Устройство для определения интенсивности искрения щеток электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике частности к средствам анализа коммутационных процессов в коллекторных маиинах постоянного тока. Целью изобретения является повышение достоверности измерения уровня искрения и расширение области ис- ,пользования. В устройстве для оценки интенсивности искрения щеток электрической машины, содержащем фильтрующий элемент, подключенный к разнополярным щеткам испь.туемой машины, сумматор, прямой вход которого соединен с выходом фильтрующего элемента , две схемы формирования величины амплитудной коррекции, а также двухканальнь 1 блок выделения импульсов противоположной полярности, подключенный входами к сумматору, а выходами - к блоку индикации, входы схем формирования величины амплитудной коррекции подключены к выходам блока выделения импульсов через дополнительно введенные раздопптельнпе конденсаторы , а сумматор пыполнсмг трехвходовым, два инверсных вход которого присоединены к выходам схем формирования величинп амппитудной коррекции . Использование данного устройства позволяет производить измерение уровня искрения большой интенсивности при различном характере коммутации секций обмотки якоря, поскольку оно обеспечивает выделение напряжений смещения входного сигнала относительно нулевого уровня, вносимых раздельно положительными и отрицательными импульсами искрения, и восстановление этого сигнала. 3 ил. с (О (Л с О to со со 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1 ЕаЪБЛИК (g1)g H 01 R 39/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ

l1o изОБРетениям и ОтнРытиям

П1 И Гкнт СССР (21) 4428431/07 (22) 23.05.88 (46} 23. 02. 91. Бюл. Р 7 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.В.Харламов, Ю.Я.Безбородов, В.Н.Козлов и А.В.Сазонов (53) 621.3.015.54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 532921, кл. !1 01 R 39/58, 1976.

Авторское свидетельство СССР

11 1185433, кл. H 01 R 39/58, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ИНТЕНСИВНОСТИ ИСКРЕНИЯ 1!1ЕTOK ЭЛЕКТ1 ИЧЕСКОЙ "1А111ИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике,в частности к средствам ана.лйза коммутационных процессов в коллекторных машинах постоянного тока.

Целью изобре"ения является повыше ние достоверности измерения уровня искрения и расширение области ис; ользования. В устройстве цля оц

Цель изобретения — повышение достоверности измерения уровня искрения и расширение области использования.

„„SU„„1629935 А1 сумматор, прямой вход которого сое-динен с выходом фильтрующего элемента, две схемы формирования величины амплитудной коррекции, а также двухканальш..", блок выделения импульсов противоположной полярности, подключенный входами к сумматору, а выходами - к блоку индикации, входы схем формирования величины амплитудной коррекции подключены к вь.ходам блока выделения импу>-,ьсов через дополнитечьно введенные разделительные конденсаторы, а сумматор выполн .ц трехвходовым, два инверсных входа которого присоединены к выходам схем формирования величины амплитудной коррекции. Использование данного устройства позволяет производить измерение уровня искрения большой интенсивности при различном характере коммутации секций обмотки якоря, поскольку оно обеспечивает выделение напря>кений смещенпя входного сигнала относительно нулевого уровня, вносимых раздельно положительными и отрицательными импульсами искрения, и восстановление этого сигнала. 3 ил.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для объективной оценки интенсивности искрения шеток электрической машины;

На фиг.2 — временные диаграммы сиг. алов в точках, обозначенных буквами; ,на фиг.3 — блок выделения импульсов противоположной полярности.

1629935

Устройство состоит из разнополярных рабочих щеток 1, установленных

На коллекторе испытуемой машины, фильтрующего элемента 2, трехвходового сумматора 3, двух схем 4 и 5 формирования величины амплитудной коррекции,.разделительных конденсаторов

6 и 7, блока 8 выделения импульсов противоположной полярности и блока 9 индикации.

Разнополярные щетки 1 подключены к фильтрующему элементу 2, выход которого соединен с прямым входом сумматора 3. Инверсные входы сумматора подключены к выхоцам схем 4 и S формирования величины амплитудной коррекции. Выход сумматора соединен с. входами блока 8 выделения импульсов, к выходам кэторого подключены входы блока 9 индикации, а также — через разделительные конденсаторы б и 7, входы схем 4 и 5 формирования величины амплитудной. коррекции, Устройство работает следующим 25 образом.

30 становленные по амплитуде импульсы (фиг ° 2г), которые поступают на входы блока 8. Этот.блок состоит из двух каналов, выделяющих из сигнала импульсы искрения положительной и отрицательной полярности и устраняющих выбросы напряжения противоположной

55 полярности, возникающие при дифференцировании импульсов дуговых разрядов.

Сигнал, снимаемый с разнополярных щеток испытуемой машины имеет постоянную составляющую, низкочастотные пульсации и высокочастотные импульсы, связанные с процессом коммутации.

Фильтрующий элемент 2, например фильтр верхних частот, частота среза Которо-. го для машин серии 2П мощностью до

4 кВт составляет 1,0 кГц, срезает постоянную составляющую, ослабляет низкочастотные пульсации,.дифференцирует высокочастотные импульсы искрения и смещает их относительно нулевого, 40 уровня на величичу IIi (фиг.2а). Сигнал с выхода фильтрующего элемента поступает на прямой вход сумматора 3, на инверсные входы которого подаются напряжения с выходов схем 4 и 5 формирования величины амплитудной коррекции противололожной полярности. В результате суммирований этих сигналов на выходе сумматора 3 появляются воссов (фиг.2д,е)

V

Ф Q

Схемы 4 и 5, состоящие, например, из линейных выпрямителей и фильтров низкой частоты, формируют сигнал (фиг.2б и в), равный величинам Д,и

h Сигналы с выходов схем формирования величины амплитудной коррекции поступают на инверсные входы сумматора 3, При этом импульсы на выходе суМматора (фиг,Зг) полностью восстанавливаются по амплитуде, поскольку смещение Д, относительно нулевой лио нии сигнала с выхода фильтрующего элемента 2 равно сумме смещений Л» и

Д,, вносимых раздельно положительными ч отрицательными импульсами. Высокочастотные импульсы искрения с выходов блока 8 выделения импульсов противоположной полярности также поступают на выходы двухканального блока

9 индикации, каждый канал которого состоит, например, из интегратора .и стрелочного прибора, присоединенного к его выходу.

Таким образом, высокочастотнь1е импульсы, связанные с процессом коммутации, разделенные по признаку по« лярности, индицируются раздельно двумя стрелочными приборами, показания которых соответствуют среднему значению площади импульсов на их входах и отражают интенсивность исБлок выделения импульсов противоположной полярности содержит (фиг.3) два линейных ключа 10 и 11 блок 12 управления и два вентиля 13 и 14, разнополярно подключенные к выходу сумматора, причем выход каждого вентиля соединен с одним из входов блока 12 управления и с основным входом одного из линейных ключей 10 или 11, выходы которых подключены к блоку 9 индикации, а управляющие входы линейных ключей соединены с выходами блока 12 управления.

Высокочастотные импульсы (фиг.2ж и з), очищенные от помех и восста- . новленные по амплитуде, подаются через разделительные конденсаторы на входы схем 4 и 5. При этом они смещаются относительно нулевого уровня на величины Ь и Л, обратно пропор % циональные скважностям этих импуль1

Ч ---- и 5

tel Q»

5 1О2 крения щеток испытуемой электрической машины.

Конструктивно сумматор можно выполнить на основе аналоговой микросхемы К544УД2. В качестве разделительных конденсаторов, дополнительно введенных в предлагаемое устройство, могут быть применены, например, металлобумажные конденсаторы типа МБМ и емкостью свыше 10 мкФ при скважностях имульсов искрения 0 ) 2 и использовании микросхем К544УД2 в схеме линейных выпрямителей, входящих в состав схем формирования величины амплитудной коррекции. .Предлагаемое техническое решение, основанное на выделении величин смещения входного сигнала относительно нулевого уровня Q и Q, вносимых раздельно положительными и от-— рицательными импульсами искрения и восстановлении этого сигнала, обеспечивает, по сравнению с известным устройством достоверности измерения уровня искрения при скважности импульсов дуговых разрядов в сигнале тц с разнопалярных щеток Q = = - < 10 (о (1 И вЂ” период следования импульсов, 1. — средняя длительность) и при таком состоянии коммутации в целом по машине, при котором в сигнале присутствуют как положительные, так и отрицательные импульсы искрения. Это возможно при одновременном искрении пере- и недокаммутированных секций, вызванном как механическими (плохое состояние поверхности коллектора, большой уровень вибраций), так и электромагнитными (различная индуктивность, коэффициент демпфирования) факторами, также и при одновременном искрении под набегающим. и сбегающим краями щеток, что наиболее характерно для высокоиспользованных электрических машин постоянного тока.

Использование предлагаемого устройства для объективной оценк. интенсивности искрения щеток элекрической, машины позволяет значительно повысить достоверность и точность определения уровня искрения большой интенсивности при различном характере коммутации секции обмотки якоря и дает возможность повысить точность настройки коммутации, что скажется на увеличении срака службы щеточноколлекторного узла и увеличении межремоптного периода. Годовой экономический эффект от улучпения коммутации составляют 1,0 руб на 1 кВт установленной мощности электрической машины с учетом пропорциональной зависимости величины годового эффекта

20 от повьппения точности измерения интенсивности искрения.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Устройство для определения интек25 сивности искрения щеток электрической машины, содержащее фильтрующий элемент, входы которого предназначены для подключения к разнополярным щеткам испытуемой машины, сумматор, пря30 мой вход которого соединен с выходом фильтрующего элемента, две схемы формирования величины амплитудной коррекции, двухканальный блок выделения импульсов противоположной полярности, подключенный входами к с лчматору а выходами — к блоку индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измере, ния уровня искрения и расширения об40 ласти использования, сумматор выпол. нен трехвходовьм, причем два его инверсных входа присоединены к выходам схем формирования величины амплитудной коррекции, входы которых под4$ ключены чеРез Разделчтельные конденсаторы к выходам блока выделения импульсов противоположной полярности.

Составитель В.Чернова

Редактор В.Еугренкова Техред A.Кравчук Корректор O,Êðàâöîâà

Заказ 440 Тираж 322 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101