1 Kohlebürste
2 Schleifring
3 Temperatursensor
4 Sensorleitung
5 Stromwandler
6 Sensorleitung
7 Stromseil
8 Anschlusspunkt Stromseil
9 Zuleitung Einspeisung
10 Einspeisepunkt
11 Messwertaufbereitungseinheit
12 Auswerteeinheit
13 Stromversorgung
14 Anzeigeeinheit
15 Bedieneinheit
16 Funktechnische Übertragung
17 Telekommunikationseinheit
18 Aufschaltung auf Leittechnik
19 Speichermedien
20 Schnittstellen-Anbindung
21 BUS-Anbindung
22 Bürstenhalter
23 Bürstenkörper
24 Bohrung
25 Isolierhülse
26 Dämpfungselement
27 Druckfinger
28 Klebung
29 Höhenfixierung
30 IR-Sensor
Claims
1. Verfahren zur Überwachung eines Schleifringsystems in Elektromaschinen, wobei das Schleifringsystem Kohlebürsten (1) und Bürstenhalter (22) sowie mindestens einen Schleifring (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
Veränderungen der Energieübertragungseigenschaften der parallelen Kohlebürsten (1) durch Messen der Temperatur der Kohlebürsten (1) und/oder durch Messen des abfließenden Stromes ermittelt werden, in dem die gemessenen analogen Werte einer softwaregesteuerten Mess- wertaufbereitungseinheit (11) zugeführt, die dort aufbereiteten und digitalisierten Messwerte an eine softwaregesteuerte Auswerteeinheit (12) zur Erzeugung von speicherbaren Datensätzen sowie Fehlermeldungen weitergeleitet und danach die Fehlermeldungen und relevanten Daten an Peripheriekomponenten (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) übergeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung mittels an oder in den Kohlebürsten (1) angeordnete Temperatursensoren durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommessung über einen Stromwandler oder einen Shunt erfolgt, die ein analoges Signal bereitstellen, das dem in einem Stromseil (7) abfließenden Strom proportional ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und aufbereiteten Eingangsgrößen Temperatur und Strom mit Hilfe programmierter mathematischer Operationen ausgewertet sowie speicherbare Datensätze erzeugt und Fehler diagnostiziert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den aufbereiteten und digitalisierten Messwerten in der Auswerteeinheit (12) temperaturunabhängige Diagnosewerte errechnet werden, aus deren Vergleich untereinander Übertragungseigenschaften und Verschleißzustände abgeleitet werden.
6. Diagnoseanlage zur Überwachung eines Schleifringsys- tems in Elektromaschinen, wobei das Schleifringsystem Kohlebürsten (1) und Bürstenhalter (22) sowie mindestens einen Schleifring (2) umfasst, umfassend eine Kohlebürste (1) mit Temperatursensor (3) und/oder einen Stromwandler (5) , eine Messwertaufbereitungseinheit (11), eine Auswerteeinheit (12), eine Stromversorgung (13) und
Peripheriekomponenten (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) .
7. Diagnoseanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripheriekomponenten (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) eine Anzeigeeinheit (14) , eine Bedieneinheit (15) , eine funktechnische Übertragung (16), eine Telekommu- nikationseinheit (17), eine Aufschaltung auf Leittechnik (18) , Speichermedien (19) , eine Schnittstellenan- bindung (20) und/oder BUS-Anbindungen (21) umfassen.
8. Diagnoseanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromseil (7) durch einen Stromwandler (5) oder über einen Shunt geführt ist.
9. Diagnoseanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufbereitungseinheit (11) im Temperatursensor (3) integriert oder außerhalb desselben angeordnet ist.
10. Diagnoseanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (3) über eine Sensorleitung (4) und der Stromwandler (5) über eine Sensorleitung (6) mit der Messwertaufbereitungseinheit (11) verbunden ist .
11. Kohlebürste mit Bürstenhalter für Schleifringsysteme, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (1) und/oder der Bürstenhalter (22) mit mindestens einem Temperatursensor (3) zur Messung der Bürstentemperatur kombiniert ist.
12. Kohlebürste nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (3) in einem Bürstenkörper (23) angeordnet ist.
13. Kohlebürste nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (3) in einer Bohrung (24) im Bürstenkörper (23) eingeklebt ist, wobei in der Bohrung (24) zwischen Temperatursensor (3) und Wandung eine Isolierhülse (25) angeordnet ist.
14. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das der Temperatursensor (3) unterhalb eines Dämpfungselementes (26) , das zwischen den Kontaktstellen mehrerer abgehender Stromseile (7) angeordnet ist, positioniert ist.
15. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (3) im oder am Bürstenhalter (22) positioniert ist.
6. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Temperatursensor (3) mindestens ein IR-Sensor oder ein berührungsloser Sensor positioniert ist.
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