Устройство для бесконтактного измерения межламельных напряжений на коллекторе электрической машины

 

Изобретение относится к области электроизмереник. Может быть использовано рля бесконтактного измерения межламельных напряжений на коллекторе электрических машин и оценки их коммутационной устойчивости. Цепь изобретения - повышение точности измерений и расширение частотного диапазона - достигается путем измерения коммутационной устойчивости электрической маш11ны по числу превьшшний межламельным напряжением в зоне коммутации заданных положительного и отрицательного пороговых напряжений. Устройство содержит воздушный трансформатор 1, усилитель 2, интеграI СЛ ro 1ЧЭ О) 00 IN t№ I i.r t-t:H5 j I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 01 ц. 19/00

g1» f»ri с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3713618/24-21 (22) 23.03,84 (46) 23,04.86. Бюл. 15 (?1) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени инс титут инженеров железнодорожного транспорта (72) Л.Г.Козлов, 10.М.Лужнов, Д.А.Попов и N.Ä.Ãëóùåíêî (53) 621.317 (088,8) (56) Бочаров В.И. и др. Магистральные электровозы, электрические машины и трансформаторное обслуживание электровозов. - М: Машиностроение, 1968, с.341.

Корепанов Г.Я. Бесконтактное снятие потенциальных диаграмм на коллекторе тяговых двигателей: Труды МИИТ, 8 - 15?;M., 1962, с.100-111.

ÄÄSU ÄÄ 1226320 А (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖПАМЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ HA

K0JIJIEKT0PE ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к области злектроизмерений, Может быть использовано для бесконтактного измерения межламельных напряжений на коллекторе электрических машин и оценки их коммутационной устойчивости. Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение частотного диапазона — достигается путем измерения коммутационной устойчивости электрической машины по числу превьш ений межламельным напряжением в зоне коммутации заданных положительного и отрицательного пороговых напряжений, Устройство содержит воздушный трансФорматор 1, усилитель 2, интегра12263 тор 3, сумматор 4, сдвоенный компаратор 5, состоящий из компараторов

6 и 7, регистрирующий блок 8, датчик 9 зоны коммутации, формирователь 10, источники 11 и 12 положитель.

20 ного и отрицательного опорных напряжений соответственно, ключи 13 и 14> коллекторные пластины 15, 16 — 21 вхоцы и выхоцы компараторов б и. 7.

1 ил °

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано для бесконтактного измерения межламельных напряжений на коллекторе электрических машин и оценки их коммутационной устойчивости.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение частотного диапазона путем измерения коммутационной устойчивости электричес кой машины по числу превышений межламельным напряжением в зоне коммутации заданных положительного и отрицательного пороговых напряжений.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения межламельных напряжений на коллекторе электрической машины бесконтакт ым способом.

Устройство содержит воздушный трансформатор 1, усилитель 2, интег" ратор 3, сумматор 4, сдвоенный компаратар 5, состоящий из первого 6 и второго 7 компараторов, имеющих объединенный выход, регистрирующий блок 8, датчик 9 зоны коммутации, формирователь 10, источник 11 положительного опорного напряжения

"+д0", источник 12 отрицательного опорного напряжения "-hU" первый 13 и второй 14 ключи. Первичная обмотка воздушного трансформатора 1 подсоединена к двум соседним коллекторным пластинам 15. Вторичная обмотка воздушного трансформатора 1 соединена с входом усилителя 2. Выход последнего соединен с входом интегратора. 3 и с одним иэ входов сумматора 4, а другой вход сумматора 4 соединен с выходом интегратора 3. Выход сумматора 4 соединен с неинвертирующим входом 16 первого компаратора 6 и инвертирующим входом 17 второго компаратора 7. Инвертирующий вход 18 первого компаратора б соединен с источником 11 положительного опорного напряжения "+ U " . Неинвертирующий вход 19 второго компаратора 7 соединен с источником 12 отрицательного опорного напряжения "-AU". Выход датчика 9 положения эоны коммутации соединен с входом формирователя 10, выход которого соединен через ключ 13 со стробирующим входом 20 первого

10 компаратора 6 ° Выход формирователя 10 соединен также через ключ 14 со стробирующим входом 21 второго компаратора 7.

Воздушный трансформатор 1 предtS назначен для бесконтактной передачи напряжения сигнала U<, снимаемого с

coceдних коллекторных пластин 15, измерительную цепь, Напряжение U на выходе вторичной обмотки измери- тельного трансформатора 1 связано с входным напряжением U< соотношением

u:= -- — -) П 1с - — -- U

/ L, м 3 2

25 где j. >e L — активное сопротивление и индуктивность первичной обмотки воздушного трансформатора;

М вЂ” взаимная индукция.

Датчик 9 положения эоны коммутации предназначен дпя выделения момента прохождения коллекторными пластинами 15, к которым подсоединена первичная обмотка воздушного транс35 форматора 1, эоны коммутации, Датчик 9 положения зоны коммутации может быть выполнен, например, в виде диска с отверстиями, закрепленного

40 на валу электрической машины, и расположенными с одной стороны диска источником света, а с другой — фотоэлементом, работающим на просвет.

При этом диск установлен так, что момент попадания света через отверс1226320

5 t0

35

55 тие на фотоэлемент соответствует моменту прохождения коллек торными пластинами 15 зоны коммутации.

Формирователь 10 предназначен для формирования прямоугольного импульса, передний фронт которого соответствует началу коммутации, а задний — окончанию, с потенциальными уровнями логическая "1" в момент коммутации и логический "0" в другие моменты времени. Формирователь

10, например, может быть выполнен в виде триггера Шмитта. Сдвоенный компаратор 5 предназначен для формирования импульсов в момент превышения напряжением U, в зоне коммутации пороговых уровней +ЬБ. Величина напряжения aU выбирается порядка нескольких вольт..

Устройство работает следующим образом, При вращении электрической машины сигнал U1 снимаемый с коллекторных пластин 1S, поступает в первичную обмотку воздушного трансформатора j. С вторичной обмотки воздушного трансформатора 1 снимается сигнал U, поступающий на вход усилителя 2. С выхода усилителя 2 сигнал поступает на вход интегратора 3 и один из входов сумматора 4. С выхода интегратора 3 сигнал поступает на другой вход сумматора 4. Коэф- фициенты усиления усилителя 2 и интегра" тора 3 и весовые коэффициенты сумматора 4 подобраны так, что на выходе сумматора 4 формируется сигнал U полученный путем преобразования сигнала U . С выхода сумматора 4 сигнал U< поступает параллельно на неинвертирующий вход 16 первого компаратора 6 и инвертирующий вход 17 второго компаратора 7. Одновременно на инвертирующий вход 18 первого компаратора 6 подается напряжение

"+дБ", а на неинвертирующий вход 19 второго компаратора 7 — напряжение

11 aU1!

В момент прохождения коллекторными пластинами 15 зоны коммутации датчик 9 положения зоны коммутации вырабатывает токовый сигнал, из которого формируется формирователем 10 прямоугольный импульс положительной полярности. Передний фронт импульса соответствует началу эоны коммутации, а задний — концу.

При нормально замкнутых ключах

13 и 14 сигнал с выхода формирователя 10 поступает на стробируюаие входы 20 и 21 первого 6 и второго 7 компараторов соответственно, Если в момент прихода положительного импульса на стробирующие входы 20 и 21 сигнал на входах 16 и 17 сдвоенного компаратора 5 превышает либо верхний пороговый уровень "+aU либо нижний -д0", на выходе сдвоенного компаратора появляется прямоугольный импульс, который поступает на вход регистрирующего блока 8, считывающего число импульсов эа период коммутации.

При замкнутом ключе 13 на землю импульсы с выхода формирователя 1 0 поступают только на вход 21 компаратора 7. Компаратор 6 не работает.

При этом на выходе сдвоенного компаратора 5 появляются импульсы только в том случае, если сигнал на входе

17 превышает нижний пороговый уровень "-gU в момент прихода положительного импульса на вход 21. Аналогично работает устройство при нормально замкнутом ключе 13 и замкнутом на землю ключе 14. Только в этом случае, регистрируются импульсы в моменты превышения верхнего порогового уровня "+aU".

При нормально замкнутых ключах

13 и 14 устройство регистрирует импульсы, соответствующие превышению межламельным напряжением в зоне коммутации либо верхнего порогового уровня "+Ю, либо. нижнего "-дБ", что соответствует перекоммутации или недокоммутации соответственно.

При замыкании ключа 13 на землю устройство регистрирует только импульсы, обусловленные недокоммутацией, а при нормально замкнутом ключе 13 и замкнутом на землю ключе 14 устройство регистрирует только импульсы, обусловленные перекоммутацией, С помощью предлагаемого устройства можно производить настройку электрических машин либо по минимальному числу импульсов на выходе регистрирующего блока при нормально замкнутых ключах 13 и 14, либо по минимальному расхождению числа импульсов от перекоммутации и недокоммутации. При этом настройка электрической машины может осуществляться известными способами путем изменения тока подпитки (отпитки) дополнительных полюсов и

Составитель Е.Плужникова

Техред Л.Олейник

1?едактор А.Шишкина

Корректор Т.Колб

Заказ 2!25/42

Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãoðoä, ул,Проектная, 4

% 12 изменением зазора между дополни2 тельным полюсом и остовом. формулаизобретения

Устройство для бесконтактного измерения межламельных напряжений на коллекторе электрической машины, содержащее воздушный трансформатор, интегратор и регистрирующий блок, причем первичная обмотка воздушного трансформатора намотана на переднем нажимном конусе коллектора и концы ее подсоединены к двум соседним коллекторным пластинам, а вторичная обмотка закреплена на статоре и расположена в непосредственной близости от первичной, концы ее через усилитель соединены с входом интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения частотного диапазона, в него введены сумматор, датчик положения эоны коммутации,формирователь, сдвоенный компаратор, включающий первый и второй компарато26320 в выходы которых объединены, точник положительного опорного напряжения, источник отрицательного опорного напряжения и первый и-второй ключи, при этом один вход сумматора соединен С входом интегратора, а другой — с выходом интегратора, выход сумматора соединен с неинвертирующим входом первого компаратора

10 и инвертирующим входом aToporo KoMларатора, инвертирующий вход первого компаратора соединен с источником положительного опорного напряжения, неинвертирующий вход второго компаратора соединен с источником отрицательного опорного напряжения, выхрд сдвоенного компаратора соединен с входом регистрирующего блока, выход датчика положения зоны комму2б тации соединен с входом формирователя, выход которого соединен через первый ключ со стробирующим входом первого компаратора и через второй ключ

2 со стробирующим входом второго компаратара.