Устройство контроля работы щеточноколлекторного узла электрической машины

Устройство контроля работы щеточноколлекторного узла электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккк

Социалнстмческмк республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 970570

° (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зая влеио 16.04.81 (21) 3276165/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (53)M. Кл.

Н 02 К !3/14

G О1 R 31/34

Гоеударстваиый комитет

СССР по делам изабретеиий и аткрытий

Опубликовано30.10.82, Бюллетень И 40

Дата опубликования описания 30.10.82 (53) УД К621.313..2 (088.8) Ю, Я. Безбородов, В. И. Тимошина и В. С. Стукач (72) Авторы изобретения

Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ЩЕТОЧНΠ— КОЛЛЕКТОРНОГО

УЗЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при коммутационных испытаниях коллекторных электрических машин.

Известен способ контроля работы щеточноколлекторного узла и устройство электродвита5 теля постоянного тока, его реализующее. При реализации способа измеряют с помощью соответствующих вольтметров пиковое и средне- выпрямленное значение пульсаций напряже10 ния в скользящем контакте, формируют сигнал, пропорциональный их отношению, сравнивают его с сигналом установки, соответствующим нормальному состоянию скользящего контакта и отношению пикового и средневьшрямленного значений пульсаций переходного напряжения, и по разнице указанных сигналов судят о состоянии скользящего контакта (1).

Недостаток данного устройства — слабая зависимость интенсивности искрения и износа контактной пары от амплитуды пульсации переходного напряжения скользящего контакта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее датчик импульсов напряжения разрядов и блок измерения и оценки интенсивности искрения по длительности указанных импульсов, подключаемый к датчику и блоку питания. Блок измерения и оценки содержит последовательно соединенные усилитель электрических импульсов, инвертор, шунтированный двухпозиционным переключателем, формирователь прямоугольных . импульсов, генератор пилообразного напряжения, выполненного по схеме интегратора со сбросом, и параллельные цепи из последовательно включенных амплитудного компаратора электрических сигналов, триггера, снабженного ждущим мультивибратором, электронного ключа и индикатора, например лампочки. При реализации способа с использованием известного устройства формируют сигнал, пропорциональный длительности каждого импульса разряда, сравнивают его с сигналами уставки, соответствующими максимальным длительностям импульсов разрядов и определенным классам искрения по шкале

50

При реализации предлагаемого способа контроля работы щеточно-коллекторного узла электрической машины одновременно измеряют и сравнивают с сигналами уставки длительность импульсов разрядов на каждой искрящей ламели коллектора и среднее значение их длительности в единицу времени. Оценку состояния скользящего контакта производят по на3 970570

ГОСТ 173 — 74, и по разнице указанного сигнала от сигнала уставки оценивают интенсивность искрения и состояние щеточно-коллекторного узла электрических машин (2).

Недостатком указанного устройства является слабая связь контролируемого сигнала с состоянием и надежностью работы щеточного аппарата. Скорость износа щетки зависит от интегрального значения длительности (энергии) импульсов разрядов в единицу времени, а согласно теории надежности вероятность безотказной работы определяется как ресурсом коллектора, так и щеток. Оценка состояния щеточно-коллекторного узла по этому способу

" будет верна и определяет состояние и надежность его, когда на одной — двух пластинах коллектора наблюдается интенсивное искрение по механическим причинам, и слабое искрение— на остальных пластинах. При обычно встречающемся удовлетворительном механическом состоянии коллектора и щеточного аппарата нарушение токосъема определяется дефектами электромагнитного характера (настройка дополнительных полюсов, смещение щеток с нейтрали и т.д.) и ресурс коллектора .определяется также по средней величине длительности импульсов разрядов на искрящих пластинах.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля. ч

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической: машины по длительности импульсов разрядов, содержащее последовательно соединенные бесконтактный датчик импульсов напряжения разрядов, блок формирования прямоугольных импульсов, интегратор со сбросом и включенные параллельно на его выход несколько компараторов электрических сигналов и .блоков индикации с блоками памяти и схему соединения между ними, введены блок усреднения, управляемые пороговые устройства, последовательно соединенные со схемами ИЛИ, вторые входы которых подключены независимо к каждому из компараторов, а выходы — к блокам памяти 45 индикаторов, входы управляемых пороговых устройств объединены и подключены через блок усреднения к выходу блока формирования прямоугольных импульсов.

4 ибольшему сигналу из результатов сравнения.

Сигналы уставки соответствуют границе нормального состояния щеточно-коллекторного узла, максимальной и средней длительности импульсов разрядов на коллекторе.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из бесконтактного датчика 1 импульсов напряжения, блока 2 формирования прямоугольных импульсов, интегратора 3 со сбросом, блока 4 усреднения и, n-параллельных каналов классификации со стояния щеточно-коллекторного узла, каждый из которых состоит из амплитудного компаратора 5, управляемого порогового устройства 6 и последовательно соединенных логической схемы

7 ИЛИ, блока 8 памяти и блока 9 индикации.

Бесконтактный датчик 1 импульсов напряжения разрядов через блок 2 формирования прямоугольных импульсов соединен с блоком 4 усреднения и интегратором 3 со сбросом на выходе которого включены компараторы 5. Входы управляемых пороговых устройств 6 объединены и подключены к блоку

4 усреднения. Каждый из входов двух входных схем 7 ИЛИ подключен независимо к, C соответствующему компаратору 5 и управляемому пороговому устройству 6.

Конструктивно устройство выполнено в виде блока измерения и оценки, в корпусе которого размещены все элементы, и датчика импульсов напряжения разрядов, закрепленного в наконечнике. штанги-держателя, выполненной из диэлектрического материала, от датчика через штангу пропущен коаксиальный кабель для присоединения датчика к прибору.

На переднюю панель вынесены индикаторные лампочки всех каналов классификации состоя ния шеточно-коллекторного узла, кнопка

"Сброс" и тумблер включения прибора в сеть. На заднюю стенку корпуса выведены разъемы для подключения кабеля питания и цифровой вычислительной машины (ЦВМ).

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 устройства закрепляют у искрящего края рабочей щетки на коллекторе. Импульсы напряжения разрядов подаются с помощью датчика 1 в блок 2 формирования прямоугольных импульсов, в котором происходит их усиление и формирование прямоугольных импульсов с длительностью, равной длительности импульсов напряжения разрядов. Эти импульсы поступают на интегратор 3 со сбросом и блок 4 усреднения, которые формируют сигналы, пропорциональные соответственно длительности каждого импульса разряда и среднему значению их длителыюсти в единицу времени. С выхода интегратора 3 со сбросом пилообразные импульсы поступают на

970570 если горят все лампочки — состояние контакта 2.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с существующими повышение достоверности контроля состояния скользящего контакта, так как оценка по данному способу учитывает все виды (электромагнитные и механические) дефектов, определяющих интенсивность искрения и свяэа1п на с надежностью работы и коллектора и щеток.

30 входы компараторов 5, на вторые входы которых подано опорное напряжение. С выхода блока 4 усреднения напряжение поступает на управляемые пороговые устройства 6. В компараторах и управляемых пороговых устройств

6 происходит сравнение упомянутых сформированных сигналов с сигналами уставки (опорные напряжения и пороги устройств 6), величины которых различны и соответствуют максимальной и средней длительности в единицу времени импульсов разрядов и границе нормального состояния щеточно-коллекторного узла для каждого канала его классификации.

Результаты сравнения с выходов компараторов

5 и пороговых устройств 6 поступают на входы соответствующих логических схем 7 ИЛИ.

Если хотя бы на одном из входов схем 7

ИЛИ будет напряжение, то на ее выходе появится сигнал, вызывающий срабатывание блока 8 памяти и загорание индикаторной лампочки 9. Данный ситнал может также регистрироваться в памяти ЦВМ, подключаемой соединительным кабелем к прибору. Установка блоков 8 памяти в исходное состояние осуществляется в ручном режиме кнопкой "Сброс", 5 в автоматическом режиме сигналом "Начало измерения" с UBM, Величина опорного напряжения и порога устройств 6 регулируется <, при градуировке прибора с помощью генератора импульсов.

Индикаторные лампочки каждого канала классификации состояния щеточно-коллекторного узла установлены на лицевой панели устройства и имеют условные обозначения

1 1/4, 1 1/2, 2. Оценка состояния скользящего контакта осуществляется по максимальному значению иэ результатов сравнения, т.е. если не горит ни одна лампочка — состояние скользящего контакта 1, если горит одна лампочка 1 1/4 — состояние скользящего контакта 1 1/4, если горят лампочки 1 1/4, 1 1/2 — состояние скользящего контакта 1 1/2, Формула изобретения

Устройство контроля работы щеточно-коллекторного узла электрической машины, содержащее последовательно соединенные бесконтактный датчик импульсов напряжения разрядов, блок формирования прямоугольных импульсов, интегратор со сбросом и включенные параллельно на его вход компараторы электрических ситналов и блоки шщикации с блоками памяти и схему соединений между ними, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено блоком усреднения, управляемыми пороговыми устройствами, последовательно соединенными со схемами ИЛИ, вторые входы которых подключены независимо к каждому из компараторов, а выходы — к блокам памяти индикаторов, входы управляемых пороговых устройств объедш ены и подключены через блок усреднения к выходу блока формирования прямоугольных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 640396, кл. Н 02 К 13/14 1978.

2. Авторское свидетельство СССР Х 52"535, кл. Н 02 К 13/14 1973.

970570

Составитель С. Шутова

Техред М. Коштура

Корректор А. Ференд

Редактор Л. Пчелинская

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8415/70 тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5