用于监测电机的一个以上组件的状态的系统和方法技术方案

公开了电机的示例刷架组件。电机的示例刷架组件包括碳刷，该碳刷包括上表面和与上表面相对的下表面。刷架组件还包括一根以上的导线，其在所述上表面的插入点处延伸出所述碳刷,以及从所述上表面延伸到所述碳刷中的第一空腔，其位置与所述一根以上的导线的插入点间隔开，并且不受所述一根以上的导线的阻碍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测电机的一个以上组件的状态的系统和方法相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求于2019年6月25日提交的第62/866,176号美国临时申请和于2018年10月4日提交的第62/741,152号美国临时申请的优先权权益，上述申请的全部内容通过引用并入此文。
本公开总体上涉及用于监测可以在电气设备和/或滑环组件中使用的刷子和刷架组件的监测系统。更具体地，本公开涉及使用传感器来监测刷架组件中的刷子的磨损和/或电子设备的滑环的状况的监测装置、组件、系统以及方法。
技术介绍
电气设备中的刷子的目的是将电流从固定触点传递到移动触点表面，反之亦然。刷子和刷架可用于电气设备，例如发电机、电动机和/或滑环组件，或滑动连接应用，例如旋转机器(如旋转吊车或在单轨铁路上的线性滑动连接)上的滑环组件。许多电气设备中的刷子是由导电材料(例如石墨、碳石墨、电石墨、金属石墨等)制成的块或其他结构，其适于与一个或多个导电表面接触以通过电流。导电导线或分路器从刷子延伸，以提供从另一导电构件到刷子和/或从刷子到另一导电构件的电通路。在一些设计中，在操作过程中，刷子箱式刷架或其他类型的刷架可用于支撑与电气设备的移动接触表面接触的刷子。可以将刷子和刷子箱设计成使得刷子可以在刷子箱内滑动，以提供刷子和刷子接触的移动接触表面之间的连续接触。在操作期间，可能发生异常和/或阈值状况，这可能指示可能需要更换电气设备的一个或多个组件，可能需要检查或关注电气设备的一个或多个组件和/或可能需要进行维护。例如，异常和/或阈值条件可能表示可能需要更换刷子、刷架、弹簧、分流器、换向器、集电环和/或其他组件中的一个或多个，可能需要检查刷子、刷架、弹簧、分流器、换向器、集电环和/或其他组件中的一个或多个，并且/或者可能需要进行维护。监测电气设备中的一个或多个组件以便观察异常和/或阈值条件的发生将是有利的。此外，将异常和/或阈值状况的发生警告给操作员和/或技术人员和/或安排技术人员干预将是有利的。
技术实现思路
本公开涉及使用传感器来监测刷架组件中的刷子的磨损和/或电气设备的滑环的状况的监测装置、组件、系统和方法。电机的示例刷架组件包括碳刷，该碳刷包括上表面和与上表面相对的下表面。刷架组件还包括一根以上的导线，其在所述上表面的插入点处延伸出所述碳刷,以及从所述上表面延伸到所述碳刷中的第一空腔，其位置与所述一根以上的导线的插入点间隔开，并且不受所述一根以上的导线的阻碍。替代地或另外地，还包括联接至碳刷的间隔件，该间隔件包括构造成可释放地接合在第一空腔内的第一突起。替代地或另外地，还包括联接至间隔件的磨损状态监测器，其中，磨损状态监测器设计为在磨损状态监测器旋转时测量磨损状态监测器的角位移。替代地或另外地，其中，所述碳刷还包括从上表面到下表面测量的长度，其中，随着碳刷的下表面在使用过程中磨损，该长度从初始长度减小，并且其中，测得的磨损状态监测器的角位移与碳刷长度的减少相关联。替代地或另外地，其中第一突起在碳刷的第一空腔中的接合构造成将间隔件与碳刷保持固定的关系。替代地或另外地，其中，第一突起远离间隔件的底表面延伸。替代地或另外地，其中第一空腔包括沿着碳刷的上表面延伸的通道，并且其中第一突起构造成与该通道配合并插入到该通道中。替代地或另外地，其中第一空腔包括第一锥形表面，并且其中第一突起包括第二锥形表面，第二锥形表面设计成与第一空腔的第一锥形表面配合。替代地或另外地，其中碳刷还包括第二空腔，该第二空腔从所述上表面延伸到所述碳刷中，其位置与所述一根以上的导线的所述插入点间隔开，并且不受所述一根以上的导线的阻碍，其中第二空腔与第一空腔间隔开。替代地或另外地，其中，间隔件还包括第二突起，该第二突起构造成可释放地接合在第二空腔内。替代地或另外地，其中第一突起和第二突起设计为同时接合碳刷，并且其中第一突起和第二突起与碳刷的第一空腔和第二空腔的接合构造成将隔离件与碳刷保持为固定关系。替代地或另外地，其中第一突起和第二突起都远离间隔件的底表面延伸。替代地或另外地，其中第一突起和第二突起两者的形状设计成与第一空腔和第二空腔配合。用于监测碳刷的磨损状态的另一示例系统包括刷架组件。刷架组件包括碳刷，该碳刷包括上表面、与上表面相对的下表面以及从上表面到下表面测量的长度，其中该长度随着碳刷的下表面在使用过程中磨损从初始长度减小。刷架组件还包括具有第一端和第二端以及盘绕部分的弹簧。此外，刷架组件包括位于弹簧的盘绕部分内的磨损状态监测器，该磨损状态监测器包括传感器，其中该传感器配置为随着磨损状态监测器旋转而测量磨损状态监测器的角位移。另外，刷子组件还包括位于弹簧的盘绕部分和碳刷的上表面之间的间隔件，该间隔件包括远离间隔件的底面延伸的第一突起，其中，碳刷包括从上表面延伸到碳刷中的第一空腔，并且其中第一空腔在其中接收第一突起。替代地或另外地，进一步包括具有第一端和第二端的导线，所述第二端远离所述第一端延伸，其中所述第一端在所述碳刷所述上表面处的插入点处延伸到所述碳刷中，并与所述第一空腔间隔开。替代地或另外地，其中第一突起在第一空腔内的接合构造成将间隔件与碳刷保持固定的关系。替代地或另外地，其中，测得的磨损状态监测器的角位移与碳刷的长度的减小量相关。替代地或另外地，其中第一空腔包括沿着碳刷的上表面延伸的通道，并且其中第一突起构造成与该通道配合并插入到该通道中。替代地或另外地，其中第一空腔包括锥形表面，并且其中第一突起包括设计成与第一空腔的锥形表面配合的锥形表面。替代地或另外地，其中碳刷进一步包括第二空腔，该第二空腔从碳刷的上表面延伸到碳刷中，其中第二空腔与第一空腔间隔开。替代地或另外地，其中，间隔件还包括延伸到第二空腔中的第二突起。替代地或另外地，其中第一突起和第二突起设计为同时接合碳刷，并且其中第一突起和第二突起与碳刷的接合构造成将间隔件与碳刷保持固定关系。替代地或另外地，其中第一突起和第二突起都远离间隔件的底表面延伸。替代地或另外地，其中，当第一和第二突起位于第一和第二空腔中时，间隔件的底表面与碳刷的上表面并置。用于电气设备的刷架组件的另一示例组件包括：碳刷，其包括上表面、与上表面相对的下表面以及从所述上表面到所述下表面测得的长度。该刷子组件还包括一根以上的导线，其在上表面上的插入点处延伸出所述碳刷，以及第一空腔和第二空腔，其从所述上表面延伸到所述碳刷中，其位置与所述一根以上的导线的所述插入点间隔开，并且不受所述一根以上的导线的阻碍。此外，刷子组件包括间隔件，其具有从间隔件的下表面延伸的第一和第二突起，所述第一和第二突起构构造成当所述间隔件的所述下表面与所述碳刷的所述上表面并置时插入所述第一和第二空腔中。一些实施例、方面和/或示例的以上概述并非旨在描述本公开的每个实施例或每个实施方式。以下的附图和详细描述更具体地举例说明了这些实施例。附图说明结合附图考虑以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电机的刷架组件的组件，包括：/n碳刷，其包括上表面和与所述上表面相对的下表面，/n一根以上的导线，其在所述上表面的插入点处延伸出所述碳刷；/n从所述上表面延伸到所述碳刷中的第一空腔，其位置与所述一根以上的导线的插入点间隔开，并且不受所述一根以上的导线的阻碍。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181004 US 62/741,152;20190625 US 62/866,1761.一种用于电机的刷架组件的组件，包括：
碳刷，其包括上表面和与所述上表面相对的下表面，
一根以上的导线，其在所述上表面的插入点处延伸出所述碳刷；
从所述上表面延伸到所述碳刷中的第一空腔，其位置与所述一根以上的导线的插入点间隔开，并且不受所述一根以上的导线的阻碍。


2.根据权利要求1所述的组件，还包括联接至所述碳刷的间隔件，所述间隔件包括构造成可释放地接合在所述第一空腔内的第一突起。


3.根据权利要求2所述的组件，还包括联接至所述间隔件的磨损状态监测器，其中，所述磨损状态监测器设计为在所述磨损状态监测器旋转时测量所述磨损状态监测器的角位移。


4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述碳刷还包括从所述上表面到所述下表面测量的长度，其中，随着所述碳刷的所述下表面在使用过程中磨损，所述长度从初始长度减小，并且其中测得的所述磨损状态监测器的所述角位移与所述碳刷的长度减小有关。


5.根据权利要求2所述的组件，其中，所述第一突起在所述碳刷的所述第一空腔中的接合构造成将所述间隔件与所述碳刷保持固定的关系。


6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述第一突起远离所述间隔件的底表面延伸。


7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述第一空腔包括沿着所述碳刷的所述上表面延伸的通道，并且其中所述第一突起构造成与所述通道配合并插入到所述通道中。


8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述第一空腔包括第一锥形表面，并且其中所述第一突起包括设计成与所述第一空腔的所述第一锥形表面配合的第二锥形表面。


9.根据权利要求2所述的组件，其中，所述碳刷还包括第二空腔，所述第二空腔从所述上表面延伸到所述碳刷中，其位置与所述一根以上的导线的所述插入点间隔开，并且不受所述一根以上的导线的阻碍，其中所述第二空腔与所述第一空腔间隔开。


10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述间隔件还包括第二突起，所述第二突起构造成可释放地接合在所述第二空腔内。


11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述第一突起和所述第二突起设计为同时接合所述碳刷，并且其中，所述第一突起和所述第二突起与所述碳刷的所述第一空腔和第二空腔的接合构造成将所述间隔件与所述碳刷保持固定的关系。


12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述第一突起和所述第二突起都远离所述间隔件的底面延伸。


13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述第一突起和所述第二突起两者的形状设计成与所述第一腔空和所述第二空腔配合。


14.一种用于监视碳刷的磨损状态的系统，包括：
刷架组件，所述刷架组件包括：
碳刷，其包括上表面，与所述上表面相对的下表面，以及从所述上表面到所述下表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·S·科茨福斯，达斯汀·L·科茨福斯，大卫·威廉·德鲁·哈里森，道格拉斯·克里斯托弗·布鲁埃，
申请(专利权)人：科茨福斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US