[发明专利]旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如装设于汽车等的发电电动机等旋转电机。

背景技术

例如，发电机等旋转电机包括：具有电枢绕组的定子；具有励磁绕组的转子；以及能在设于励磁绕组的端部的集电环上滑动地压接配置并用于将来自电池的励磁电流供给至励磁绕组的电刷。

当电刷被磨损而将电刷与集电环的通电切断时，停止从电池朝励磁绕组的供电，旋转电机不能运转。在该情况下，为了使旋转电机再开始运转，必须更换电刷。

当装设旋转电机的装置运转时，若旋转电机不能运转，则装置自身可能会发生故障。特别地，在旋转电机装设于车辆的情况下，当因电刷的磨损而使旋转电机停止运转时，有时也会对车辆造成严重的损伤。

因此，将根据与预想的旋转电机的使用时间相对应的电刷的磨损量而导出的电刷的寿命相对于旋转电机的性能保证期间设定得足够长，以避免产生因电刷磨损而引起的旋转电机的异常运转停止。

然而，为了延长电刷的寿命，需增大电刷的长度，但若使电刷的长度增大，则会使旋转电机大型化而导致成本增加。

鉴于上述问题，提出了包括推算出电刷的磨损量来通知电刷的更换时期到来的装置的各种旋转电机。

现有的车用发电机的电刷磨损检测装置包括：对经由发电机的电刷而流至发电机的励磁绕组的电流值进行检测的电流检测电路；对发电机的输出电压值进行检测的输出电压检测电路；以及根据电流检测电路检测出的电流值或输出电压检测电路检测出的输出电压值来判断电刷的磨损状态的电刷磨损判断电路(例如参照专利文献1)。

电刷包括成对的电刷(＋)和电刷(－)，一对电刷分别被螺旋弹簧施力而被按压于集电环。

现有的车用发电机的电刷磨损检测装置在发动机开始旋转时对流至励磁绕组的初始励磁电流进行检测，并根据该初始励磁电流来判断电刷的磨损状态。

在现有的车用发电机的电刷磨损检测装置中，能根据电刷磨损判断电路的判断结果警示电刷已达到磨损极限，因此，能在电刷与集电环的通电被切断之前更换电刷，从而避免了因电刷磨损而引起的现有的车用发电机的异常运转停止。

另外，现有的旋转电动机的电刷监视装置包括：电流对应磨损量运算元件，该电流对应磨损量运算元件根据电流对磨损量的特性，求出与电枢电流检测值或和电枢电流相关的物理检测值相对应的电刷磨损量；以及转速对应磨损量运算元件，该转速对应磨损量运算元件根据转速对磨损量的特性，求出与电枢转速检测值或和电枢转速相关的物理检测量相对应的电刷磨损量，当将由上述运算元件运算出的电刷磨损量累积相加后获得的累积磨损量超过磨损极限时，发出警告(例如参照专利文献2)。

在现有的旋转电动机的电刷监视装置中，当累积磨损量超过磨损极限时，发出警告，因此，能在电刷与集电环的通电被切断之前更换电刷，从而避免了因电刷磨损而引起的现有的旋转电动机的异常运转停止。

另外，现有的伺服电动机的电刷磨损管理装置包括：对带电刷伺服电动机的启动次数进行计数的启动次数计数器；以及对带电刷伺服电动机的运转时间进行计数的运转时间计数器，不仅只考虑启动次数计数器及运转时间计数器中的一方，也考虑另一方来算出电刷的磨损量，当由算出的电刷的磨损量判断出电刷已达到寿命时，发出警告(例如专利文献3)。

在现有的伺服电动机的电刷磨损管理装置中，当判断为电刷已达到寿命时，发出警告，因此，能在电刷与集电环的通电被切断之前更换电刷，从而避免了因电刷磨损而引起的现有的伺服电动机的异常运转停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005－168214号公报

专利文献2：日本专利特开平6－141513号公报

专利文献3：日本专利特开昭62－155744号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

电刷的磨损进度因电刷的温度而不同，主要是电刷的温度越高，则因集电环与电刷的摩擦而使电刷越容易磨损，这点是众所周知的。

专利文献1所记载的现有的旋转电动机的电刷监视装置根据电流检测电路检测出的电流值或输出电压检测电路检测出的输出电压值来判断电刷的磨损状态，因此，当算出电刷的磨损量时，不能完全反映出因电刷的温度变动而引起的电刷的磨损进度的变动，因而不能求出准确的电刷的磨损量。另外，由于是在每次启动发动机时判断电刷的磨损量，因此，在发动机启动之后，不能在发动机运转过程中判断电刷的磨损量，因此，在发动机运转过程中即便电刷达到了磨损极限，也不警告，在现有的旋转电机连续持续运转较长时间的情况下，可能会因电刷的故障而使运转停止。