本公開涉及電刷，其將直流電流從電流源傳送到電機(jī)的轉(zhuǎn)子以電氣地激勵(lì)轉(zhuǎn)子。具體而言，本公開涉及此電刷的升降器以相對(duì)于轉(zhuǎn)子的滑環(huán)按壓、升起和降下電刷。

電機(jī)具體而言是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，諸如將連接至燃?xì)鉁u輪或蒸汽渦輪的同步發(fā)電機(jī)(渦輪發(fā)電機(jī))或?qū)⑦B接至水力渦輪機(jī)的同步發(fā)電機(jī)(水力發(fā)電機(jī))或異步發(fā)電機(jī)或同步或異步的電動(dòng)馬達(dá)，或還有其它類型的電機(jī)。

背景技術(shù)：

同步機(jī)器根據(jù)負(fù)載狀態(tài)在不同轉(zhuǎn)子電流水平下操作。帶有靜止勵(lì)磁的機(jī)器配置使用兩個(gè)滑環(huán)來將直流電流(dc)供給到轉(zhuǎn)子繞組中。在機(jī)器外側(cè)產(chǎn)生的此轉(zhuǎn)子電流由一組電刷傳送到一個(gè)滑環(huán)或多個(gè)滑環(huán)上。電刷在額定電流范圍內(nèi)的某最小的單位接觸面積電流的情況下操作得最好。在更低的轉(zhuǎn)子電流下，電刷減載使得磨損的速率增加。大型機(jī)器中的電刷的磨損是重要參數(shù)。減少電刷的磨損是有利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是減少電機(jī)中的電刷的磨損。此目的利用根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的電刷升降器的特征解決。

本發(fā)明的進(jìn)一步的示例在從屬權(quán)利要求中描述。

在本發(fā)明的示例中，彈簧配置在電刷和氣袋的容器之間以確保電刷升降器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。容器可在上側(cè)開放以允許吊索接觸氣袋。氣袋在容器的此開放側(cè)對(duì)吊索施加壓力。

在本發(fā)明的進(jìn)一步的示例中，電刷可滑動(dòng)地連接至固定框架，且吊索連接至固定框架。電刷可相對(duì)于框架升起和降下，該框架圍繞電刷配置。

在本發(fā)明的進(jìn)一步的示例中，處理器監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子電流，其為將從所有應(yīng)用的電刷傳送至滑環(huán)的電流。處理器在轉(zhuǎn)子電流超過特定閾值時(shí)觸發(fā)電刷升降器以將電刷升起或降下。閾值根據(jù)應(yīng)用的電刷的數(shù)目和特別是在各個(gè)電刷中流動(dòng)的額定電流確定。轉(zhuǎn)子電流在連接至轉(zhuǎn)子滑環(huán)的應(yīng)用的數(shù)目的電刷上均勻分布。各個(gè)電刷應(yīng)當(dāng)在額定電流的大約70%和100%之間持久地操作。在轉(zhuǎn)子電流將減小到閾值之下的情況下，處理器發(fā)送信號(hào)至壓縮機(jī)以將氣體供給到氣袋中以將特定數(shù)目的電刷從滑環(huán)升起。在相反的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)子電流將增加到閥值之上時(shí)，處理器發(fā)送信號(hào)至壓縮機(jī)以將氣體從氣袋抽走以導(dǎo)致特定數(shù)目的電刷降下以連接至滑環(huán)。

附圖說明

進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)從通過附圖中的非限制性示例示出的電刷升降器的優(yōu)選的但不排他的實(shí)施例的描述將更加顯而易見，在附圖中：

圖1示出了轉(zhuǎn)子滑環(huán)的斷面部分的示意性側(cè)視圖，其中電刷承靠在滑環(huán)處，該電刷可滑動(dòng)地連接至框架，彈簧在電刷和容納氣袋的容器之間，該彈簧在滑環(huán)的方向上對(duì)電刷施加壓力，且可充氣的氣袋經(jīng)由氣袋處的吊索將電刷從滑環(huán)升起。

參考標(biāo)號(hào)

1電刷升降器

2吊索

4彈簧

6框架

8氣袋

9氣袋容器或容器

10電刷

12壓縮機(jī)

14處理器

15供給器

20滑環(huán)或轉(zhuǎn)子滑環(huán)

δs1氣袋距離

δs2電刷距離。

具體實(shí)施方式

參照附圖，這示出了根據(jù)本發(fā)明的示例的在滑環(huán)處帶有電刷的電刷升降器，其中相似的參照標(biāo)號(hào)貫穿若干視圖表示相同或相應(yīng)的部分。

圖1示出了帶有用于電機(jī)的電刷10的電刷升降器1的示意性側(cè)視圖。具體而言，電刷升降器1在同步調(diào)相器中的使用由于高轉(zhuǎn)子電流變化而證明有特定益處。進(jìn)一步示出的是下方的轉(zhuǎn)子滑環(huán)20或滑環(huán)20的斷面部分的示意性側(cè)視圖。滑環(huán)20一般安裝在轉(zhuǎn)子芯的端部處以接收勵(lì)磁電流且傳送至轉(zhuǎn)子繞組以磁化轉(zhuǎn)子芯?；h(huán)20是巨大的且由傳導(dǎo)材料制造。電刷10配置在滑環(huán)20上以將勵(lì)磁電流傳送到滑環(huán)20。電刷10一般以電氣地連接至電流源的碳制成的磚塊的形式制成。電刷10容納在圍繞電刷10的框架6中。這里，框架6僅由從電刷10向左和向右的兩個(gè)面示出，框架6一般圍住電刷10的相當(dāng)大的部分。電刷10可滑動(dòng)地連接至框架6，電刷10從圖1看可沿固定框架6向上和向下移動(dòng)。電刷10利用滑動(dòng)面和/或電刷10中的豎直腔(其中框架6的部分接合以在腔中滑動(dòng))沿框架6滑動(dòng)。彈簧4在遠(yuǎn)離滑環(huán)20的上側(cè)處連接至電刷10。彈簧4對(duì)電刷10施加壓力(帶有足以相對(duì)于滑環(huán)20按壓電刷10的合適壓力)。在所示的位置，電刷10接觸滑環(huán)20且從電流源將電流傳送至滑環(huán)20。在此示例中的彈簧4的上方配置有容器9，其在上側(cè)具有開口。這里，容器9的整個(gè)上面是開放的。容器9內(nèi)配置有包含可變體積的氣體(例如，空氣)的可充氣的氣袋8。氣袋8由壓縮機(jī)12供給氣體，其中氣體經(jīng)由將氣體供應(yīng)與氣袋8連接的供給器15供應(yīng)。壓縮機(jī)12電氣地連接至控制壓縮機(jī)12的處理器14。處理器14可集成在機(jī)器控制器中或備選地建立電刷升降器1的單獨(dú)控制系統(tǒng)。吊索2圍繞容器9從電刷10到框架6配置，如在圖1中以示意性方式可見的那樣。吊索2可由鋼索或例如鋼絲繩制造。吊索2固定至可移動(dòng)的電刷10，鄰接于充滿氣時(shí)的氣袋8，且在另一側(cè)固定至靜止框架6。這三部分的配置形成一種滑輪，帶有作為負(fù)載的電刷10。吊索2也可固定至除了電刷10的框架6之外的不同的靜止部分。從圖1中的位置，在電刷10與滑環(huán)20接觸的情況下，處理器14向帶有氣體供應(yīng)的壓縮機(jī)12發(fā)送信號(hào)。此信號(hào)觸發(fā)壓縮機(jī)12以經(jīng)由供給器15將氣體傳送到氣袋8中。結(jié)果，氣袋8充氣且在容器9內(nèi)膨脹其體積。由體積變化導(dǎo)致的豎直地引導(dǎo)的距離在這里稱作氣袋距離δs1。氣袋8在上部處鄰接吊索2且相對(duì)于吊索2按壓，導(dǎo)致吊索2的向上引導(dǎo)的移位。彈簧4在移動(dòng)電刷10和靜止容器9之間的彈性力然后增強(qiáng)。然而，彈性力不足以阻止電刷10的升起。彈簧4隨著電刷10的升起存儲(chǔ)增加的勢(shì)能。由于吊索2從圖1看在右側(cè)處固定至靜止框架6且在左側(cè)處連接至可移動(dòng)的電刷10，電刷10升起。電刷10升起且向上移動(dòng)的距離取決于由處理器14控制的供給至氣袋8的氣體。氣體供應(yīng)與吊索豎直地移動(dòng)的距離δs1的相關(guān)性在電刷升降器1的處理器14中校準(zhǔn)。豎直引導(dǎo)距離在這里稱作電刷距離δs2。兩個(gè)距離δs1和δs2的相關(guān)性校準(zhǔn)且存儲(chǔ)在處理器14的表中以使電刷10能夠從滑環(huán)20合適移除。氣體供給、距離δs1和距離δs2三個(gè)量在電刷升降器1的處理器14中精確地限定。在升起的位置中，當(dāng)電刷10與滑環(huán)20無接觸時(shí)，無電流從電刷10傳送至滑環(huán)20。當(dāng)在電機(jī)中需要較低轉(zhuǎn)子電流水平時(shí)，并非配置在滑環(huán)20處的全部電刷10都可為必需的。如描述的那樣升起電刷10增加維持與滑環(huán)20接觸的電刷10中的電流。如發(fā)現(xiàn)的那樣，電刷10中的低電流相比于較高電流導(dǎo)致電刷10的較高磨損。因此，利用在電機(jī)中應(yīng)用的合理控制的電刷升降器1，電刷10的磨損可減少。當(dāng)電機(jī)在帶有需要較低電刷電流(降低到低于閥值)的模式中操作時(shí)，處理器14操縱數(shù)個(gè)電刷升降器1以如描述的那樣升起合適數(shù)量的電刷10。然后，一個(gè)或多個(gè)電刷10借助于電刷升降器1從滑環(huán)20移除以增強(qiáng)其它電刷10中的電流。當(dāng)電機(jī)中再次需要較高轉(zhuǎn)子電流(超過閥值)時(shí)，其不可僅由相對(duì)于轉(zhuǎn)子的滑環(huán)20布置的剩余的電刷10傳送，處理器14觸發(fā)特定數(shù)目的電刷升降器1以使氣袋8放氣且降下特定數(shù)目的電刷10以與滑環(huán)20取得接觸。處理器14觸發(fā)壓縮機(jī)12以從可充氣的氣袋8吸取氣體。因此，氣袋8的體積以特定程度減小。體積減小導(dǎo)致受控的氣袋距離δs1，以氣袋8在豎直方向上向下覆蓋的方式。在從氣袋8的較低壓力和從彈簧4存儲(chǔ)的彈性力超過氣袋8到吊索2的力的情況下，電刷10降低或降下。彈簧4釋放且彈性力因此減小。電刷升降器1以受控的方式執(zhí)行這些步驟以再次達(dá)到根據(jù)圖1的構(gòu)造，其中電刷10與轉(zhuǎn)子的滑環(huán)20平穩(wěn)地接觸。從電刷10到滑環(huán)20的電流傳送在此構(gòu)造中再次確保。

雖然本發(fā)明已經(jīng)參照其示例性實(shí)施例詳細(xì)地描述，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可做出各種變化且使用等同物。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的前述描述已經(jīng)為了說明和描述的目的而呈現(xiàn)。其不意在為詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限于所公開的確切形式，且修改或變型按照上文的教導(dǎo)是可能的或可從本發(fā)明的實(shí)踐得到。選擇和描述了實(shí)施例以便解釋本發(fā)明的原理和其實(shí)際應(yīng)用，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在如構(gòu)想的適合于特定使用的各種實(shí)施例中使用本發(fā)明。意在使本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求和其等同物限定。