Устройство для многоточечного контроля параметров вращающегося объекта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (>>) 4005231

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63 ) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 31.12.81 (2)) 3374014/24-07 (51)М. Кд.

Н 01Й 39/64 с присоединением заявки,рв(23) Приоритет

Г4судврстееквмй кемнтет

СССР

По аелам взевретеккй

w аткрытяй

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № IO

Дата опубликования описания 15.03.83. (53) ДК621.3.

° 047 (088.8) Н. С. Гриненко, Ф. М. Бабенко, H. М. ебг4ф® .И.

С. П. Логвиненко, В. П. Uap;@. М, jest. " "о ф тс

%5 т

:с

" т (72) Авторы. изобретения нко, k т т т

t ,1

Ф (71) Заявитель

Физико-технический институт низких (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОТОЧЕЧНОГО

КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ

ОБЪЕКТА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, передающим электрические сигналы с вращающегося объекта на неподвижные приборы.

Известно токосъемное устройство

5 для многоточечного контроля парамет ров вращающегося объекта, содержащее вал с контактными кольцами, к которым пневматически прижимаются щетки Ц.

Существенным недостатком этого устройства является то, что число контактных колец, размещенных на его

Роторев о Раттичено допустим @ радиаль ным биением, возрастающим при заданной жесткости ротора с увеличением расстояния между его опорами. Повышение же жесткости ротора за счет увеличения его диаметра щвтводит к 20 росту окружной скорости контактного кольца, что обуславливает повышение переходного сопротивления в контактной паре щетка - кольцо и тем самым увеличивает погрешность измерения.

Указанные обстоятельства ограничивают число датчиков, размещаемых на вра щающемся объекте и тем самым сок ращают число контролируемых точек объекта в процессе его вращения.

Значительно увеличить число конт ролируемых точек на вращающемся объекте позволяет известное наиболее близким к изобретению является устрой ство для многоточечного контроля параметров вращающегося объекта, в кото» ром токосъемник может поочередно подключаться к различным группам датчиков посредством коммутирующего устройства с приводом в виде шагсь вого двигателя. В этом устройстве датчики подключены к группе ламелей статора коммутирующего устройства, размещенного на вращающемся объек те, а другая группа ламелей электричеоки соединена с контактными кольцами, расположенными на валу токосъемнн ка, жестко соединенном со статором

3 10082 коммутирующего устройства. Ротор ком мутирующего устройства соединен с ротором шагового двигателя и снабжен щетками, которые служат для электри ческого переключения ламелей,соединенных с датжками,на ламели,подключенные к контактным кольцам токосъемника.

Поочередное подкшочение колец. токосъемника к различным группам датчиков осуществляется коммутацией ламелей щ статора коммутирующего устройства при вращении его ротора, приводимого в движение шаговым двигателем.

Шетки токосъемника, соответствующие измерительным цепям,, подключены к . М регистрирующему прибору. Обмотки ста тора. шагового двигателя через токосъемник подключены к блоку управления.

Данное устройство позволяет значитель но увеличить чиспо контролируемых то 2ф чек на вращающемся объекте 2 .

Однако это устройство обладает существенными недостатками. Сигнал с датчика поступает на ламель статора коммутирующего устройства, затем . 2S на щетку ротора коммутирующего устрой ства, а с нее через допопиительную щетку на ламель статора, откуда че- . рез токосъемник попадает на регистри» руюший прибор. Нестабильность перс» щ ходного сопротивления прижимного кон такта, контактная термо ЗДС определяют собственные помехи коммутирующего устройства, которые могут быть значи тельными и соизмеримыми. с полезным сигналом от датчика. Вследствие наличия .в измерительной цепи четырех таких прижимных контактов надежность и достоверность производимых измерений здесь невелика.

Белью изобретения является повынне надежности и достоверности измерения параметров вращающегося объек« та.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве содержащем коммутирующее устройство, статор которого имеет ламели, а ротор содержит щетки и соединен с валом двигателя, обмотки статора которого через токосъемник подключены к блоку управления, токосъемник имеет контактные кольца, размещенные на валу, и щетки, подключенные к регистрирующему прибору, вал токосъемника установлен с возможностью синхронного вращения с валом шагового двигателя, при этом подключение обмоток статора шагового двигателя

31 4 к токосъемнику ос(ществлено посредством подключения обмоток отатора к ламелям коммутирующего устройства, а щеток последнего - к контактным кольцам токосъемника.

При этом валы токосьемника, шаго вого двигателя и коммутирующего устройства целесообразно изготовить в виде одного цельного вала, в кото-! ром целесообразно выполнить полость для размещения коммуникаций вращающегося объема:. трубопроводов, электричес них шин и т,п, Корпус токосъемника может быть соединен с неподвижной опорой посредством гибкой подвески, фиксирующей его от поворота, На чертеже представлено устройство продольный разрез, Устройство содержит полый вал 1, на котором размещены ротор 2 коммутирующего устройства с контактными щетками 3, ротор 4 шагового двигат ля и контактные кольца 5 токосъемника. Щетки 3 электрически соединены с контактными кольцами 5. Вал 1 установ» лен в подшипниках 6 корпуса 7, в ко тором размещен статор 8 коммутирую- . щего устройства с ламелями 9, равно мерно расположенными по. окружности и электрически соединенными с датчиками, установленными на вращающемся объекте (на чертеже не показаны) и шинами 10, соединенными с выводами обмоток 11 шагового двигателя. Корпус 7 фланцем 1. Г крепится к вращающемуся объекту. На валу 1 на опорах 13 установлен корпус 14 со щетками 15.

Корпус 14 упругими элементами (на чертеже не показаны) крепится к непод вижной опоре вращающегося объекта.

Щетки 15 подключены к регистри» руюшему прибору и бпоку управления (на чертеже не показаны).

Устройство работает следуюшим образом.

Сигнал с датчиков поступает на ламепи 9 статора 8 коммутирующего устройства, который вращается вместе с объектом, откуда через контактйые щетки 3 кольца 5 и щетки 15 передае вся на регистрирующий прибор.

Поспе фиксации сигнала регистрирую щим прибором в блоке управления вы рабатывается импульс, который через соответствующие щетки 15, кольца 5, щетки 3 и шины 10 поступает на обмотки 11 статора шагового двигателя

5 10

Ротор 4 шагового двигателя провора чивается при этом на определенный . рчж вместе с ротором 2. коммутнрутощего устройства, переключая щетки 3 с одной группы ламепей 9 на другую.

Регистрирующий прибор фиксирует показания датчиков подключенных к этой группе ламелей, после чего происходит следующее переключение., В итоге обеопечивается последовательный опрос всех датчиков, размещенных на вращающемся обьекте.

Основным преимуществом устройства . является.то, что здесь каждая измерительная цепь содержит только два прижимных контакта вместо четырех в про тотипе. Соответственно уменьшена sepo» ятность потери или искажения переда.ваемого сигнала или, другими словами, повышена надежность и достоверность контроля параметров вращающегося объехуа. Эгому же способствует и то обстоф,ельство, что корпус токосъемни ка благодаря закреплению на упругих элементах имеет возможность отслеживания колебания его ротора, что обеспе»чивает надежный контакт щеток с контактными кольцам

Кроме того, конструкпия устройства позволяет выполнить ввл полым и разместить в атой полости различные коммуникации вращающегося объекта.

Это приобретает особое значение для, электрических машин с криогенным ох лаждением, где в силу конструктивных особонностей системы алектропитания, подачи хлвдвгента, съема информации и-вакуумироввния размещают с одной и той же стороны электрической машины.

08231 6

Формула изобретения

1. Устройство для многоточечного контроля параметров вращающегося объекта, содержащее коммутирующее . устройство, статор которого имеет лв мели, а ротор содержит щетки и соединен с валом шагового двигателя, обмотки статора которого через токо10 сьемник подключены к блоку управления, токосъемник имеет контактны: коль ца, размещенные на валу, и щетки, подключенные к регистрирующему при бору, отличающеесятем, 1% что, с целью повышения надежности и достоверности контроля параметров, ввл токосьемника установлен с возмож постыл синхронного вращения с ваном шагового двигателя,. при этом подклю»

ЗФ чение обмоток статора шагового дви гателя к токосъемнику осуществлено посредством подключения обмоток ств тора к ламелям коммутирующего устрой сгва, а щеток последнего - к контвк

2З ным кольцам токосъемника.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юз»

m е е с я тем,что ввл токосъемникУвы полнен за одно целое с валом шагового дви» гателя и коммутирующего устройства.

Источники информапии, прюшятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2791103/07, .кл. Н 01 P 39/64, 1979.

2. Суетин О. Н. и др. Контроль температуры вращающихся роторов газовых турбин, Сб. Паротурбостроение, М„

НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1970, с. 77-81

1008231

2 8 Е 711

Тираж 588 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1 91 8/73

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Кузнецова

Редактор М. Петрова Техред А.Бабинеп Корректор Л. Бокшаы