Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИСКРЕНИЯ НА КОЛЛЕКТОРЕ ЭЛЕЮРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПО авт. св. №987747, от л и ч а ю щ ё е с я тем, что, с аелыю повышения точности измерения, между соответствующим входом логической схемы И и датчиком введен триггер, первый вход ко-, торого соединен через счетчик-делитель с указанными датчиками, второй вход соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход триггера соединен с входом логической схемы . (/) О J о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) 315Д H 02 К 13/14; Н 01 Р 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,ц .

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6Ц 987747 (21) 3455309/24-07 (22 16.06 ° 82 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) Б.Е.Сире . (71) Тольяттинский политехнический институт (53) 621.3.015.54:083 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 987747, кл. Н 02 К 3/14, 1981 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИНТЕНСИВНОСТИ ИСКРЕНИЯ HA КОЛЛЕКТО РЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ KQGl1Hbl rio авт. св.

9 987747, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с делью повышения точности измерения, между соответствующим входом логической схемы И и датчи.ком введен триггер, первый вход ко-. торого соединен через счетчик-делитель с. указанными датчиками, второй вход соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход триггера соединен с входом логической схемы И.

1077019

Изобретение относится к электрсотехнике в частности к устройствам, предназначенным для экспериментального исследования и,контроля искрения на коллекторе °

По основному авт. св. Р 987747 известно устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины по длительности импульсов напряжения разрядов, содержащее датчик импульсов напряжения разрядов и блок измерения интенсивности искрения по длительности указанных импульсов, включающий последовательно соединенные усилитель, формирователь прямоугольных импуль-, сов и индикатор, подключенный к датчику и блоку питания, блок измерения снабжен последовательно соединенными логической схемой И, счетчиком и дешифратором, подключенными к формирователю, и генератором прямоугольных импульсов, датчиком положения и индукционным датчиком, соединенными со входами схемы И $1)

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью, так как оно занижает действительное время искрения при длительностях искрения, больших длительности импульса разрешения, равной времени прохождения одной коллекторной пластинЫ около индукционного датчика. Такие случаи возможны при больших скоростях вращения.и уровнях искрения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины между соответствующим входом логической схемы И и датчиком введен триггер, первый вход которого соединен через счетчик-делитель с указанными датчиками, второй вход соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход триггера соединен"с указанным входом логической схемы И.

На фиг. 1 изображена схема установки датчиков устройства; на фиг.2блок-схема устройства; на фиг. 3 временные развертки процессов.

Предлагаембе .устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины содержит группу датчиков, размещаемых вокруг исследуемого коллектора.

Коллекторные пластины 1,2,3,4,5,6, 7,8,9,...,К где К вЂ” число коллекторных пластин пронумерованы по ходу вращения якоря. Фотоэлектронный датчик 10 положения (фиг. 2), содержащий прерывающий свет диск 11 (фиг. 1),,закрепленный на валу двигателя, осветитель 12 и фотоэлемейт

13, установлен так, что прорезь дис5О

Счетчик-делитель 25 с перестраиваемым коэффициентом деления от 1 до К запускается включением кнопки

26 пуска и сигналом датчика 10 положения и при достижении числа импульсов индукционным датчиком 16 наперед заданного числа (от 1 до К) выдает ! импульс длительностью " - (где

u„

Uq — линейная скорость коллектора,  — ширина коллектарной пластины), поступающий на триггер 24, который подает сигнал на третий вход логической схемы И 19. После прохождения импульса счетчик-делитель 25 переходит в закрытое состояние и больше не вырабатывает импульсов. Однако триггер 24 постоянно подает сигнал иа третий вход логической схемы И 19. ка соответствует пространственному расположению коллекторной пластины 1 (угол К от вертикали) . Датчик 14 импульсов напряжения разрядов на коллекторе закреплен в наконечнике штанги и размещен около сбегающего края щетки 15. Индукционный датчик

16 расположен в непосредственной близости от коллектора электрической машины. Устройство для измерения ин1О тенсивности искрения на коллекторе (фиг. 2) содержит датчик 14 импульсов напряжения разрядов на коллекторе например,(фотоэлектрический, соединенный с усилителем-ограничите15 лем 17, который соединен через формирователь 18 прямоугольных импульсов с логической схемой И 19, выход которой через счетчик 20 и дешифратор 21 соединен с цифровым индикатором 22.

20 К второму входу логической схемы И подсоединен генератор 23 прямоугольных импульсов, к третьему - выход триггера 24, первый вход которого через счетчик-делитель 25 соедин%и

25 с индукционным датчиком 16 и фотоэлектронным датчиком 10 положения.

При этом второй вход триггера 24 соединен с выходом формирователя 18 прямоугольных импульсов. Кроме того, ЗО предусмотрены блок питания (не показан) и кнопка 26 пуска (ключ).

Устройство работает следующим образом.

При измерении искрения датчик 14 импульсов разрядов на коллекторе подносят к искрящему краю рабочей щетки 15 на коллекторе. С датчика 14 импульсов разрядов на коллекторе импульсы поступают на усилитель-ограничитель 17 и через формирователь 18

4О прямоугольных импульсов — на логическую схему И 19. На второй вход логической схемы И 19 поступает сиг нал от генератора 23 прямоугольных импульсов, стабилизированного по час45 тоте.

1077019

Для повторного запуска счетчикаделителя 25 необходимо перевести его в первоначальное состояние, что осуществляется ручной установкой (например, кнопкой 26). Триггер 24 переводится в первоначальное состояние задним фронтом сигнала, вырабатываемого формирователем 18 прямоугольных имПульсов.

Таким образом, длительность импульса разрешения на входах логической схемы И определяется длительностью напряжения разряда при коммутации одной коллекторной пластины.

Пусть датчик 10 соответствует расположению пластины 1, датчик 16 расположен около пластины 8, а сбегающий край щетки 15 — посередине пластины 5. Тогда при коэффициенте деления счетчика-делителя 25 равном единице ,счетчик-делитель выдает импульс, соответствующий времени коммутации пластины 5., при коэффициенте деления равном двум — пластины 4 и так далее до коэффициента деления К, соответствующего времени коммутации пластины 6. Нри неизменном коэффициенте деления счетчика"делителя 25, например равном единице, импульс, соответствующий коммутации любой пластины, можно получить, перестраивая полохение фотоэлектронного датчика 10 положения относительно щетки 15 машины и при неизменном положении диска 11. Например, при сдвиге фотоэлемента 13 и осветителя 12 на одно коллекторное деление против вращения коллектора счетчик-делитель 25 выдает импульс, соответствующий. времени коммутации пластины 4, при этом импульс соответствует времени коммутации пластины б.

В момент совпадения сигналов на входах .логической схемы И (т.е. разрешения считывания информации с определенной коллекторной пластины счетчиком 25 через триггер 24) и наличия импульса после формирователя 18, равного по длительности импульсу с датчика 14 импульсов разрядов на коллекторе со схемы И 19 на счетчик 20 поступает пачка импульсов длительностью, равной длительности импульсов напряжения разрядов при коммутации одной коллекторной пластины. Начало импульса со счетчикаделителя 25 совпадает с моментом прохождения сбегающим краем щетки 15 второй-половины коллекторной пласти.ны, что достигается пространственной регулировкой положения индукционного датчика 16 по окружности коллектора в пределах одного коллекторного деления. Принцип работы датчика 16 заключается в том, что высокочастотное поле, излучаемое датчиком 16 в проводящей среде, в данном случае в коллекторной пластине, индуцирует

15 вихревые токи. Вследствие этого умень. шается индуктивность датчика и, следовательно, изменяется его выходное напряжение. Таким образом, индукционный датчик 16 выдает электрические импульсы при совпадении положения датчика 16 и каждой коллекторной пластины 1-К .

Укаэанная регулировка необходима для синхронизации импульса разрешения измерения длительности импульса напряжения разрядов на коллекторе с импульсом напряжения разрядов на . коллекторе при коммутации любой пласти ны.

Сигнал с формирователя 18 своим задним фронтом переводит триггер 24 в первончальное состояние. При стабильной частоте генератора 23 число импульсов, поступивших на вход счетчика 20, пропорционально длительности импульсов напрях<ения разрядов при коммутации одной коллекторной пластины. Дешифратор 21 преобразует двоичный код счетчика 20 в десятичный и управляет цифровым индикатором 22, который выдает информацию о длитель- ности напряжения разрядов.

Взаимное расположение пары датчиков 10 и 16 и пары датчик 10 и щет-. ка 15 безразлично. Для измерения длительности импульсов напряжения разрядов на определенной коллекторной пластине необходимо коэффициент деления счетчика 25 и расстояние между сбегающим краем щетки 15 и датчиком 10 (в коллекторных делениях) уменьшить на единицу.

Таким образом, изменяя положение фотоэлектронного датчика 10 положения относительно щетки 15 мамины или

40 изменяя коэффициент деления счетчика 25, можно измерить длительность импульсов напряжения разрядов при коммутации любых коллекторных пластин.

45 На первый вхЬд схемы И 19 подается сигнал с генератора 23 точка (на фиг. 3) . Датчик 14 импульсов разрядов на коллекторе выдает сигнал (точка о) соответствукхций искрению

50 при коммутации всех коллекторных пластин, который преобразуется в им пульсы прямоугольной формы, с длительностью,равной длительности искрения (точка 8) .

Индукционный датчик 16 выдает им55 пульсы „и,,ьностью, равной времени прохождения одной коллекторной пластины около датчика 16 (точка<)

Фотоэлектронный датчик 10 полох<ения выдает сигнал, соответствующий, 60 например, положению пластины 1 (точка ф.. При замкнутом ключе 26 и при коэффициенте деления счетчика-делителя 25 равном единице в точке присутствует сигнал, равный длитель65 ности сигнала в точке . Триггер 24

1077019

ВНИИПИ Заказ 766/51 Тираж 667 Подписное

Филиал GGO "Патент" r.Óæãîðîä, ул. Проектная. 4 запускается сигналом счетчика-делителя 25 (точкар) и переводится в первоначальное состояние задним фронтом сигнала с формирователя 18 (точка В).

В точке сигнал будет только при условии совп дения сигна, В на 5 трех входах схемы И 19, т.е. пачка импульсов генератора 23 длительностью, равной длительности искрения коммутации пятой пластины. При перестройке коэффициента деления счетчи" ка-делителя 25, например, на три в точке 8 присутствует сигнал, равный времени прохождения одной коллекторной пластины около индукционного датчика 16 и соответствует началу 15 коммутации седьмой пластины (на фиг.3) показано пунктиром

Измерение интенсивности искрения на коллекторе электрической машины производится следующим образом.

После установки фотоэлектронного датчика 10 положения против пластины -1 вращением якоря машины добиваются положения сбегающего края щетки 15 посередине коллекторной пластины, затем датчик 16 подводят к началу любой коллекторной пластины.

Так на фиг. 1 сбегающий край щетки установлен на пластине 5, а индукционный датчик 16 — на пластине 8.

Тогда при коэффициенте деления счетчика-делителя 25 равном единице индикатор 22 показывает длительность времени коммутации пластины 5, при коэффициенте деления счетчика-делителя 25 равном 2 — пластины 4 и так далее до коэффициента деления К, соответстующего времени коммутации пластины 6. Таким образом, перестраивая коэффициент деления счетчикаделителя 25, получают длительность коммутации всех коллекторных пластин.

Используя предлагаемое устройство, в котором автоматически и с большой точностью измеряется длительность импульсов напряжения при коммутации всех коллекторных пластин, можно достаточно точно устайовить соответствие интенсивности искрения на коллекторе с классом искрения по ГОСТ

183-74, а также выявить дефекты двигателя: выступание коллекторной пластины, обрыв обмотки якоря, межвитковое замыкание и другие. Дефектация возможна как при входном контроле, так и в процессе эксплуатации электродвигателя. Использование устройства позволяет более точно проводить настройку коммутации, автоматизировать этот процесс, улучшить условия труда. Производительность труда при настройке коммутации увеличивается вследствие сокращения времени измерения и одновременности измерения интенсивности искрения нескольких электрических машин дистанционно.