[發(fā)明專利]監(jiān)視一個以上電機元件狀態(tài)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910004464.2
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN110061597B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 羅伯特·S·卡特福斯
• 申請（專利權）人: 科茨福斯有限公司
• 主分類號: H02K11/20
• 分類號: H02K11/20;G01R31/34
• 代理公司: 上海和躍知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 侯聰

一種設置用來監(jiān)視電機刷架組件碳刷的監(jiān)視裝置，所述監(jiān)視裝置包括柔性傳感器和信號處理電路，所述信號處理電路用來處理從柔性傳感器接收的信號。所述柔性傳感器可以具有電阻，所述電阻基于柔性傳感器的曲率半徑變化，其中所述柔性傳感器的曲率半徑與彈簧的變形相關，所述彈簧的變形為碳刷與電機旋轉部件的接合提供力。信號處理電路可以連接到傳感器，并且可以對其進行設置，使用有關柔性傳感器可變電阻的信息確定碳刷磨損狀態(tài)的程度。

技術領域

本發(fā)明大體涉及監(jiān)視電刷和刷架組件的監(jiān)視系統(tǒng)，所述監(jiān)視系統(tǒng)可以用于電氣裝置和/或集電環(huán)組件。更加具體地本發(fā)明涉及使用柔性傳感器，監(jiān)視刷架組件中電刷磨損和/或電氣裝置集電環(huán)情況的監(jiān)視裝置、組件、系統(tǒng)和方法。

背景技術

電氣裝置中電刷的目的是將電流從靜觸點接通到動觸點，或者相反。電刷和刷架可以用在例如電氣裝置或滑動連接應用中，所述電氣裝置例如發(fā)電機、電機和/或集電環(huán)組件，所述滑動連接應用，例如旋轉機器上的集電環(huán)組件，例如回轉起重機或者單軌鐵路上的線性滑動連接。許多電氣裝置中的電刷是由導電材料制成的模塊或其他結構，所述材料例如石墨、碳石墨、人工石墨、金屬材料等，所述電刷適合于與一個導電平面或者多個導電平面接觸讓電流通過。電導線和電分流器從電刷延伸出來以向另一個導電部件的電刷提供電通路，或者從另一個部件的電刷提供電通路。

在一些設計中，在操作過程中，刷盒類型的刷架或者其他類型的刷架，可以用來支持電刷與電氣裝置移動接觸表面的接觸。可以設計電刷和刷盒，使得電刷能夠在刷盒內(nèi)滑動，在電刷和電刷所接觸的移動接觸表面之間提供連續(xù)的接觸。在操作過程中，異常情況和/或閾值情況可能發(fā)生，這些情況表明電氣裝置一個以上部件需要更換，電氣裝置一個以上部件需要檢查或者注意，以及/或者需要實施維護。例如，異常和/或閾值情況可能表明一個以上電刷、刷架、彈簧、分流、換向器、集電環(huán)和/或其他部件可能需要更換，個以上電刷、刷架、彈簧、分流、換向器、集電環(huán)和/或其他部件可能需要檢查，以及/或者可能需要實施維護。為了觀察異常情況和/或閾值情況的發(fā)生，監(jiān)視電氣裝置一個以上部件是具有優(yōu)勢的。進一步地，警告操作者和/或技術員，異常和/或閾值情況以及/或者計劃技術干預的發(fā)生是具有優(yōu)勢的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明指向使用柔性傳感器，監(jiān)視刷架組件中電刷磨損和/或電氣裝置集電環(huán)情況的監(jiān)視裝置、組件、系統(tǒng)和方法。因此，一個進行說明的實施例為設置用來監(jiān)視電機刷架組件碳刷的監(jiān)視裝置。監(jiān)視裝置可以包括柔性傳感器和信號處理電路，所述信號處理電路用來處理從柔性傳感器接收的信號。所述柔性傳感器可以具有電阻，所述電阻基于柔性傳感器的曲率半徑變化，其中所述柔性傳感器的曲率半徑與彈簧的變形相關，所述彈簧的變形為碳刷與電機旋轉部件的接合提供力。信號處理電路可以連接到傳感器，并且可以對其進行設置，使用有關柔性傳感器可變電阻的信息確定碳刷磨損狀態(tài)的程度。

另一個進行說明的實施例為，用來監(jiān)視與電機關聯(lián)的一個以上碳刷磨損狀態(tài)，和/或電機旋轉部件磨損狀態(tài)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括一個以上與電機和位置監(jiān)視器關聯(lián)的刷架組件，所述位置監(jiān)視器用來從一個以上刷架組件接收磨損狀態(tài)信息。每個刷架組件可以包括碳刷、緊鄰碳刷的彈簧、緊鄰所述彈簧定位的柔性傳感器和連接到柔性傳感器的磨損狀態(tài)監(jiān)視器。可以對所述彈簧進行設置來給碳刷提供力，使得所述碳刷接合電機的旋轉部件。柔性傳感器具有基于柔性傳感器曲率半徑可變電阻。所述曲率半徑表示碳刷的物理位置和/或運動。通過監(jiān)視碳刷的物理位置和/或運動，例如通過監(jiān)視與彎曲傳感器曲率半徑關聯(lián)的程度(例如，電阻、電壓、電流等)，可以確定碳刷的磨損狀態(tài)和/或電機旋轉部件的磨損狀態(tài)。可以對磨損狀態(tài)監(jiān)視器進行設置，使用柔性傳感器可變電阻來確定碳刷磨損狀態(tài)的程度。位置監(jiān)視器可以與一個以上所述電刷組件磨損狀態(tài)監(jiān)視器通信連接，用來接收有關一個以上所述電刷組件碳刷磨損狀態(tài)的信息，并且將一個以上所述碳刷的磨損狀態(tài)傳遞給使用者。

一種監(jiān)視電氣裝置一個以上部件磨損狀態(tài)的方法，可以包括從柔性傳感器獲得可變電阻值來檢測碳刷相對于電氣裝置旋轉部件的運動，可變電阻值與閾值進行比較來確定碳刷的磨損狀態(tài)，并且將所述碳刷磨損狀態(tài)的標示傳遞給使用者。