Устройство для анализа коммутации коллекторных машин постоянного тока

 

О П И С А Н И Е 505090

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советник

Свцивлнс! инес нни

<.есв.тн ннg (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.04.74 (21) 2018991/24-7 (51) М. Кл.е Н 02К 13/14 с присоединением заявки Ме

Государственный комитет

Совета Министров СССР ое делам изобретений и вткрьпнй (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.76. Бюллетень )»Ге 8 (53) УДК 621.313,236 (088.8) Дата опубликования описания 20.04.76 (72) Авторы изобретения

М. Ф. Карасев, И. В. Сенкевич, В. П. Парамзин, В. И. Тимошина, В. H. Козлов и Т. Х. Кадыров

Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА КОММУТАЦИИ

КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам для анализа коммутационных процессов в коллекторных электрических машинах постоянного тока.

Определение характера и интенсивности искрения на каждой коллекторной пластине позволяет оценить влияние различных технологических факторов на неидентичность коммутационных циклов и разработать мероприятия по снижению интенсивности искрения на коллекторе.

Известные устройства позволяют определить характер и интенсивность искрения на любой коллекторной пластине. В частности имеется устройство, которое содержит дополнительную щетку, устанавливаемую вблизи сбегающего края одной из рабочих щеток, электронный ключ, соединенный с дополнительной щеткой, датчик синхронизации по оборотам, выполненный на основе синхронизирующего устройства с фотоэлементом и отражателем на вращающейся части машины и формирователя импульсов, а также измерительный блок и электро нный осциллограф. В этом случае для анализа искрения на каждой пластине или на группе пластин необходимо устанавливать отражатели на все коллекторные пластины или на другие вращающиеся части. Установка большого числа отражателей является сложной и трудоемкой операцией, требующей значительных затрат времени.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и уменьшение времени анализа коммутации па группах коллекторных пластин.

Это достигатся использованием пересчетно5 ro устройства, выполненного в виде счетчика с перестраиваемым модулем пересчета, и изменением схемы управления электронным ключом.

На чертеже приведена функциональная

10 блочная принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из дополнительной щетки 1, которая установлена на коллекторе испытываемой машиы вблизи сбегающего края одной из рабочих щеток 2, электронного клю15 ча 3, измерительного блока 4, электронного осциллографа 5, счетчика 6 с перестраиваемым модулем пересчета, датчика 7 синхронизации по коллекторным пластинам, датчика 8 синхронизации по оборотам, отражающей мет20 ки 9 на полумуфте 10, соединенной с валом коллектора с коллекторными пластинами 11, и двухцозиционного переключателя 12.

111,етка 1 соединена с входом электронного ключа 3, выход ключа — с измерительным

25 блоком -1 и входом электронного осциллографа 5. Измерительный блок может быть выполнен из последовательно соединенных интегратора, усилителя постоянного тока и осциллографа. Датчик 7 синхронизации расположен

30 над коллскторпыми пласгипами 11, которые служат отражателямц для его фотодатчика.

505090

Выход датчика 7 подключен к счетному входу счетчика 6, а разрешающий вход последнего— к датчику 8 синхронизации по оборотам и через переключатель 12 к входу внешней синхронизации электронного осциллографа 5. Через вторую контактную систему двухпозиционного переключателя 12 вход внешней синхронизации электронного осциллографа 5 подсоединен к выходу счетчика 6.

Во время работы испытываемой машины импульсы падения напряжения, образующиеся в щеточном контакте на завершающих этапах коммутации между щеткой 2 и каждой коллекторной пластиной, подаются с помощью дополнительной щетки 1 на электронный ключ

3, который нормально закрыт. При вращении якоря на фотоэлемент датчик 7 попадает отраженный от коллекторных пластин 11 световой поток, который модулируется промежутками между коллекторными пластинами. В цепи датчика 7 возникают импульсы фототока, длительность которых пропорциональна ширине коллекторной пластины и обратно пропорциональна скорости вращения коллектора, т. е. равна длительности каждого импульса падения напряжения в щеточном контакте, поступающего от дополнительной щетки 1 на вход электронного ключа 3. С выхода датчика 7 импульсы, число которых за один оборот коллектора равно количеству коллекторных пластин, подаются на счетный вход счетчика 6, имеющего перестраиваемый модуль пересчета, поэтому на выходе счетчика количество импульсов равно количеству входных, поделенных на модуль пересчета, причем длительность импульсов на выходе счетчика равна длительности импульсов на счетном входе.

Импульсами с выхода счетчика 6 открывается электронный ключ 3, в результате чего через электронный ключ на измерительный блок 5 проходят импульсы напряжения в щеточном контакте за период длительности импульсов на выходе счетчика 6. Установка схемы счетчика в исходное состояние, соответствующее моменту начала счета за каждый оборот коллектора, проводится от датчика 8 импульсом, поступающим каждый раз в момент прохождения метки 9 около датчика 8.

Момент появления первого импульса на выходе счетчика 6 после установки счетной схемы в исходное положение может быть задержан на определенное число импульсов, поступающих на счетный вход от .датчика 7, путем соответствующих переключений в схеме счетчика. Периодичность последующих импульсов ча выходе счетчика за оставшуюся часть оборота коллектора определяется модулем пересчета счетчика.

В результате задержки момента появления первого импульса вся серия импульсов на выходе счетчика за один оборот коллектора также сдвигается на установленную величину времени задержки. Следовательно, отпирание электронного ключа 3 можно осуществлять не

Зо

55 сдвигом во времени по отношению к моменту срабатывания датчика 8 от метки 9. Положим, что метка наклеена так, что датчик 8 срабатывает в момент выхода из-под щетки 2 коллекторной пластины с условным номером

1. При двухходовой обмотке якоря требуется оценить качество коммутации нечетных коллекторных пластин, соединенных с секциями якоря одного хода. Для этого модуль пересчета делителя частоты устанавливается равным двум.

При нулевой задержке первого импульса на выходе счетчика 6 по отношению к моменту срабатывания датчика 8 электронный ключ открыт на период окончания коммутации нечетных пластин коллектора. 3а последующие обороты коллектора сохраняется эта же последовательность открытия электронного ключа

3. При оценке качества коммутации группы из четных пластин момент появления первого импульса на выходе счетчика, т. е. начало счета задерживают на один импульс, поступающий на счетный вход счетчика 6, относительно разрешающего импульса от датчика 8. В случае если в каждом пазу якоря машины уложено 7 секций момент срабатывания датчика 8 соответствует выходу из-под щетки 2 коллекторной пластины, соединенной с секцией первой в пазу, заканчивающей коммутацию.

Необходимо оценить качество коммутации,на пластинах коллектора, соединенных с секциями, заканчивающими последними в пазу коммутацию. Для этого модуль пересчета в счетчике 6 устанавливают равным 7, а момент появления первого импульса на выходе счетчика

6 задерживают после получения разрешающего импульса от датчика 8 на шесть импульсов, поступающих на счетный вход от датчика 7, Электронный ключ 3 в этом случае открывается в моменты завершения коммутации 7, 14, 21, 28, 35-й и других пластин коллектора.

Путем соответствующих переключений в схеме счетчика 6 его можно использовать для выборки из серии импульсов падений напряжений в щеточном контакте любого импульса, т. е. устройство пригодно для анализа коммутации на любой коллекторной пластине.

Построение схем счетчиков с перестраиваемым модулем пересчета, применяемых для выборки группы или одного импульса из серии импульсов, обеспечивается общеизвестными в импульсной технике приемами. Сами счетчики конструктивно можно выполнить на различных полупроводниковых элементах.

Импульсы падения напряжения в щеточном контакте, прошедшие через электронный ключ

3, поступают на измерительный блок 4 и электронный осциллограф 5, с помощью которых осуществляется анализ коммутации. При анализе коммутации по группам коллекторных пластин синхронизация осциллографа 5 проводится от датчика 8 и соответственно ари анализе коммутации на любой коллекторной пластине — от счетчика 6.

505090

Составитель Е. Князев

Техред М. Семенов

Редактор И. Грузова

Корректор В. Брыкснна

Заказ 845/16 Изд. № 1142 Тираж 882 Подписное

Е1НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Таким образом, непосредственно в рабочих режимах нагрузки без остановки машины и перемешеция датчика 7 путем переключения в схеме устройства имеется возможность проводить анализ коммутации на выбранных пластинах коллектора или на любой коллекторной пластине, что снижает время и трудоемкость проведения испытаний.

Формула изооретения

Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, содержащее датчики синхронизации по коллекторным пластинам и по оборотам, дополнительную щетку, установленную на коллекторе машины вблизи сбегающего края одной из ее рабочих щеток и подключенную к входу электронного ключа, на выходе которого включены параллельно электронный осциллограф и измерительный блок, отличающ е е с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и уменьшения времени анализа коммутации на группах каллекторных пластин, устройство снабжено счетчиком с перестраиваемым модулем пересчета и электронным ключом, разрешающий вход которого подсоединен к датчику синхронизации по оборотам и одному из неподвижных контактов двухпозиционного переключателя, второй элемент которого соединен с выходом счетчика с перестраиваемым модулем пересчета, а подвижный контакт переключателя соединен с входом внешней синхронизации электронного осциллографа.