实时监测碳刷长度的监测装置及包括其的碳刷和风电机组制造方法及图纸

技术编号:22567427 阅读:55 留言:0更新日期:2019-11-16 13:04
本发明专利技术公开了一种用于风电机组的实时监测碳刷长度的监测方法及包括其的装置,包括安装板,安装板用于固定在碳刷的刷握上,安装板的一侧安装有能导电的导电排;动触头座上安装有带有一个触点的导电块,导电块上的触点与导电排接触连接,动触头座的另一侧用于与碳刷尾部挂钩固定连接并随碳刷同步移动;逻辑电路分别与导电排的两端连接,并内设有用于在导电排两端施加直流电压的内置模块,且导电块通过内置模块与导电排的其中一端连接,逻辑电路还内设有电压比值运算模块。本发明专利技术采用滑动式碳刷位置传感装置替代现有的单点式限位开关,随着碳刷磨损动触点在导电排上移动引起测试电压变化,利用电压比值计算碳刷的长度,实现对碳刷长度的实时监控。

Real time monitoring device for carbon brush length and its carbon brush and wind turbine

The invention discloses a monitoring method for real-time monitoring the length of carbon brush of wind turbine and a device thereof, including a mounting plate, which is fixed on the brush holder of carbon brush, one side of the mounting plate is installed with a conductive row; a conductive block with one contact is installed on the moving contact base, the contact on the conductive block is connected with the conductive row, and the other of the moving contact base The side is fixedly connected with the tail hook of the carbon brush and moves synchronously with the carbon brush; the logic circuit is respectively connected with the two ends of the conductive bar, and a built-in module for applying DC voltage at both ends of the conductive bar is set inside, and the conductive block is connected with one end of the conductive bar through the built-in module, and the logic circuit is also provided with a voltage ratio calculation module. The invention adopts the sliding type carbon brush position sensing device to replace the existing single point limit switch. With the moving contact of the carbon brush wearing moving on the conductive bar, the test voltage changes. The length of the carbon brush is calculated by the voltage ratio to realize the real-time monitoring of the length of the carbon brush.

【技术实现步骤摘要】
实时监测碳刷长度的监测装置及包括其的碳刷和风电机组
本专利技术涉及风电机组领域,特别是涉及一种用于带集电环碳刷或接地碳刷的风力发电机实时监测碳刷长度的监测装置及包括其的碳刷和风电机组。
技术介绍
目前发电机碳刷长度监控,主要采用的方式为:在刷握上安装限位开关,并在碳刷尾部装设挂钩,当碳刷磨损到一定的程度时,碳刷尾部的挂钩触发限位开关,通过限位开关的信号向主控系统报警,告知碳刷磨损情况。风电机组运行环境恶劣,发电机在运行过程中受到多种不确定因素及环境条件综合作用,各个碳刷的磨损情况不尽相同,即使是集电环同一相上的各个碳刷,也会在实际运行中出现磨损长度不一致的情况。有些恶劣工况下,由于机组长期停机,环境湿度较大时,碳刷磨损产生的碳粉附着在碳刷与刷握间隙,容易发生结块,导致碳刷卡死。由于传统的感应式位置探测装置体积大,在狭窄的集电环室内无法安装,而且对使用环境要求较高,碳刷磨损产生的碳粉极易导致传感器故障。现有的碳刷监控装置,仅仅在碳刷磨损到需要更换时才发出报警,而对碳刷磨损过程中实际剩余长度无法实时监控。这一缺陷,造成发电机运行过程中出现的碳刷磨损异常,无法及时反馈给主控系统;当碳刷异常波及到其他发电机部件以致触发报警时,故障范围往往已经扩大,造成了其他部件的损伤。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、能够实现对碳刷长度实时监控的实时监测碳刷长度的监测装置及包括其的碳刷和风电机组。为解决上述技术问题,本专利技术提供的技术方案如下:一方面,本专利技术提供一种实时监测碳刷长度的监测装置,包括:安装板,所述安装板采用绝缘材质,所述安装板用于固定在碳刷的刷握上,所述安装板的一侧安装有能导电的导电排;动触头座,所述动触头座上安装有带有一个触点的导电块,所述导电块采用导电材质,所述导电块上的触点与所述导电排接触连接,所述动触头座的另一侧用于与碳刷尾部挂钩固定连接并随碳刷同步移动,使导电块的触点在导电块上接触滑动;逻辑电路,所述逻辑电路分别与导电排的两端连接,并在所述逻辑电路内设有用于在导电排两端施加直流电压的内置模块,且所述导电块通过内置模块与导电排的其中一端连接并通直流电压,使所述导电块与与其连接的导电排端的电压为变动电压,所述逻辑电路还内设有电压比值运算模块,用于获得变动电压和导电排两端总电压的电压比值。进一步地,所述逻辑电路根据电压比值与碳刷原始长度乘积计算出碳刷剩余长度。进一步地,所述导电排两端分别为A端和B端,所述导电块为C点,所述A端对应碳刷的原始长度,所述B端对应碳刷的需更换长度,所述B端与C点通过内置模块连接。进一步地,所述触点的形状为半球形,使所述触点与导电排通过半球形的球面触点接触连接。进一步地,所述逻辑电路用于与风电机组的主控系统连接,所述逻辑电路将计算出的碳刷实时长度并给所述主控系统发出信号。进一步地,所述导电排两端及导电块分别通过导线与所述逻辑电路连接,所述动触头座上设置有用于所述导线穿过的穿线孔。进一步地,所述动触头座上设置有用于固定连接所述碳刷尾部挂钩的固定夹。进一步地,所述导电排、触点和导电块采用相同的导电材质。进一步地,所述安装板和动触头座的外部还设置有外壳,所述安装板固定安装在所述外壳的空腔内,所述外壳面向碳刷的一侧设置有用于碳刷尾部挂钩移动的沟槽,所述碳刷尾部挂钩伸入所述外壳的沟槽内与空腔内的动触头座固定连接,所述动触头座随碳刷尾部挂钩在所述外壳的空腔内相对所述安装板移动,所述外壳用于固定安装在所述刷握上,所述外壳上设置有出线孔,所述外壳采用绝缘材质。另一方面,提供一种碳刷,包括所述的实时监测碳刷长度的监测装置,所述安装板与碳刷的刷握固定连接,所述动触头座与所述碳刷的碳刷尾部挂钩固定连接,随所述碳刷同步移动。再一方面,提供一种风电机组,包括主控系统、碳刷和用于装入碳刷的刷握,还包括所述的实时监测碳刷长度的监测装置,所述安装板与所述刷握固定连接,所述动触头座与所述碳刷的碳刷尾部挂钩固定连接,随所述碳刷同步移动,所述主控系统与逻辑电路连接,根据所述第逻辑电路计算出的碳刷实时长度进行实时监控。进一步地,包括若干碳刷,每个碳刷设置有独立的所述实时监测碳刷长度的监测装置,所述主控系统根据每个碳刷的监控长度判断风电机组的运行状态。采用这样的设计后,本专利技术至少具有以下优点:(1)本专利技术本设计针对现有的风电行业碳刷报警装置缺陷,提出了用滑动式碳刷位置传感装置替代现有的单点式限位开关,采用动触点、导电排结合的方式,配以简单的逻辑比较电路,随着碳刷磨损动触点在导电排上移动引起测试电压变化,通过测试电压和总电压的比值计算碳刷的长度,实现对碳刷长度的实时监控。(2)本专利技术优选采用触点移动、导电排结合的方式,通过测试实时电压,可准确、快速的判断碳刷的阶段性长度。(3)本专利技术还可针对风力发电机碳刷状态监控的需求,通过设计独立的碳刷位置传感装置,实现对碳刷长度的实时监控。通过碳刷长度监测装置,主控系统可得知每个碳刷的剩余长度。当某个或某几个碳刷剩余长度与其余碳刷不同时,即预示着发电机运行过程中,碳刷或集电环等部件可能存在故障,便于维护人员根据碳刷状态,提前对潜在故障进行排查,防止故障范围扩大到其他关键部件,引起机组停机。(4)本专利技术不仅结构简单,易于操作,可靠性高。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术的实时监测碳刷长度的监测装置安装到刷握上的结构示意图;图2是本专利技术的实时监测碳刷长度的监测装置安装到刷握上的连接结构示意图;图3是本专利技术的实时监测碳刷长度的监测装置安装到刷握上侧面结构示意图;图4是图3的A-A剖面图;图5是图4的I处放大图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术,并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域技术人员。本
技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。本
技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。本专利技术提供一种实时监测本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种实时监测碳刷长度的监测装置,其特征在于,包括:/n安装板,所述安装板采用绝缘材质,所述安装板用于固定在碳刷的刷握上,所述安装板的一侧安装有能导电的导电排;/n动触头座,所述动触头座上安装有带有一个触点的导电块,所述导电块采用导电材质,所述导电块上的触点与所述导电排接触连接,所述动触头座的另一侧用于与碳刷尾部挂钩固定连接并随碳刷同步移动,使导电块的触点在导电块上接触滑动;/n逻辑电路,所述逻辑电路分别与导电排的两端连接,并在所述逻辑电路内设有用于在导电排两端施加直流电压的内置模块,且所述导电块通过内置模块与导电排的其中一端连接并通直流电压,使所述导电块与与其连接的导电排端的电压为变动电压,所述逻辑电路还内设有电压比值运算模块,用于获得变动电压和导电排两端总电压的电压比值。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时监测碳刷长度的监测装置,其特征在于,包括:
安装板,所述安装板采用绝缘材质,所述安装板用于固定在碳刷的刷握上,所述安装板的一侧安装有能导电的导电排;
动触头座,所述动触头座上安装有带有一个触点的导电块,所述导电块采用导电材质,所述导电块上的触点与所述导电排接触连接,所述动触头座的另一侧用于与碳刷尾部挂钩固定连接并随碳刷同步移动,使导电块的触点在导电块上接触滑动;
逻辑电路,所述逻辑电路分别与导电排的两端连接,并在所述逻辑电路内设有用于在导电排两端施加直流电压的内置模块,且所述导电块通过内置模块与导电排的其中一端连接并通直流电压,使所述导电块与与其连接的导电排端的电压为变动电压,所述逻辑电路还内设有电压比值运算模块,用于获得变动电压和导电排两端总电压的电压比值。


2.根据权利要求1所述的实时监测碳刷长度的监测装置,其特征在于,所述导电排两端分别为A端和B端,所述导电块为C点,所述A端对应碳刷的原始长度,所述B端对应碳刷的需更换长度,所述B端与C点通过内置模块连接;
和/或,所述逻辑电路根据电压比值与碳刷原始长度乘积计算出碳刷剩余长度。


3.根据权利要求2所述的实时监测碳刷长度的监测装置,其特征在于,所述逻辑电路用于与风电机组的主控系统连接,所述逻辑电路将计算出的碳刷长度并给所述主控系统发出信号。


4.根据权利要求1至3任一所述的实时监测碳刷长度的监测装置,其特征在于,所述触点的形状为半球形,使所述触点与导电排通过半球形的球面触点接触连接。


5.根据权利要求1至4任一所述的实时监测碳刷长度的监测装置,其特征在于,所述导电...

【专利技术属性】
技术研发人员:褚景春袁凌刘金鹿汪正军
申请(专利权)人:国电联合动力技术有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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