[发明专利]监视一个以上电机元件状态的系统和方法

说明书

一种设置用来监视电机刷架组件碳刷的监视装置，所述监视装置包括柔性传感器和信号处理电路，所述信号处理电路用来处理从柔性传感器接收的信号。所述柔性传感器可以具有电阻，所述电阻基于柔性传感器的曲率半径变化，其中所述柔性传感器的曲率半径与弹簧的变形相关，所述弹簧的变形为碳刷与电机旋转部件的接合提供力。信号处理电路可以连接到传感器，并且可以对其进行设置，使用有关柔性传感器可变电阻的信息确定碳刷磨损状态的程度。

技术领域

本发明大体涉及监视电刷和刷架组件的监视系统，所述监视系统可以用于电气装置和/或集电环组件。更加具体地本发明涉及使用柔性传感器，监视刷架组件中电刷磨损和/或电气装置集电环情况的监视装置、组件、系统和方法。

背景技术

电气装置中电刷的目的是将电流从静触点接通到动触点，或者相反。电刷和刷架可以用在例如电气装置或滑动连接应用中，所述电气装置例如发电机、电机和/或集电环组件，所述滑动连接应用，例如旋转机器上的集电环组件，例如回转起重机或者单轨铁路上的线性滑动连接。许多电气装置中的电刷是由导电材料制成的模块或其他结构，所述材料例如石墨、碳石墨、人工石墨、金属材料等，所述电刷适合于与一个导电平面或者多个导电平面接触让电流通过。电导线和电分流器从电刷延伸出来以向另一个导电部件的电刷提供电通路，或者从另一个部件的电刷提供电通路。

在一些设计中，在操作过程中，刷盒类型的刷架或者其他类型的刷架，可以用来支持电刷与电气装置移动接触表面的接触。可以设计电刷和刷盒，使得电刷能够在刷盒内滑动，在电刷和电刷所接触的移动接触表面之间提供连续的接触。在操作过程中，异常情况和/或阈值情况可能发生，这些情况表明电气装置一个以上部件需要更换，电气装置一个以上部件需要检查或者注意，以及/或者需要实施维护。例如，异常和/或阈值情况可能表明一个以上电刷、刷架、弹簧、分流、换向器、集电环和/或其他部件可能需要更换，个以上电刷、刷架、弹簧、分流、换向器、集电环和/或其他部件可能需要检查，以及/或者可能需要实施维护。为了观察异常情况和/或阈值情况的发生，监视电气装置一个以上部件是具有优势的。进一步地，警告操作者和/或技术员，异常和/或阈值情况以及/或者计划技术干预的发生是具有优势的。

发明内容

本发明指向使用柔性传感器，监视刷架组件中电刷磨损和/或电气装置集电环情况的监视装置、组件、系统和方法。因此，一个进行说明的实施例为设置用来监视电机刷架组件碳刷的监视装置。监视装置可以包括柔性传感器和信号处理电路，所述信号处理电路用来处理从柔性传感器接收的信号。所述柔性传感器可以具有电阻，所述电阻基于柔性传感器的曲率半径变化，其中所述柔性传感器的曲率半径与弹簧的变形相关，所述弹簧的变形为碳刷与电机旋转部件的接合提供力。信号处理电路可以连接到传感器，并且可以对其进行设置，使用有关柔性传感器可变电阻的信息确定碳刷磨损状态的程度。

另一个进行说明的实施例为，用来监视与电机关联的一个以上碳刷磨损状态，和/或电机旋转部件磨损状态的系统。该系统可以包括一个以上与电机和位置监视器关联的刷架组件，所述位置监视器用来从一个以上刷架组件接收磨损状态信息。每个刷架组件可以包括碳刷、紧邻碳刷的弹簧、紧邻所述弹簧定位的柔性传感器和连接到柔性传感器的磨损状态监视器。可以对所述弹簧进行设置来给碳刷提供力，使得所述碳刷接合电机的旋转部件。柔性传感器具有基于柔性传感器曲率半径可变电阻。所述曲率半径表示碳刷的物理位置和/或运动。通过监视碳刷的物理位置和/或运动，例如通过监视与弯曲传感器曲率半径关联的程度(例如，电阻、电压、电流等)，可以确定碳刷的磨损状态和/或电机旋转部件的磨损状态。可以对磨损状态监视器进行设置，使用柔性传感器可变电阻来确定碳刷磨损状态的程度。位置监视器可以与一个以上所述电刷组件磨损状态监视器通信连接，用来接收有关一个以上所述电刷组件碳刷磨损状态的信息，并且将一个以上所述碳刷的磨损状态传递给使用者。

一种监视电气装置一个以上部件磨损状态的方法，可以包括从柔性传感器获得可变电阻值来检测碳刷相对于电气装置旋转部件的运动，可变电阻值与阈值进行比较来确定碳刷的磨损状态，并且将所述碳刷磨损状态的标示传递给使用者。