Способ определения давления щетки на коллектор электрической машины

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 01 R 39/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3784264/24-07 (22) 25.08.84 (46) 23.06.86.Бюл. ¹ 23 (72) P.Н.Ковалев, Е.П.Колобов, П.P Ïóãîâêèí, Г.Н.Романов и А.А.1цмелев (53) 621.3.047 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1023473, кл. Н 01 R 39/58, !98!.

Лившиц П.С. Справочник по щеткам электрических машин. — М.: Энергоатомиздат, 1983, с.144- 145. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

ЩЕТКИ HA КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ИАШИНИ (») Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для собранных электрических машин, в том числе малой мощности, при отработке их конструкции, исследовании, эксплуатации и ремонте. Целью

„„SU„H, 1239779 A 1 изобретения является повышение достоверности определения величины давления за счет повышения точности фиксации момента отрыва щетки от коллектора. На щетки в обесточенном состоянии машины подают низковольтное питание и воздействуют на них вращающимся коллектором, который вращают принудительно в рабочем диапазоне частот вращения машины. Затем плав- но увеличивают усилие, приложенное к щеткам, в направлении, противоположном давлению щеток на коллектор °

При этом на щетках появляется низкочастотная модуляция сигнала гармоническим сигналом промьппленной частоты 50 Гц, амплитуда которого постепенно возрастает.В момент полного отрыва щеток от коллектора амплитуда модулирующего сигнала максимальна. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике в части создания способов

i239779 диапазоне частот вращения машины, частота измеряется измерителем 3 часопределения давления щетки на коллектор электрической машины и может бьггь использовано,цля собранных электрических машин, в том числе машин малой мощности, при отработке их конструкции, исследовании, экс плуатации и ремонте.

Цель изобретения — повышение достоверности определения величины давления эа счет повышения точности фиксации момента отрыва щетки от коллектора.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг.2 — электрические сигналы на выходе коллектарной электрической машины (например, тахогенератора постояннага тока) при определении давления щетки на коллектор при ну- левом нажимном усилии отрыва(1 при промежуточном давлении щетки(61 и в момент отрыва(6)

Блок-схема содержит привод вал которого связан с валом электрической машины 2 и измерителем 3 час-таты вращения.

Щетка 4 электрической .машины 2 при измерении ее давления на коллек"-. тор 5 механически соединяется с исполнительным устройством 6, связанным с входом силоизмерительнога датчика 7,. выход которого через усилительное устройство 8 соединен с измерителем 9 давления щетки. Щетки электрической машины 7 подключены к блоку 10 питания, соединенному с входом низкочастотного фильтра 11, выход которого связан с измерителем 12 амплитуды модулирующего сигнала, соединенным с входам блока 13 индикации момента отрыва щетки 4 ат коллектора 5.

Выход блока 13 индикации соединен с блоком 14 управления, который также связан с приводом i и исполнительным устройсгвом 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед измерением давления щетку механически соединяют с исполнительным устройством 6 таким образом, чтобы не создавать дополнительного давления. Затем (по команде с блока

14 управления) включают привод 1, который вращает вал электрической машины 2 с коллектором 5 в рабочем

ЗО тоти вращения.

Затем (по команде с блока 14 управления) включают исполнительное устройство 6, которое (в ручном или автоматическом режиме) создает усилие, приложенное к щетке 4 и направленное противоположно давлению щетки на коллектор, и постепенно увели чивает его ат нулевого значения да величины, определяемой в момент отрыва щетки от коллектора.

Величина этого усилия, па которой судят о величине максимального давления щетки на коллектор, воспринимается силоизмерительным датчиком 7, расположенным снаружи электрической машинь 2, который преобразует эту величину в измерительный сигнал.

Сигнал на выходе силоизмерительного датчика 7 усиливается усилительным устройством 8 и поступает на измеритель 9 давления щетки. Измерение осуществляют в момент отрыва щетки

4 от коллектора 5.

Момент отрыва фиксируют следующим образом. В процессе измерения давления щетки на коллектор в коллекторнам двигателе на его щетки при обесточенном состоянии машины подают низковольтное питание от блока 10 питания г|ри принудительном вращении коллектора 5, воздействующего на щетки, на низковольтное питание накладыв:аются коллекторные пульсации. При включении исполнительного устройства 6 плавно увеличивают усилие, приложенное к щетке 4, при этом появляется низкочастотная модуляция сигнала на щетках гармоническим сигналом промышленной частоты 50 Гц, амплитуда которого постепенно возрастает (фиг,2 Q — 6). В момент полно,го отрыва щетки 4 ат коллектора 5 амплитуда модулирующего сигнала максимальна.

Регистрируют максимальную амплитуду модулированного электрического сигнала на щетке следующим образом.

Модулированный сигнал с блока 10 питания подают на низкочастотный фильтр 11:, с помощью которого выделяют низкочастотную огибающую, амплитуду -которой определяют с помощью измерителя 12 и сравнивают с пороговым уровнем. В момент равенства амплитуды низкочастотной наводки и

1239

35

3 порогового уровня с помощью измерителя 12 формируют сигнал, фиксирующий момент отрыва щетки от коллектора, сигнал поступает на блок 13 индикации момента отрыва, вырабатывающий управляющий сигнал на блок 14 управления.,Блок 13 индикации позволяет также контролировать визуально форму выходного сигнала на щетках и электрической машины 2. При этом момент 10 отрыва определяют с помощью блока 13 индикации момента отрыва либо в ручном, либо в автоматическом режимах.

В ручном режиме блок 13 индикации момента отрыва формирует сигнал о моменте отрыва щетки 4, по которому оператор с блока 14 управления включает исполнительное устройство 6 и .фиксирует данное состояние щеточноколлекторного узла. Величину давления щетки определяют по измерителю

9 давления. В автоматическом режи ме в момент отрыва щетки 4 с блока

13 индикации момента отрыва поступает сигнал на блок 14 управления, д который автоматически выключает ис— полнительное устройство 6 и сигнализирует о начале измерения давления щетки.

При измерении давления щетки на коллектор в коллекторном генератор ре íà его щетки подают нулевое напряжение с блока 10 питания, т.е. ге» нерируемый сигнал сразу направляют на низкочастотный фильтр 1 l.

Определение момента отрыва щетки

4 от коллектора 5 в коллекторном генераторе осуществляют аналогично коллекторному двигателю.

Преимуществами предлагаемого способа является то, что более точное определение момент отрыва щетки по амплитуде модуляции электрического

779 4 может определяться как в ручном, так и в автоматическом режимах при помощи привода, что повышает точность и достоверность способа.

Предлагаемый способ не требует предварительного вмешательства извне в щеточно-коллекторный узел электрической машины, что позволяет упростить измерение давления щетки. Ро- тор электрической машины с коллектором принудительно приводят во вращение от внешнего привода, а не под действием сил электромагнитного поля, создаваемого статором, как в известных способах, что позволяет проводить испытания всех типов коллекторных машин при заданных условиях, а это расширяет функциональные возможности способа. Он может быть испольэован как в процессе изготовления электрических машин, в том числе машин малой мощности, для точной настройки силы давления щетки на коллектор, так и в процессе эксплуатации и ремонта для текущего контроля его величины, как в статике, так и в динамике.

При этом способ позволяет произвести измерение силь давления щетки на коллектор на всевозможном для данной электрической машины диапазоне частот вращения. Последнее позволяет установить истинное значение силы давления для работающей электрической машины и определить возможные отклонения от нормы в работе щеточно-коллекторного узла 1например, связанные с неточностью изготовления коллектора, состоянием отдельных коллекторных пластин и т.д.) ., Это позволяет прогнозировать надежность и долговечность работы щеточно-коллекторного узла. сигнала, которая увеличивается при отрыве, позволяет повысить достовер- 4> ность определения реальной силы давления.

Увеличение амплитуды модулирующего сигнала на выходе щеток коллектор" ной электрической машины связано с уменьшением переходного сопротивления между щеткой и коллектором, вызванным уменьшением силы давления.

Таким образом,. амплитуда низкочастотной наводки на щетках электрической M машины является информационным параметром, характеризующим давление щеток на ее коллектор. Давление щетки

Формула изобретения

Способ определения давления щетки на коллектор электрической машины путем приложения к щетке усилия, направленного противоположно давле— нию щетки на коллектор, увеличения этого усилия от нулевого значения до величины, которую определяют в момент отрыва щетки от коллектора и по которой судят о величине максимального давления щетки на коллектор, отличающийся тем, .что, с целью повышения достовернос1239779

Составитель М.Кузнецова

Редактор Н.Бобкова ТехредЛ.Олейник Корректор М.Максимишинец

Заказ 3403/52 Тираж 597 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5. Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4, ю ти определения величины давления за счет повьш ения точности фиксации момента отрыва щетки от коллектора, на щетки в обесточенном состоянии машины подают низковольтное питание и воздействуют на них вращающимся коллектором, который вращают принудительно в рабочем диапазоне частот вращения машины, при этом регистрируют максимальную амплитуду модулированного электрического сигнала на щетках, по которой фиксируют момент отрыва щетки от коллектора.