Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме. Устройство содержит: щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку, жестко связанный с ней корпус, силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками возбуждения и измерительной. Особенностью данного устройства является то, что силоизмерительный элемент разделен на четыре сектора взаимно перпендикулярными осями, сдвинутыми относительно его центральных осей по линии действия сил на угол 45 градусов, и в них уложены, охватывая сечение силоизмерительного элемента, обмотки возбуждения и измерительные, при этом все обмотки соединены, образуя мостовую измерительную схему, а защитный элемент выполнен в виде плоской пружины. Техническим результатом является повышение чувствительности, точности измерения, расширение функциональных возможностей как статических, так и динамических и упрощение конструкции устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме.

Известно устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрической машины, содержащее щетку, щеткодержатель, кольцевой магнитопровод с обмотками возбуждения и измерительной, который расположен в корпусе и жестко связан со щеткой, установленные в щеткодержателе машины до упора с коллектором, при этом кольцевой магнитопровод через стальной шарик и защитную пружину соединен с нажимным кольцом щеткодержателя (А.С. СССР №828280, кл. H01R 39/58, опубл. 07.05.81, БИ №17, «Устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрических машин», авторы Дубинин А.Е. и др.).

Устройство имеет низкую чувствительность и точность вследствие измерения только усилия сжатия, имеет большие габариты из-за использования компенсационного элемента и не может быть использовано на работающей электрической машине, так как предназначено только для контроля щеткодержателей.

Известно устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, расположенный в корпусе силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками возбуждения и измерительной, при этом чувствительный силоизмерительный элемент датчика силы связан через металлический шар и пружину с подвижной частью устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем. (А.С. СССР №919004, кл. H01R 39/58, опубл. 07.04.82, БИ №13, «Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин», авторы Дубинин А.Е. и др.).

Недостатком устройства для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин является низкая чувствительность и точность вследствие измерения только напряжения сжатия и имеет большие габариты из-за использования компенсационного элемента.

Данное техническое решение принято авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является повышение чувствительности, точности измерения, расширения функциональных возможностей как статических, так и динамических и упрощение конструкции устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащем щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, расположенный в корпусе силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками возбуждения и измерительной, при этом силоизмерительный элемент датчика силы связан через защитный элемент с подвижной частью устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем, силоизмерительный элемент разделен на четыре сектора взаимно перпендикулярными осями, сдвинутыми относительно его центральных осей по линии действия сил на угол 45 градусов, и в них уложены, охватывая сечение силоизмерительного элемента, обмотки возбуждения и измерительные, при этом все обмотки соединены, образуя мостовую измерительную схему, а защитный элемент выполнен в виде плоской пружины.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин содержит щеткодержатель 1 с нажимным пальцем 2, щетку 3 и жестко связанный с ней корпус 4, размещенные в щеткодержателе 1, и расположенные в корпусе 4 силоизмерительный элемент 5 с обмотками 6, металлический шар 7, опорную планку 8, пружину 9, нажимную планку 10, регулировочные винты 11.

Устройство работает следующим образом.

Питающий сигнал U1 подается на мостовую измерительную схему, образованную обмотками 6. При отсутствии действия внешнего усилия на нажимную планку 10 мостовая электрическая схема устройства сбалансирована и сигнал U2 на выходе равен нулю. При действии внешнего усилия на нажимную планку 10 сила нажатия от нее передается через пружину 9, опорную планку 8 и металлический шар 7 на упругий элемент 5. Под действием силы нажатия в силоизмерительном элементе 5 возникают механические напряжения сжатия и растяжения во взаимно перпендикулярных плоскостях, приводящие к сжатию кольца в верхнем и нижнем секторах и растяжению в боковых секторах. Магнитная проницаемость верхнего и нижнего сегментов кольца при сжатии уменьшается, а магнитная проницаемость боковых сегментов при растяжении увеличивается. Так как соответственные обмотки включены в смежные плечи мостовой схемы, на ее выходе появится сигнал U2, пропорциональный силе нажатия.

Пружина 9 предварительно сжата направляющими винтами 11 с силой, величина которой меньше предела прочности силоизмерительного элемента 5 (ферритового кольца), но выше максимального измеряемого усилия.

При ударах по нажимной планке 10 защитная пружина 9 сжимается и нажимная планка 10 опускается до ее упора в верхний край корпуса 1. Таким образом, осуществляется защита силоизмерительного элемента 5 от ударов по нажимной планке 10.

Предлагаемое устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин позволит повысить чувствительность и точность измерения не менее чем в два раза за счет одновременного измерения напряжений сжатия и напряжений растяжения как в статическом, так и в динамическом режимах.

Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, расположенный в корпусе силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками возбуждения и измерительной, при этом силоизмерительный элемент датчика силы связан через защитный элемент с подвижной частью устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем, отличающееся тем, что силоизмерительный элемент разделен на четыре сектора взаимно перпендикулярными осями, сдвинутыми относительно его центральных осей по линии действия сил на угол 45°, и в них уложены, охватывая сечение силоизмерительного элемента, обмотки возбуждения и измерительные, при этом все обмотки соединены образуя мостовую измерительную схему, а защитный элемент выполнен в виде плоской пружины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для экспериментального исследования и контроля искрения на коллекторе электрической машины.

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано для определения степени их искрения. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики состояния щеточно-контактного аппарата электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для притирки щеток коллекторных электродвигателей. .

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и может быть использовано в промышленности и сельском хозяйстве для проведения ускоренных стендовых испытаний контактно-щеточных узлов.

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к измерениям характеристик электрических машин, и может быть использовано для постоянного контроля качества работы щеточно-контактных аппаратов в электрических машинах.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля работы и настройки щеточно-контактных аппаратов крупных электрических машин.

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к способам и устройствам измерения и испытания щеток электрических машин. .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для ресурсных и отладочных испытаний щеток тяговых электродвигателей в условиях, близких к эксплуатационным.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических напряжений в деталях конструкций из ферромагнитных материалов.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в весо- и силоизмерительных системах для взвешивания автотранспорта и т.д. .

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения осевого усилия во вращающихся валах. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения осевого усилия и частоты вращения во вращающихся валах. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, для контроля состояния конструкций из ферромагнитных материалов и может найти применение в машиностроении, на транспорте, в производстве и контроле ответственных металлоконструкций.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитоупругим преобразователям усилий, и может быть использовано для контроля механических усилий. .

Изобретение относится к области измерения механических осевых напряжений в элементах металлоконструкций. .

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента валов. .

Изобретение относится к способам контроля напряженно-деформированного состояния ферромагнитных материалов по остаточной намагниченности металла и может быть использовано в строительстве и других отраслях при техническом диагностировании оборудования и металлоконструкций, в любых изделиях из ферромагнитных материалов.

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для силомоментного очувствления роботов. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для контроля состояния элементов инженерных конструкций из ферромагнитных материалов в условиях циклического нагружения, и может найти применение в машиностроении и на транспорте

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме

Наверх