Устройство контроля скользящего контакта электродвигателя постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЙ СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее трансформатор с двумя встречно направленными первичными обмотками, подключенными через якорную цепь к клеммам источника питания, и вторичной обмоткой , к которой подключены блок измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения и блок контроля частоты вращения, отличающееся тем что, с целью повышения точности контроля и уменьшения массы и габаритов, оно снабжено регулятором тока , электролитическим конденса- . тором, схемой сравнения и двумя датчиками тока, один из которых соединен с одной из первичных обмоток трансформатора и с клеммой источника питания, а другой датчик тока соединен параллельно с конденсатором и подключен одним концом к второй первичной обмотке трансформатора, а другим - к указанной клемме, входы регулятора тока соединены с клем-i мами источника питания, а выход .с первой первичной обмоткой трансформатора , причем входы схемы сравнения соединены с общими точками соединения датчиков тока и первичны- g ми обмотками трансформатора, а выход соединен с регулирующим входом регулятора тока. 0:1 sq J СП :д t. 4

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ 6 01 В 31 34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3422051/24-07 (22) 12.04.82 (46) 15.01.84. Вюл. М 2 (72) В.Н. Потапов, В.Ф. Герман, A.В. Антипов, С.Н. Ауэин и В.Д. Гаврилов (71) Рижский Краснознаменный инсти тут инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 621.313.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 -131821, кл. Н 02 К 15/00, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

9 849382, кл. Н 02 К 15/00, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке )), 3005777/07, кл. G 01 R 31/34, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее трансформатор с двумя встречно направленными первичными обмотками, подключенными через якорную цепь к клеммам источника питания, и вторичной обмоткой, к которой подключены блок измерения отношения пикового и cpezjневыпрямленного значений пульсаций напряжения и блок контроля частоты вращения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля и уменьшения массы и габаритов, оно снабжено регулятором тока, электролитическим конденсатором, схемой сравнения и двумя датчиками тока, один из которых соединен с одной из первичных обмоток трансформатора и с клеммой источника питания, а другой датчик тока соединен параллельно с конденсатором и подключен одним концом к второй первичной обмотке трансформатора, а другим - к укаэанной клемме, вхо- Я ды регулятора тока соединены с клеммами источника питания, а выход ; с первой первичной обмоткой трансформатора, причем входы схемы сравнения соединены с общими точками " соединения датчиков тока и первичны- Я ми обмотками трансформатора, .а выход соединен с регулирующим входом регулятора тока.

1067455

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно малой мощности, и может найти применение в специализированных переносных приборах диагностирования для безразборной оценки технического состояния электродвигателей различных объектов, например самолетов, а также в других отраслях, в частности в электромашиностроении.

Известно устройство для контро- 10 ля электрических машин, содержащее встроенный датчик коммутационных пульсаций напряжения, фильтр и индикатор t 11.

Недостатком известного устройст- )5 ва является ограниченная область применения, обусловленная использованием встроенного датчика коммута.ционных пульсаций напряжения и заBHcHMocTblo контролируемого пара- 7О метра от режима работы машины.

Известно также устройство контроля скользящего контакта, содержащее блок измерения пикового и средневыпрямленного значений пуль- . 25 саций напряжения, датчик коммутационных пульсаций напряжения, индикатор L2J.

Недостатком такого устройства является ограниченная область при- 30 менения, так как оно позволяет гиагностировать непосредственно на объекте ограниченную номенклатуру электродвигателей, в основном реверсивные электродвигатели, имеющие две обмотки возбуждения. Пои этом s качеств< датчика коммутационных пульсаций напряжения используется свободная обмотка возбуждения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее блок измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений напряжения, блок конт- "5 роля частоты вращения, датчик коммутационных пульсаций напряжения, выполненный в виде трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с входами блоков измерения отноше.— ния пикового и средневыпрямленного значений и контроля частоты вращения, а одна иэ двух встречно намотанных первичных обмоток эашунтирована конденсатором t3J. 55

Недостатками данного устройства являются большие массы и габариты устройства, а также огра<ниченная точность контроля. Это обусловлено сложностью обеспечения эффективного 60 шунтирования первичной обмотки трансформатора (no переменной составляющей тока с помощью конденсатора) в широком частотном диапазоне. Так, например, из условия обеспеченыя 65 емкостного сопротивления на порядок меньше индуктивного при них<ней рабочей частоте спектра пульсаций тока

100 Гц и емкости конденсатора

С = 10 мкФ расчетное значение индуктивности одной первичной обмотки трансформатора равно 2,5 Гн. Если учесть, что таких обмоток две, а также принимая во вниман.<е необходимость обеспечения небольшого омического сопротивления обмоток, а следовательно, использование большого сечения приводов,,становятся очевидными значительные массы и габариты устройства. Все это делает практически невозможным использование известного устройства в переносных диагностических приборах.

Целью изобретения является повы- шение точности контроля, уменьшение массы и габаритов устройства. указанная цель достигается тем, что в устройство контроля, содержащее трансформатор с двумя встречно направленными первичными обмотками, подключенными через якорную цепь к клеммам источника питания, и вторичной обмоткой, к которой подключены блок измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения и блок контроля частоты вращения, введены регулятор тока, злектролитический конденсатор, схема сравнения и два датчика тока, один иэ которых соединен с одной из первичных обмоток трансформатора и с клеммой источника питания, а другой датчик тока соединен параллельно с конденсатором и подключен одним концом к второй первичной обмотке трансформатора, а другим — к указанной клемме входы регулятора тока соединены с клеммами источника питания, а выхоц — с первичной обмоткой трансформатора, причем входы схемы сравнения соединены с общими точками соединения датчиков тока и первичными обмотками трансформатора, а выход соединен с регулирующим входом регулятора тока.

Йа чертеже показана схема предпагаемого устройства.

Устройство содержит датчик коммутационных пульсаций напряжения, содержащий первичные обмотки 1 и 2 и вторичную обмотку 3 трансформатора, датчики 4 и 5 .тока, схему б сравнения, регулятор 7 тока, блок

8 изменения отношения гчкового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения и блок 9 контроля частоты вращения, причем блоки 8 и 9 включают соответствующие индикаторы, и электролитический конденсатор 10.

1067455

Устройство работает следующим образом.

При подключении электродвигателя к источнику питания по обмотке 1 протекают постоянная и переменная составляющие тока, причем послед- 5 няя трансформируется во вторичную обмотку 3. Одновременно от источника питания электродвигателя постоянный ток через регулятор 7 (например, транзисторный) потечет через !О вторую первичную обмотку трансформатора. С датчиков тока (например, выполненных в виде шунтов) 4 и 5 сигналы, пропорциональные постоянным составляющим токов, поступают )5 на схему сравнения (например, мостового типа). Электролитический конденсатор 10 сглаживает пульсации сигнала тока, снимаемого датчиком

4. Схема 6 производит сравнение 20 постоянных составляющих токов, протекающих по обоим первичным обмоткам 1 и 2 трансформатора. Полученный в схеме сравнения сигнал, пропорциональный разности токов, поступает на вход регулятора тока, который путем изменения сопротивления регулирующего элемента изменяет величину постоянной составляющей тока, протекающей через вторую первичную обмотку 2 до тех пор, пока

Г азность сигналов токов, поступающих на входы схемы сравйения, не станет равна нулю. В результате этого по обеим первичным обмоткам 1 и 2 трансформатора будут протекать рав-! ные по величине постоянные составляющие тока, но так как обмотки 1 и 2 включены встречно, то суммарный магнитный поток, создаваемый постоянной составляющей тока, будет 40 равен нулю. Укаэанное обстоятельство делает независимыми характеристики трансформатора (например, амплитудно-частотную характеристи- ку) от велйчины постоянной составляющей тока, измечяющейся в широком диапаэойе, и тем самим не приводит к искажению соотношения пикового и средневыпрямленного значений, используемого в качестве диагностического параметра. В то же время переменная составляющая тока, являющаяся диагностическим сигналом, трансформируется во вторичную обмотку в заданном частотном диапазоне без искажений.

Предлагаемое изобретение позволяет создать устройство контроля с лучшими массо-габаритными характеристиками и обеспечивает более высокую точность контроля. В маломощных двигателях постоянного тока при токах нагрузки порядка 5 А применение подобного устройства в 5-10 раэ снижает массогабаритные характеристики, что особо важно для переносного диагностического устройства.

Применительно ко многим электродвигателям авиационного оборудова-, ния это дает воэможность значительно упростить процесс диагностирования за счет облегчения условий использования устройства контроля и тем саьим сократить затраты на техническое обслуживание широкой номенклатуры изделий авиационной техники. Кроме того, повышение точности контроля также обеспечивает снижение затрат на техническое обслуживание, поскольку увеличивается временный интервал между проверками изделий.

Составитель С. Шутова

Редактор N. Петрова Техред А.Бабинец Корректор A- Повх

Заказ 1.1205/50 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отКрытий

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

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