本實(shí)用新型涉及一種電刷投退控制裝置，尤其涉及一種用于電機(jī)中傳輸電流的電刷的投退控制裝置，屬于電機(jī)電刷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電刷用于發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)及其他轉(zhuǎn)動(dòng)電力機(jī)械，用以在靜止部件與轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間傳輸電流。一般而言，為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損，會(huì)優(yōu)先磨損電刷，因此，常用碳、石墨等材料制成電刷，即碳刷。

如圖1所示，以水輪發(fā)電機(jī)為例，現(xiàn)有技術(shù)條件下，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流是通過在集電環(huán)1和導(dǎo)電環(huán)2之間設(shè)置導(dǎo)電部件實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)摹Ｆ渲?，集電環(huán)1為轉(zhuǎn)動(dòng)部件，導(dǎo)電環(huán)2為靜止部件。導(dǎo)電部件主要包括帶有導(dǎo)電刷辮的電刷4及用于固定電刷4的刷握3，刷握3上一般帶有恒壓彈簧。

電刷磨損是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，涉及電化學(xué)及物理等復(fù)雜現(xiàn)象。電刷電流密度是電刷磨損的影響因素之一。通常根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，電刷電流密度將被設(shè)置為一個(gè)優(yōu)選范圍。但是，在變負(fù)荷運(yùn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)電力設(shè)備中，例如水輪發(fā)電機(jī)、水泵電動(dòng)機(jī)等，通過所有電刷的總電流隨負(fù)荷發(fā)生變化，電刷電流密度也會(huì)發(fā)生變化，電刷的磨損過程也不斷變化。

目前，如中國專利公開號(hào)為CN101566673的專利，其涉及電刷監(jiān)控的專利技術(shù)，大都是對電刷磨損量進(jìn)行監(jiān)測，防止發(fā)生事故，而沒有涉及到“主動(dòng)”減小電刷磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種電刷投退控制裝置，解決現(xiàn)有電刷磨損嚴(yán)重的技術(shù)問題，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種電刷投退控制裝置，包括集電環(huán)、導(dǎo)電環(huán)、刷握和電刷，電刷設(shè)于集電環(huán)和導(dǎo)電環(huán)之間，還包括電刷電流及狀態(tài)傳感器、電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電刷投退控制器，所述電刷電流及狀態(tài)傳感器設(shè)于電刷上，電刷電流及狀態(tài)傳感器的輸出端與電刷投退控制器的輸入端相連，電刷投退控制器的輸出端與電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電刷相連。

作為一種優(yōu)選方式，電刷電流及狀態(tài)傳感器包括位置傳感器，位置傳感器設(shè)于電刷的端部。

作為一種優(yōu)選方式，電刷電流及狀態(tài)傳感器包括壓力傳感器，壓力傳感器設(shè)于電刷的端部。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，電刷電流及狀態(tài)傳感器還包括電流傳感器，電流傳感器設(shè)于電刷上或者與導(dǎo)電環(huán)相連的勵(lì)磁電纜上。

作為一種優(yōu)選方式，所述電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)機(jī)械、液壓機(jī)械、凸輪傳動(dòng)機(jī)械、絲桿傳動(dòng)機(jī)械、齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)械和帶傳動(dòng)機(jī)械的任意一種。

作為一種優(yōu)選方式，所述集電環(huán)為轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述導(dǎo)電環(huán)為靜止部件，所述電刷和用于固定電刷的刷握為導(dǎo)電部件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型電刷投退控制裝置通過設(shè)置電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)來使投入的電刷始終工作在優(yōu)選電流密度狀態(tài)下，防止電刷的嚴(yán)重磨損，使電機(jī)更加自動(dòng)化。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有水輪發(fā)電機(jī)中電刷部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型電刷投退控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-集電環(huán)，2-導(dǎo)電環(huán)，3-刷握，4-電刷，5-電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個(gè)特征之一系列等效或類似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。

如圖2所示，本實(shí)用新型電刷投退控制裝置包括集電環(huán)1、導(dǎo)電環(huán)2、刷握3、電刷4、電刷電流及狀態(tài)傳感器（圖中未示出）、電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)5和電刷投退控制器（圖中未示出）。電刷4設(shè)于集電環(huán)1和導(dǎo)電環(huán)2之間，所述集電環(huán)1為轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述導(dǎo)電環(huán)2為靜止部件，所述電刷4和用于固定電刷4的刷握3為導(dǎo)電部件。

所述電刷電流及狀態(tài)傳感器設(shè)于電刷4上，電刷電流及狀態(tài)傳感器的輸出端與電刷投退控制器的輸入端相連，電刷投退控制器的輸出端與電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)5相連，電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)5與電刷4相連。所述電刷投退執(zhí)行機(jī)構(gòu)5為氣動(dòng)機(jī)械、液壓機(jī)械、凸輪傳動(dòng)機(jī)械、絲桿傳動(dòng)機(jī)械、齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)械和帶傳動(dòng)機(jī)械的任意一種。

作為實(shí)施例1：電刷電流及狀態(tài)傳感器包括電流傳感器和位置傳感器。

每個(gè)電刷上設(shè)置電流傳感器，將傳感器測得電流累加求和，即為總電流；與此同時(shí)，判斷電流大于0的傳感器的個(gè)數(shù)，即為當(dāng)前投入的電刷數(shù)量。

位置傳感器設(shè)于電刷的端部。每個(gè)電刷上設(shè)置位置傳感器，通過電刷投退控制器讀取電刷位置傳感器輸出值；當(dāng)位置傳感器輸出值為整定值時(shí)，即當(dāng)電刷與集電環(huán)接觸時(shí)，位置傳感器對應(yīng)的輸出值時(shí)，即判定該電刷為投入狀態(tài)。

通過電刷投退控制器監(jiān)測流過所有電刷的總電流及當(dāng)前投入電刷的數(shù)量，分析和計(jì)算是否需要投入或退出電刷以及投入或退出電刷的數(shù)量，并通過電刷投退控制器來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行投退電刷動(dòng)作。

作為實(shí)施例2：電刷電流及狀態(tài)傳感器包括電流傳感器和壓力傳感器。

電流傳感器設(shè)于與導(dǎo)電環(huán)相連的勵(lì)磁電纜上。因?yàn)閯?lì)磁系統(tǒng)中也會(huì)測電流，因此，可從勵(lì)磁系統(tǒng)中直接讀取電流值。

壓力傳感器設(shè)于電刷的端部。每個(gè)電刷上設(shè)置壓力傳感器，通過電刷投退控制器讀取電刷上壓力傳感器的輸出，壓力傳感器輸出電刷靠近集電環(huán)側(cè)端頭所受壓力，壓力大于整定值，即當(dāng)電刷與集電環(huán)接觸時(shí)，對應(yīng)的最小壓力值，即判定該電刷為投入狀態(tài)。

通過電刷投退控制器監(jiān)測勵(lì)磁電纜上的電流，分析和計(jì)算是否需要投入或退出電刷以及投入或退出電刷的數(shù)量，并通過電刷投退控制器來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行投退電刷動(dòng)作。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。