本公开涉及电刷，其将直流电流从电流源传送到电机的转子以电气地激励转子。具体而言，本公开涉及此电刷的升降器以相对于转子的滑环按压、升起和降下电刷。
电机具体而言是旋转电机，诸如将连接至燃气涡轮或蒸汽涡轮的同步发电机(涡轮发电机)或将连接至水力涡轮机的同步发电机(水力发电机)或异步发电机或同步或异步的电动马达，或还有其它类型的电机。
背景技术：
同步机器根据负载状态在不同转子电流水平下操作。带有静止励磁的机器配置使用两个滑环来将直流电流(dc)供给到转子绕组中。在机器外侧产生的此转子电流由一组电刷传送到一个滑环或多个滑环上。电刷在额定电流范围内的某最小的单位接触面积电流的情况下操作得最好。在更低的转子电流下，电刷减载使得磨损的速率增加。大型机器中的电刷的磨损是重要参数。减少电刷的磨损是有利的。
技术实现要素：
本发明的目的是减少电机中的电刷的磨损。此目的利用根据独立权利要求的电刷升降器的特征解决。
本发明的进一步的示例在从属权利要求中描述。
在本发明的示例中，弹簧配置在电刷和气袋的容器之间以确保电刷升降器的简单结构。容器可在上侧开放以允许吊索接触气袋。气袋在容器的此开放侧对吊索施加压力。
在本发明的进一步的示例中，电刷可滑动地连接至固定框架，且吊索连接至固定框架。电刷可相对于框架升起和降下，该框架围绕电刷配置。
在本发明的进一步的示例中，处理器监测转子电流，其为将从所有应用的电刷传送至滑环的电流。处理器在转子电流超过特定阈值时触发电刷升降器以将电刷升起或降下。阈值根据应用的电刷的数目和特别是在各个电刷中流动的额定电流确定。转子电流在连接至转子滑环的应用的数目的电刷上均匀分布。各个电刷应当在额定电流的大约70%和100%之间持久地操作。在转子电流将减小到阈值之下的情况下，处理器发送信号至压缩机以将气体供给到气袋中以将特定数目的电刷从滑环升起。在相反的情况下，当转子电流将增加到阀值之上时，处理器发送信号至压缩机以将气体从气袋抽走以导致特定数目的电刷降下以连接至滑环。
附图说明
进一步的特征和优点从通过附图中的非限制性示例示出的电刷升降器的优选的但不排他的实施例的描述将更加显而易见，在附图中：
图1示出了转子滑环的断面部分的示意性侧视图，其中电刷承靠在滑环处，该电刷可滑动地连接至框架，弹簧在电刷和容纳气袋的容器之间，该弹簧在滑环的方向上对电刷施加压力，且可充气的气袋经由气袋处的吊索将电刷从滑环升起。
参考标号
1电刷升降器
2吊索
4弹簧
6框架
8气袋
9气袋容器或容器
10电刷
12压缩机
14处理器
15供给器
20滑环或转子滑环
δs1气袋距离
δs2电刷距离。
具体实施方式
参照附图，这示出了根据本发明的示例的在滑环处带有电刷的电刷升降器，其中相似的参照标号贯穿若干视图表示相同或相应的部分。
图1示出了带有用于电机的电刷10的电刷升降器1的示意性侧视图。具体而言，电刷升降器1在同步调相器中的使用由于高转子电流变化而证明有特定益处。进一步示出的是下方的转子滑环20或滑环20的断面部分的示意性侧视图。滑环20一般安装在转子芯的端部处以接收励磁电流且传送至转子绕组以磁化转子芯。滑环20是巨大的且由传导材料制造。电刷10配置在滑环20上以将励磁电流传送到滑环20。电刷10一般以电气地连接至电流源的碳制成的砖块的形式制成。电刷10容纳在围绕电刷10的框架6中。这里，框架6仅由从电刷10向左和向右的两个面示出，框架6一般围住电刷10的相当大的部分。电刷10可滑动地连接至框架6，电刷10从图1看可沿固定框架6向上和向下移动。电刷10利用滑动面和/或电刷10中的竖直腔(其中框架6的部分接合以在腔中滑动)沿框架6滑动。弹簧4在远离滑环20的上侧处连接至电刷10。弹簧4对电刷10施加压力(带有足以相对于滑环20按压电刷10的合适压力)。在所示的位置，电刷10接触滑环20且从电流源将电流传送至滑环20。在此示例中的弹簧4的上方配置有容器9，其在上侧具有开口。这里，容器9的整个上面是开放的。容器9内配置有包含可变体积的气体(例如，空气)的可充气的气袋8。气袋8由压缩机12供给气体，其中气体经由将气体供应与气袋8连接的供给器15供应。压缩机12电气地连接至控制压缩机12的处理器14。处理器14可集成在机器控制器中或备选地建立电刷升降器1的单独控制系统。吊索2围绕容器9从电刷10到框架6配置，如在图1中以示意性方式可见的那样。吊索2可由钢索或例如钢丝绳制造。吊索2固定至可移动的电刷10，邻接于充满气时的气袋8，且在另一侧固定至静止框架6。这三部分的配置形成一种滑轮，带有作为负载的电刷10。吊索2也可固定至除了电刷10的框架6之外的不同的静止部分。从图1中的位置，在电刷10与滑环20接触的情况下，处理器14向带有气体供应的压缩机12发送信号。此信号触发压缩机12以经由供给器15将气体传送到气袋8中。结果，气袋8充气且在容器9内膨胀其体积。由体积变化导致的竖直地引导的距离在这里称作气袋距离δs1。气袋8在上部处邻接吊索2且相对于吊索2按压，导致吊索2的向上引导的移位。弹簧4在移动电刷10和静止容器9之间的弹性力然后增强。然而，弹性力不足以阻止电刷10的升起。弹簧4随着电刷10的升起存储增加的势能。由于吊索2从图1看在右侧处固定至静止框架6且在左侧处连接至可移动的电刷10，电刷10升起。电刷10升起且向上移动的距离取决于由处理器14控制的供给至气袋8的气体。气体供应与吊索竖直地移动的距离δs1的相关性在电刷升降器1的处理器14中校准。竖直引导距离在这里称作电刷距离δs2。两个距离δs1和δs2的相关性校准且存储在处理器14的表中以使电刷10能够从滑环20合适移除。气体供给、距离δs1和距离δs2三个量在电刷升降器1的处理器14中精确地限定。在升起的位置中，当电刷10与滑环20无接触时，无电流从电刷10传送至滑环20。当在电机中需要较低转子电流水平时，并非配置在滑环20处的全部电刷10都可为必需的。如描述的那样升起电刷10增加维持与滑环20接触的电刷10中的电流。如发现的那样，电刷10中的低电流相比于较高电流导致电刷10的较高磨损。因此，利用在电机中应用的合理控制的电刷升降器1，电刷10的磨损可减少。当电机在带有需要较低电刷电流(降低到低于阀值)的模式中操作时，处理器14操纵数个电刷升降器1以如描述的那样升起合适数量的电刷10。然后，一个或多个电刷10借助于电刷升降器1从滑环20移除以增强其它电刷10中的电流。当电机中再次需要较高转子电流(超过阀值)时，其不可仅由相对于转子的滑环20布置的剩余的电刷10传送，处理器14触发特定数目的电刷升降器1以使气袋8放气且降下特定数目的电刷10以与滑环20取得接触。处理器14触发压缩机12以从可充气的气袋8吸取气体。因此，气袋8的体积以特定程度减小。体积减小导致受控的气袋距离δs1，以气袋8在竖直方向上向下覆盖的方式。在从气袋8的较低压力和从弹簧4存储的弹性力超过气袋8到吊索2的力的情况下，电刷10降低或降下。弹簧4释放且弹性力因此减小。电刷升降器1以受控的方式执行这些步骤以再次达到根据图1的构造，其中电刷10与转子的滑环20平稳地接触。从电刷10到滑环20的电流传送在此构造中再次确保。
虽然本发明已经参照其示例性实施例详细地描述，但对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可做出各种变化且使用等同物。本发明的优选实施例的前述描述已经为了说明和描述的目的而呈现。其不意在为详尽的或将本发明限于所公开的确切形式，且修改或变型按照上文的教导是可能的或可从本发明的实践得到。选择和描述了实施例以便解释本发明的原理和其实际应用，以使本领域的技术人员能够在如构想的适合于特定使用的各种实施例中使用本发明。意在使本发明的范围由所附权利要求和其等同物限定。