[实用新型]一种新型智能碳刷装置

说明书

本实用新型涉及一种新型智能碳刷装置，包括刷盒，刷盒内设有若干碳刷室，碳刷室内装有碳刷，碳刷后端设有顶推装置；碳刷室内壁贴设有金属极板，极板与碳刷间设有绝缘介质以形成电容器；碳刷室壁上设有温度传感器，碳刷的刷辫处设有电流强度传感器；极板的电容信号、温度传感器的温度信号和电流强度传感器的电流强度信号通过无线或有线发送方式传输到信号采集器进行采集、处理，再通过无线发送方式传输到监测终端或报警装置。本实用新型能够实现碳刷磨损量、碳刷温度和碳刷电流的实时监测、信号采集、信号无线传输等功能，提升碳刷装置的实用性和可靠性。

技术领域

本实用新型涉及安全监测技术领域，尤其涉及一种新型智能碳刷装置，可用于隐极式电机碳刷。

背景技术

现有发电机一般采用静态励磁系统，其中需要布置数量较多的碳刷以均匀地导通励磁电流，为保证碳刷均匀布置且固定可靠，大多采用组合式刷盒将3～4个碳刷固定在刷盒内，再将刷盒沿圆周方向对称装配于刷架上。当机组在正常运行过程中，由于集电环始终处于高速旋转运动，而刷盒(碳刷)处于静止状态，因此碳刷始终处于持续磨损的工况，同时会由于持续磨损产生高温过热，且可能会由于集电环振动导致每个碳刷磨损量不一致，也会由于碳刷与集电环接触不良好导致电流分配不均匀或接触面打火等现象。目前传统的碳刷维护一般由人工定期巡检的方式来实现，借助钳形电流表、手持式红外成像仪等工具对碳刷运行状态进行检测，由于人工检测操作费时费力且存在一定的风险性，人工采集的数据量有限，具有很大的随机性，无法实现对碳刷电气物理参数的实时监控，同时人工检测很容易由于观察不仔细造成故障遗漏，因此对机组长期可靠运行来说，人工巡检无法实现碳刷在线监测和故障早期预警，难以及时处理和排除安全隐患，给机组运行带来极大的安全隐患。

国家知识产权局于2018年11月23日公开了申请公布号为CN108879273A，名称为火力发电机碳刷温度电流和磨损在线监测仪的发明专利，公开了一种火力发电机碳刷温度电流和磨损在线监测仪，包括在每个碳刷的刷辫上设置电流强度传感器，采集每个碳刷的刷辫的电流强度；电流强度传感器经电流信号线与数据收集处理器连接；对应每个碳刷，设置温度传感器，将碳刷前端的温度信号传输入并进行计算；在每个碳刷内，设置磨损监测线，磨损监测线与碳刷之间绝缘；磨损监测线前端到碳刷前端的距离，小于刷辫前端到碳刷前端的距离；磨损监测线经磨损信号线与数据收集处理器连接，数据收集处理器通过有线连接或无线发送的方式，与数据接收及报警装置连接。但其存在以下问题：碳刷磨损线需提前预埋且特殊定制，结构较复杂且使用成本较高，若磨损线与碳刷之间绝缘不良可能会导致无法传送检测信号或磨损检测单元烧损；每个碳刷磨损线都需经磨损信号线单独引出，线缆较多易造成碰磨损坏，碳刷集电环装置处的操作空间极其有限，会导致安装接线工作量大且很难操作，并且碳刷维护更换时也需重新接线，易因人员操作失误导致接线不良；温度检测单元采用与碳刷直接接触的温度传感器，在集电环高速运转时，碳刷处会不断振动，可能会导致接触式温度传感器与碳刷振动摩擦甚至损坏传感器，测温准确性和可靠性有待考究。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足和问题，本实用新型将要解决的技术问题是设计一种新型智能碳刷装置，可用于隐极式电机碳刷，具有集成在线监测系统，通过刷盒结构和功能的改进设计，采用高度集成、小巧简洁、成熟可靠的功能模块来实现对电机的碳刷温度、磨损量和电流等参数的监控，以解决碳刷和刷盒结构复杂，接线较多，安装工作量大，操作困难，维护更换便利性较差，检测单元可靠性等问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型智能碳刷装置，包括刷盒，刷盒内设有若干碳刷室，碳刷室内装有碳刷，碳刷后端设有顶推装置；碳刷室内壁贴设有金属极板，极板与碳刷间设有绝缘介质以形成电容器；碳刷室壁上设有温度传感器，碳刷的刷辫处设有电流强度传感器；极板的电容信号、温度传感器的温度信号和电流强度传感器的电流强度信号经采集、处理后传输到监测终端或报警装置。