发电机碳刷组件的自移动调节装置的制作方法

本实用新型属于发电机技术领域，具体是涉及一种调整导电环与发电机碳刷之间的间距，进而调整两者之间摩擦力大小以控制碳刷温度的发电机碳刷组件的自移动调节装置。

背景技术：

在发电机机组运行过程中，由于集电环始终与碳刷组件之间高速运动，集电环与碳刷组件中的碳刷相接触，两者之间必然产生摩擦，此种摩擦必然会导致碳刷磨损，碳刷温度升高。发动机机组的刷架，在设计的时候，其刷握和碳刷的数量通常是固定的。机组在运行期间，励磁电流不是固定的，例如机组的额定励磁电流设计值假定为2700A,但是在实际运行中，实际的励磁电流可能仅仅只有1700A。所以通过电刷的电流密度也不是恒定不变的。由于集电环表面粗糙度太大等原因，发电机刷架的碳刷与集电环接触面积减少，导致通过局部碳刷的电流增大，碳刷温度升高；碳刷温度继续升高，就形成过热，过热很可能烧毁碳刷和集电环。

运行良好的发电机组，其集电环表面通常有一层氧化膜，这层氧化膜的存在，改变了电刷与集电环的接触特性、将电刷与集电环分开，减少了摩擦系数、减少了摩擦热的产生，降低电刷和集电环的磨损、延长电刷和集电环的使用寿命，对于机组长期稳定运转具有不可替代的作用，而氧化膜的形成最佳温度在40℃~95℃之间。电刷温度过高，通常是由于通过碳刷电流密度过大，形成发热；时间稍长，碳刷温度超过95℃，就可能烧坏这层氧化膜，进而恶化电刷与集电环的接触特性、增大摩擦系数、增加了摩擦热的产生，显著增大电刷和集电环的磨损，势必降低电刷和集电环的使用寿命。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种发电机碳刷组件的自移动调节装置，通过移动碳刷组件以使其与集电环接触或脱离，调节通过电刷的电流密度，通过控制其电流密度的大小，达到对电刷的温度进行调节的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种发电机碳刷组件的自移动调节装置，包括集电环、碳刷、导电环，集电环通过碳刷与导电环连接，形成导电通路；碳刷设置在支撑罩上，碳刷与导电环支撑在支撑罩上；其特征在于，在支撑罩上设置导轨，刷握可滑动式设置在导轨；刷握的一端与伺服电机连接，刷握的另一端与碳刷连接；伺服电机转动时带动刷握沿导轨往复移动，刷握带动碳刷远离集电环而脱离接触，或者靠近集电环而连接。

进一步的特征是，刷握与伺服电机之间还可以设置传动轴，伺服电机通过传动轴带动刷握沿导轨往复移动。

还设置有PLC控制装置，在碳刷上设置温度传感器和电流传感器，分别通过控制线缆与PLC控制装置连接，分别将温度信号和电流信号输送到PLC控制装置；PLC控制装置的输出端与伺服电机电连接，输出控制信号通过控制线缆输送到伺服电机，带动伺服电机启动，或者停止转动，或者反向转动。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型在伺服电机带动下，左右移动碳刷组件（碳刷）来实现其与集电环接触或脱离，动态调节某一时间与集电环接触的碳刷数量，从而实现对电刷的温度、电流密度进行调节。

本实用新型在PLC控制装置控制下，通过测量到的电刷的电流或者碳刷的温度，自动调整与集电环接触（紧密连接）的碳刷数量，通过左右移动碳刷组件来实现其与集电环接触或脱离，实现对电刷的温度进行调节；能够有效防止碳刷过热（可能烧毁碳刷和集电环），排除安全隐患；还能够自动调节电刷的电流密度，使机组更加安全、稳定运行。

当刷架组件的励磁电流减小了设定值（如90A）或者碳刷温度低于设定值（如45℃）

的时候，PLC控制装置自动将信号传输到伺服电机，同时碳刷锁定装置将碳刷锁定，PLC控制装置控制伺服电机工作，伺服电机带动传动轴向远离集电环的方向运动，碳刷就与集电环不接触，电流就能增加或者温度增加；如果需要，其他的一台或多台自动举刷装置重复上面的工作，能加快电流和温度的回复速度。

当刷架组件的励磁电流每增大了设定值（如90A）或者温度高于设定值（如95℃），PLC控制装置自动将信号传输到伺服电机，同时碳刷锁定装置将碳刷松开，PLC控制装置控制伺服电机工作，传动轴向靠近集电环的方向运动，碳刷与集电环接触，电流就能减少或者温度降低，以使电流和温度都能回复到各自的设定值范围。如果需要，其他的一台或多台自动举刷装置重复上面的工作，能加快电流和温度的回复速度。

附图说明

图1为本实用新型发电机的整体结构示意图；

图2为图1中A-A线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1至图2，一种发电机碳刷组件的自移动调节装置，包括集电环1、碳刷2、导电环3、支撑罩4，集电环1通过碳刷2与导电环3连接，形成导电通路，具体是碳刷2的前端与集电环1接触，碳刷2的刷辫固定在导电环3上；碳刷2设置在支撑罩4上，碳刷2与导电环3支撑在支撑罩4上。

本实用新型的改进，是在支撑罩4上设置导轨5，刷握6可滑动式设置在导轨5上，在导轨5上（导轨5的上侧面、下侧面或底面）滑动；刷握6的一端（一侧端）与伺服电机7连接，刷握6的另一端（另一侧端）与碳刷2连接；伺服电机7转动时带动刷握6沿导轨5往复移动，刷握6带动碳刷2远离集电环1而脱离接触，或者靠近集电环1而连接；刷握6与伺服电机7之间还可以设置传动轴8，伺服电机7通过传动轴8带动刷握6沿导轨5往复移动，如通过现有的丝杆螺母传动结构带动刷握6沿导轨5往复移动。本实用新型，通过左右移动碳刷组件（碳刷2）来实现其与集电环1接触或脱离，实现对电刷的温度、电刷的电流密度进行调节。

为了提高本装置的自动化程度，还设置有PLC控制装置10，在碳刷2上设置温度传感器和电流传感器，分别通过控制线缆与PLC控制装置10连接，分别将温度信号和电流（电流密度）信号输送到PLC控制装置10，检测碳刷2温度信号和电流（电流密度）信号，并与PLC控制装置10内部设定的数值进行比较、判断；PLC控制装置10的输出端与伺服电机7电连接，输出控制信号通过控制线缆输送到伺服电机7，控制伺服电机7启动，或者停止转动，或者反向转动，以实现碳刷2远离集电环1而脱离接触，或者靠近集电环1而连接。

导轨5，采用绝缘材料制作，与导电环3等不产生电导通，利于保护伺服电机7、控制线缆等。

刷握6，可以就是普通的滑动连接件，能在导轨5上滑动同时与碳刷2连接，带动碳刷2往复移动。

根据实际需要，可以沿周向，布置多个自移动调节装置，间隔设置，分别带动与其连接的碳刷2往复移动。

另外，集电环1与碳刷2之间是相对高速运转的，碳刷2生的碳被磨损后形成碳粉末，需要对碳粉末进行收集和处理；本实用新型还设置有碳粉收集处理装置11，所述碳粉收集处理装置11参见本申请之前的相关专利公开的技术结构，在此不做进一步描述。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。