[发明专利]用于电刷磨损记录电路的开关

说明书

技术领域

本公开涉及用来在诸如电动机或交流发电机的电机中传输电流的电刷，更尤其涉及被设计以优先磨损的电刷。更具体而言，本发明涉及用于识别严重的电刷磨损的记录电路之中的开关。

背景技术

电刷装置(brush gear)机构被广泛地用在某些发动机、发电机、以及其它转动的电力机械中，以在固定零件和转动零件(换向器或滑环)之间传导电流。为了避免或尽量减小典型地由铜或黄铜构成的转动零件的磨损，电刷由诸如碳和石墨的柔软材料制成，以便于优先磨损。由于完全磨损的电刷可能引发导致机械零件故障的电弧，因而监控电刷磨损以确保电刷不磨损至超过最低限度是重要的。

一个公认的监控电刷磨损的方法为，将电刷组件安装于带有可视检查装置的电刷外壳中，使操作者能够进行检查。然而，由于人为因素，仍然发生机械故障。出于包括成本降低在内的其它原因，可能期望用自动化监控至少补充这样的监控。因此，发展了仪表化的电刷监控系统。

监控由电刷供给的激励电压是一种已知的监控电刷磨损的方法。例如，GB 1564384提供了监控激励电压的标志的方法，该标志针对由电刷电弧产生的不寻常的高能噪声尖峰。该方法通过使用连接到各电刷上的传感器并使用比较算法和过滤装置来分析数据，从而达成此目的。US 4451786和CA 1194112也教导了具有类似缺点的类似方法，这些缺点包括：监控故障情况(即电弧)而不是电刷磨损，因而该方法是反应性的，而不是预防性的。更多的缺点还包括这样的事实，即监控涉及复杂的标志过滤和解读，因而易出现错误。这些方法本身还缺乏利用一个传感器来监控多个电刷的能力。

JP6141513提供了另一种电刷监控方法，该方法利用电刷的电标志，仅依赖电枢电流的输入和电枢旋转数来计算电刷磨损。由于该方法并不直接测量或检测电刷磨损，因而该方法的精确度受到限制，并且，尽管分析简单，但每个受监控的电刷依然需要一个传感器。

大型机械典型地具有30个或更多的电刷，所以，为了改进本身的监控可靠性并简化维护和安装，具有尽可能少的传感器对于这些系统是有利的。因而，所引用教导的每个受监控的电刷均需有一个传感器的要求使所有以上的教导均有缺点。

DE 3417711A1提供了另一种能够监控多个电刷的磨损的电刷磨损监控系统。该系统的开关装置安装在各电刷支架上并包括偏向电刷上的旋转杆。该杆还包括触点，当电刷磨损时，该触点通过该杆的旋转运动而移向支持着电刷的电刷支架。当电刷磨损至某一点时，触点接触电刷支架。这具有闭合电刷磨损记录电路的效果，从而能够触发电刷磨损警报。

DE 8600934U1提供了另一种能够通过使用旋转臂来监控多个电刷的磨损的电刷磨损监控系统，该旋转臂随着电刷的磨损移动而旋转，从而在电刷磨损点闭合开关。

DE 19758235A1提供了另一种包括安装于电刷上的棒的电刷磨损监控系统。该系统使用的原理是当棒因电刷磨损而移动时传感器检测安装于棒上的源。该源被公开为磁化环，传感器为磁性液体传感器或光学液体传感器。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种改进后的开关，该开关用于触发针对电机的磨损电刷警报。

该目的通过本发明的一个优选实施例而达成。本说明书还包括其它有利的实施例。

本发明基于电容开关的通常构思，以通过安装于电刷上的标记来识别磨损电刷。该开关具有这样的优点，即，由于不要求物理的接触，因而开关记录电路在物理上独立于电刷电路且该开关不受一般在其中安装有电刷的电刷外壳内找到的污垢影响。相应地，一方面提供用于电刷磨损监控记录电路的开关，其中，该开关具有电容以及断开和闭合的状态。该开关具有固定零件和移动零件。固定零件具有带有表面的开关板，而移动零件包括电容性标记，该电容性标记安装于电刷上，以便于电容性标记在电刷磨损方向上随着电刷的磨损移动而移动，并且，该电容性标记包括具有表面的电容板。电容板表面和开关板表面基本上彼此平行，而将电容性标记在电刷上安装成使得电刷磨损使表面彼此接近，从而彼此面对以增加板之间的电容，由此改变开关状态。

在一个方面，电容板表面和开关板表面基本上平行于电刷磨损方向。

在一个方面，电容性标记与电刷绝缘，且开关形成为具有检测装置的交流供电的记录电路的一部分，该检测装置构造成通过检测源于到记录电路的供电且受开关的电容影响的频率来检测开关状态的改变。