一种电刷投退控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种电刷投退控制装置，尤其涉及一种用于电机中传输电流的电刷的投退控制装置，属于电机电刷技术领域。

背景技术：

电刷用于发电机、电动机及其他转动电力机械，用以在静止部件与转动部件之间传输电流。一般而言，为了减小转动部件的磨损，会优先磨损电刷，因此，常用碳、石墨等材料制成电刷，即碳刷。

如图1所示，以水轮发电机为例，现有技术条件下，发电机励磁电流是通过在集电环1和导电环2之间设置导电部件实现传输的。其中，集电环1为转动部件，导电环2为静止部件。导电部件主要包括带有导电刷辫的电刷4及用于固定电刷4的刷握3，刷握3上一般带有恒压弹簧。

电刷磨损是一个非常复杂的过程，涉及电化学及物理等复杂现象。电刷电流密度是电刷磨损的影响因素之一。通常根据实践经验，电刷电流密度将被设置为一个优选范围。但是，在变负荷运行的转动电力设备中，例如水轮发电机、水泵电动机等，通过所有电刷的总电流随负荷发生变化，电刷电流密度也会发生变化，电刷的磨损过程也不断变化。

目前，如中国专利公开号为CN101566673的专利，其涉及电刷监控的专利技术，大都是对电刷磨损量进行监测，防止发生事故，而没有涉及到“主动”减小电刷磨损。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种电刷投退控制装置，解决现有电刷磨损严重的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现：一种电刷投退控制装置，包括集电环、导电环、刷握和电刷，电刷设于集电环和导电环之间，还包括电刷电流及状态传感器、电刷投退执行机构和电刷投退控制器，所述电刷电流及状态传感器设于电刷上，电刷电流及状态传感器的输出端与电刷投退控制器的输入端相连，电刷投退控制器的输出端与电刷投退执行机构相连，电刷投退执行机构与电刷相连。

作为一种优选方式，电刷电流及状态传感器包括位置传感器，位置传感器设于电刷的端部。

作为一种优选方式，电刷电流及状态传感器包括压力传感器，压力传感器设于电刷的端部。

作为进一步优选方式，电刷电流及状态传感器还包括电流传感器，电流传感器设于电刷上或者与导电环相连的励磁电缆上。

作为一种优选方式，所述电刷投退执行机构为气动机械、液压机械、凸轮传动机械、丝杆传动机械、齿轮齿条传动机械和带传动机械的任意一种。

作为一种优选方式，所述集电环为转动部件，所述导电环为静止部件，所述电刷和用于固定电刷的刷握为导电部件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型电刷投退控制装置通过设置电刷投退执行机构来使投入的电刷始终工作在优选电流密度状态下，防止电刷的严重磨损，使电机更加自动化。

附图说明

图1是现有水轮发电机中电刷部分的结构示意图。

图2是本实用新型电刷投退控制装置的结构示意图。

图中：1-集电环，2-导电环，3-刷握，4-电刷，5-电刷投退执行机构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

如图2所示，本实用新型电刷投退控制装置包括集电环1、导电环2、刷握3、电刷4、电刷电流及状态传感器（图中未示出）、电刷投退执行机构5和电刷投退控制器（图中未示出）。电刷4设于集电环1和导电环2之间，所述集电环1为转动部件，所述导电环2为静止部件，所述电刷4和用于固定电刷4的刷握3为导电部件。

所述电刷电流及状态传感器设于电刷4上，电刷电流及状态传感器的输出端与电刷投退控制器的输入端相连，电刷投退控制器的输出端与电刷投退执行机构5相连，电刷投退执行机构5与电刷4相连。所述电刷投退执行机构5为气动机械、液压机械、凸轮传动机械、丝杆传动机械、齿轮齿条传动机械和带传动机械的任意一种。

作为实施例1：电刷电流及状态传感器包括电流传感器和位置传感器。

每个电刷上设置电流传感器，将传感器测得电流累加求和，即为总电流；与此同时，判断电流大于0的传感器的个数，即为当前投入的电刷数量。

位置传感器设于电刷的端部。每个电刷上设置位置传感器，通过电刷投退控制器读取电刷位置传感器输出值；当位置传感器输出值为整定值时，即当电刷与集电环接触时，位置传感器对应的输出值时，即判定该电刷为投入状态。

通过电刷投退控制器监测流过所有电刷的总电流及当前投入电刷的数量，分析和计算是否需要投入或退出电刷以及投入或退出电刷的数量，并通过电刷投退控制器来控制执行机构进行投退电刷动作。

作为实施例2：电刷电流及状态传感器包括电流传感器和压力传感器。

电流传感器设于与导电环相连的励磁电缆上。因为励磁系统中也会测电流，因此，可从励磁系统中直接读取电流值。

压力传感器设于电刷的端部。每个电刷上设置压力传感器，通过电刷投退控制器读取电刷上压力传感器的输出，压力传感器输出电刷靠近集电环侧端头所受压力，压力大于整定值，即当电刷与集电环接触时，对应的最小压力值，即判定该电刷为投入状态。

通过电刷投退控制器监测励磁电缆上的电流，分析和计算是否需要投入或退出电刷以及投入或退出电刷的数量，并通过电刷投退控制器来控制执行机构进行投退电刷动作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。