Устройство для определения уровня искрения щеток электрических машин постоянного тока

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам анализа коммутационных процессов в коллекторных машинах постоянного тока. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Устройство состоит из зажимов 1 для подсоединения разнополярных щеток, установленных на коллекторе испытуемой машины, фильтрующего элемента 2, аналогового коммутатора 3, фильтра 4 высокой частоты, формирователя 5 импульсов запрета, вентилей 6, блока 7 управления, линейных ключей 8, 9, блок 10 индикации и дросселя 11, включенного в якорную цепь машины. Формирователь 5 импульсов запрета содержит двухполупериодный выпрямитель , ждущий мультивибратор и инвертор . 1 з.п. ф-лы, 9 ил. с € (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„72434

А2 (50 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 532921 (21) 4115574/24 — 07 (22) 26.06.86 (46) 07.02,88. Бюл. ¹ 5 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В,В.Харламов (53) 621.3.047.69(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 532921, кл. Н 01 R 39/58, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ИСКРЕНИЯ ЩЕТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам анализа коммутационных процессов в коллекторных машинах постоянного тока. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

Устройство состоит из зажимов 1 для подсоединения разнополярных щеток, установленных на коллекторе испытуемой машины, фильтрующего элемента

2, аналогового коммутатора 3, фильтра

4 высокой частоты, формирователя 5 импульсов запрета, вентилей 6, блока

7 управления, линейных ключей 8, 9, блок 10 индикации и дросселя 11, включенного в якорную цепь машины.

Формирователь 5 импульсов запрета содержит двухполупериодный выпрямитель, ждущий мультивибратор и инвертор. 1 э.п. ф-лы, 9 ил.

1 372 » 34

20

30

Изобретение 01 носится к области электротехники, в частности к средствам знализа коммутационных процессов в коллекторных машинах постоянного тока, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. Ф 532921.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 и 2 представлена функционал»,ная схема предлагаемого устройства; на фиг.3 — 9 — развертки по времени сигналов (напряжений) в различных точках, обозначенных соответствующей буквой на функциональной схеме.

Устройство (фиг. 1) состоит из зажимов 1 для подсоединения разнопопяр»»ь»х щеток, установленных на коллекторе испытуемой маши»п», фильтруюшего э:»емента 2, аналогового коммутатора 3, фильтра 4 высокой частоты, формирователя 5 импульсов запрета, вен г»»»ей 6, б.»ака 7 управления, линейных ключей 8 и 9, блока 10 индикации и дросселя 11, включенного в якорную цепь машины. Формирователь

5 импульсов запрета (фиг.2) содержит двухпалупериодный выпрямитель 12, ж»»у»»»ий му. »ьтивибратор 1 3 и инвертор 14.

Раз»»а»»о»»ярные щетки через зажимы

1 подключены к фильтрующему элементу 2, выход которого соединен с информационным входом аналогового коммутатора 3. Фильтр 4 высокой частоты и формирователь 5 импульсов запрета соединены последовательно и подклю- 40 чены к управляющему входу аналогового коммутатора 3, выход каждого вентиля соединен с одним из входов блока 7 управления и с основным входом одного из линейных ключей 8 и 9, вы- 45 ходы которых подключены к блоку 10 индикации, а управляющие входы линейных ключей соединены с выходами блока 7 управ.»ения. Кроме тога, последовательно с якорной цепью испытуемой машины включен дроссель 11, а входы фильтра 4 высокой частоты присоединены к шинам питания. Формирователь 5 импульсан запрета содержит последовательно соединенные двУхполУ-э5 периодный выпрям»»тель 12, .кдущий му.»ьтивибратар 1:3 и инвертор 14, выход которого L îå.l»I III с у пра вляющим входом анала»х в»го коммутатора 3, а вход вьн»рямите:»я 12 подключен к вых»ч»у фильтра 4 высокой частоты.

Сигнал, сн»»чаемый с разнопалярных

»»»сток испьпуемой машины (фиг.3),имеет настоянную состав.»яющую, »»»»зка— частотные пульсации (оборотные и па.-»юсные), высокочастотные пульсации, вазникакшие, например, при тиристарнам питании машины, и высокочастотные импульсы, связанные с процессам коммутации. Фильтрующий элемент 2, например фильтр верхних частот, срезает постоянную составльющую и низкочастотные пульсации, частично ослабляет высокочастотные пульсации и дифферен»з»рует высокочастотные импульсы искpf Ill»ÿ. С выхода ф »льтрук»щего элемента (фиг.4) импульсы искрения и импульсы помехи, абуслов:»енные импульсным характером якорного тока, поступают I»a информационный вход аналогового коммутатора. Сигнал на входе фильтра 4 высокой частоты, подключенного к шинам питания, не содержит высокочастотных импульсов искрения, которые подавляются интегрируюшей цепью, образованной дросселем и внутренним сопротивлением источника питания, Импульсы с выхода фильтра и высокой частоты (фиг.5), полярность которых определяется формой высокочастотных пульсаций на входе фильтра, детектируются двухполупериадным выпрямигелем 12 и поступают на ждуший мульгивибратар 13, запуск которого осущетвляется по переднему фронту этих импульсов. С выхода ждущего мульти»»»»братара прямоугольные им»»ульсы, .длительность которых „ устанавливается несколько большей, чем макимальная длительность импульсов помехи на выходе фильтрующего элеменга 2, поступает на вход инвертара

14. Импульсы запрета с выхода инвергора (фиг.6) осуществляют управление знало»овым компаратаром, закрывая его н момент появления на информационном

»»ходе импульса помех»». Tàêèì образом, через аналоговый коммутатор про; ходят только высокочастотные импульсы, связанные с працеcI îM искрения

;фиг. 7) . 1 азделенные венти»ями 6 по

»»ризнаку полярности эти импульсы по< тупают на основной нхол линейных ключей 8 и 9 и на входы блока 7 упJ)аIIlIåI»èÿ. Выбросы íа»»ряжения з з счет

»»»ффаренц»»рования импу:II ган -Iy гавых

1 372434 импульсы искрения, частота которых зависит от скорости вращения якоря, не синхронизированы друг с другом.

Поэтому при установке длительности импульсов запрета большей, чем максимальная длительность импульсов помехи на выходе фильтрующего элемента, в любых режимах работы исследуемой машины аналоговый коммутатор будет периодически закрываться, а показания блока индикации, соответствующие среднему значению площади импульсов искрения, будут соответст50

55 разрядов имеют противоположную полярность и представляют собой поме— ху, которую устраняет блок управления. Импульсы разрешения, длительность которых равна длительности импульсов дуговых разрядов (фиг,8), с выходов блока управления поступают на управляюшие входы линейных ключей 8 и 9. Высокочастотные импульсы (фиг,9),10 очищенные от помех, проходят через линейный ключ и поступают на вход двухканального блока 10 индикации, каждый канал которого состоит, например, из интегратора и стрелочного прибора, присоединенного к его выходу. Таким образом, высокочастотные импульсы, связанные с процессом коммутации и разделенные по признаку полярности, индицируются раздельно вдумя стрелочными приборами, При временном совпадении высокочастотного импульса искрения и импульса помехи в переходных режимах работы электрической машины, а также при кратковременном нарушении контакта в ее якорной цепи импульс искрения не пройдет через аналоговый коммутатор. Однако при этом показания блока индикации, основанного на измерении средней площади импульсов искрения в единицу времени (например за 1 с), изменяется незначительно.

При тиристорном питании электрической машины на выходе фильтрующего элемента появляется периодическая импульсная помеха, период которой постоянен и определяется способом коммутации тиристорного преобразователя, а длительность импульса зависит от амплитуды дополнительной составляющей в сигнале с раэнополярных щеток и, следовательно, от режима работы исследуемой машины. Причем эта 45 импульсная помеха и высокочастотные вонать действительному уровню ис кр — ния с учетом скважности импульсе н ага†прета („= - --- (где Т „

Т н.з - н.З где А — показания блока индикации, соответствующие истинному уровню искрения; — показания блока индикации

A т.п при тиристорном питании.

Отношение Я„ /Q — 1 = К вЂ” величина постоянная и, следовательно, коррекцию показания блока индикации можно осуществить путем увеличения коэффициента усиления этого блока в К раз.

Построение схем фильтра 4 высокой частоты, двухполупериодного выпрямителя 12, ждущего мультивибратора 13 и инвертора 14 обеспечивается общеизвестными в электронной технике приемами. Конструктивно данные узлы можно выполнить на различных сериях аналоговых интегральных схем. Дроссель 11, вводимый в якорную цепь электрической машины, должен иметь такую индуктивность, чтобы обеспечить достаточное подавление высокочастотных импульсов искрения на входе фильтра 4 высокой частоты, а такж" не снизить динамические свйоства электропривода, в состав которого входит испытуемая машина.

Использование предлагаемого устройства для диагностики и определения уровня искрения щеток электрических машин постоянного тока позволяет повысить помехоустойчивость за счет исключения влияния высокочастотных пульсаций большой амплитуды, в том числе и при тиристорном питании, что обеспечивает повышение достоверности определения уровня искрения и дает возможность увеличить точность настройки коммутации электрических машин, что скажется на увеличении срока службы шеточно-коллекторного узла и увеличении межремонтного периода. ь „. — период и дли1ельность импуль— сов запрета).

Таким образом, при тиристорном питании истинный уровень искрения можно определить следующим образом:

Составитель В.Волков

Техред И.Верес Корректор О.Кравцова

Редактор Е.Папп

Заказ 490/46 Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

5 137

Формула изобретения

1. Устройство для определения уровня искрения щеток электрических машин постоянного тока по авт,св.

Н 532921, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено фильтром высокой частоты и формирователем импульсов запрета, соединенными последовательно, а подключение фильтрующего элемента к вентилям выполнено через дополнительно введенный аналоговый коммутатор, управляющий вход которого соединен

2434 б

c: выходом формирователя импульсов запрета, а входы фильтра высокой частоты присоединены к шинам питания

5 электродвигателя.

2 ° Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формировагель импульсов запрета содержит

1р последовательно соединенные двухпопупериодный выпрямитель, ждущий мультивибратор и инвертор, причем выход инвертора соединен с управляющим входом аналогового коммутатора, а вход

15 выпрямителя подключен к выходу фильтра высокой частоты.