Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины

 

522535

О П И С А В Й Е (111

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

КЗОЬРЕТЕК йЯ (63)Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.10,73 (21) 1965085/07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.76 Бюллетень ¹27 (45} Дата опубликования описания, 20.10.76 (И ) М. Кл.а Н 02 К 13/14

Н 02 К 15/00

Гааударатмнны9 намнтат

Вааета Инннстроа СССР аа делам иэабретеннй и аткрытнй (53) УДК 621.313.2 (088.8) Э. Ф. Идрисов, А. Я. Цирулик, Г. П. Трофимов и В. C. Стукач (72) Авторы изобретения

Томский ордена. Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени лолитехтптческий институт им. С, M. Kupooa (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ

ИСКРЕНИЯ НА КОЛЛЕКТОРЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАКИНЫ

1 !

Изобретение сасается зкспериментвльного исследо, вания и контроля характеристик электрических ма шин, в частности исследования н контроля искрения

t на коллекторе с помощью теяптческих устройств..

Ь

Известно устройство для измерейия интеисивнос ти искрения на коллекторе по импульсам напряжения

|электрических разрядов на коллекторе, содержащее датчик импульсов напряжения в виде измерительной щетки, устанавливаемой у искрящего края рабочей 1

: щетки на коллекторе электрической машины, и из, мерительный блок, содержащий фильтр, разделитель ,; полярности импульсов,. усилитель, индикатор средне. го значения, электронный осциллограф и блок пи. Г1З.

С помощью этого устройства измеряют интегральное напряжение всех импульсов разрядов на коллек, торе, усредняют это значение за один оборот коллек тора и по среднему значению напряжения разрядов на коллекторе, определенному значению которого соответствует определенный класс искрения по шкаl ле ГОСТ 183-66, оценивают искрение.

Однако интенсивность искрения оценивается этим устройством неточно. Это объясняется слабой связью К щггецсивнасти искрени;-;., оцениваемой визуальнд; со

l - --средтптм значением напряжения разрядов на коллек торе. Действительно, ин=енсивность светового излучения лри искрении завпсит от энергии искродуговых разрядов. При визуальной оценке искрения его BB e eê,-лгость оценивается Но энергии излучения ! самых интенсивных разрядов, а не. суммарной световой энергией разрядод, происходящих в различные моменты времени, так как глаз человека не суммирует излучетшя, Показа1гяя стрелочного индикатора искреш я этого устройства будут отражать действт тельный уровень искрения лишь при условии xopo| .шей притирки щеток и удовлетворительном в ме ханическом отношении состоянии коллектора и щеточного аппарата, Если в какой-либо машине на одной — двух пластинах коллектора наблюдается силь. ное искрение по механическим причинам (например„ за счет выступания пластин) при слабом искрении . на остальных пластинах, то при визуальной оценке искрения это будет замечено; Устройство, измеряю, щее среднее значение напряжения разрядов по все му коллектору, даст показание, почти не отличаю-! щееся то того, которое было бы зафиксировано лри, отсутствии таких выделяю.цихся по интенатвности

1, искрения одной-двух пластин, так как вклад йапря522535 жния раэрядо от этих пластин в интегральное зна. чеиие ивпряжения незначителен.

Оценка искрения по среднему значению напря., жения разрядов с помощью известного устройства ивдрствточно объективна и потому, что скорость зяектроискровой эрозии пластин коллектора зави ит от интенсивности разрядов на каждой отдельной пластине, а долговечность коллектора согласно об. щей теории надежности определяется наработкой до отказа наиболее быстро изнашиваемой пластины, íà 19 которой наблюдается наиболее интенсивное искрение.

Поэтому следует измерять параметры самых интенсив., цых разрядов на коллекторе, так как они определяют ресурс коллектора.

Известно устройство для оценки искрения на кол- И1 лекторе по длительности коммутационного электрического импульса напряжения, содержащее датчик импульсов напряжения разрядов в виде вспомогательной щетки или фотоэлектрического прибора, осциллограф со спиральной разверткой и устройство син- З1 хроиизации развертки осциллографа с частотой вращения вала якоря исследуемой машины, содержащее прерываюппй свет диск, закрепляемый на валу якоря, переставляемый по окружности диска осветитель и фотоэлемент, выдающий электрический импульс для запуска развертки осциллографа (2,3 ). Устрой-. ство даст возможность осциллографировать импульсы напряжения разряцов одновремешю на всех пластинах коллектора. Наблюдая осциллограмму, оператор делает выводы качественного характера о распре- ЗО делении искрения по пластинам коллектора, о точное. ти настройки коммутации машины, о состоянии коллектора в механическом отношении. Он может также измерять длительность импульсов напряжения раэряа дов на всех пластинах коллектора непосредственно Зб на экране осциллографа или после фотографирования осциллограммы;

Недостаток известного устройства заключается в том, что в нем не содержится никаких средств для автоматического измерения длительности импульсов .щ напряжения разрядов и вычисления какого-либо параметра распределения длительностей как количественного критерия для оценки интенсивности искрения. Так как на коллекторе имеются десятки, а в мощных машинах — сотни пластин, измерение 15 длительности всех импульсов по осциллограмме самим оператором весьма трудоемко, а отсутствие конкретных указаний о выборе параметра распределения длительности (средней длительности, суммы длительностей, дисперсии длительностей или других 5п параметров) не позволяет определить количественную оценку искрения, т.е. класс искрения. Г(опытка оператора по виду осциллограммы оценить класс искрения не устраняет субъективности визуальной оценки искрения, так как при отсутствии количест- М венной обработки осциллограммы и отсутствии ее количественного критерия, сопоставляемого с классами искрения, такая оценка неопределенна.

Цель изобретения — повышение точности и объективности оценки искрения и снижение трудоемкое- 60 ти процесса определения степени искрения машийьь, Это достигается reM, что в устройстве, содержащем контактный или бесконтактный датчик импульсов нап. ряжения разрядов на коллекторе, блок иэмгрения и оценки интенсивности искрения и блок пи;.ания, блок измерения и оценки содержит последовательно соеди. ненные усилитель электрических импульсов, форми. рователь прямоугольных импульсов, инвертор, генератор пилообразного напряжения и параллельные цепи иэ последовательно включенных амплитудного компаратора электрических сигналов, триггера, снабженного ждущим мультивибратором, электронного ключа и индикатора, например лампочки. В устройство для раздельного измерения искрения от перекоммутации и недокоммутации коммутирующей секции машины между усилителем и формирователем прямоугольных импульсов может быть включен двухлозиционный переключатель, шунтированный инвертором.

На чертеже изображена блочно-функциональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит бесконтактный емкостный датчик 1 импульсов напряжения разрядов и блок измерения и оценки, который содержит широкополосный усилитель 2 с высокоомным входным сопротивлением, переключатель з, инвертор 4, формирователь

5 прямоугольных импульсов (триггер Шмитта), инвертор 6, генератор 7 пилообразного напряжения, три канала классификации, соответствующие классам искрения 1 — j —, Я по шкапе ГОСТ 183 — 66;

1 каждый из которых содержит амплитудный компаратор 8, триггер 9 со ждущим мулыивибратором 10, электронный ключ 11 и индикаторную лампочку 12.

Кроме того, для блока измерения и оценки в устрой- стве предусмотрен блок питания.

Конструктивно устройство выполнено в виде блока измерений и оценки, все злементы которого размещены в одном корпусе, и датчика импу: ьсов напряжения разрядов, закрепленного в наконечнике штанги-держателя, выполненной из дизлектрического материала. Or датчика через штангу-держатель пропущен коаксиальный кабель для присоединения датчика к блоку измерения и оценки через коаксиальное гнездо. 1la переднюю панель блока измерения и оценки вынесены индикаторные лампочки 12 всех каналов классификации, ручки органов управления величиной опорного напряжения амплитудного компаратора 8, ручка (шлиц) органа управления коэффициентом усиления усилителя 2, тумблер-переключатель 3, тумблер включения блока питания в сеть, коаксиальное гнездо для присоединения кабеля датчика. Через заднюю стенку корпуса блока измерения и оценки выведен кабель питания с вилкой на конце для включения блока в сеть 220 в через розетку, При измерении искрения датчик 1 подносят к искрящему краю рабочей щетки на коллекторе. С датчика 1, импульсы напряжения разрядов поступают на усилитель 2, затем через переключатель 3 непосредственно на формирователь (триггер Шмитта)

5 или сначала на инвертор 4, после чего на формиро522535 ватель 5. Переключатель 3 и ипвертор 4 позволяют подавать на вход формирователя всегда положитель. иые импульсы, независимо от того, измеряется ли искрение от недокоммутации или от перекоммутации.

В этих двух случаях сдатчика поступают импульсы раз ной полярности. При положительной полярности импульсов переключатель 3 должен быть установлен в положение А, а при отрицательной полярности - в положение Б, Формирователь 5 формирует прямоуголь ные импульсы напряжения с длительностью, равйой 1р длительности импульсов напряжения разрядов. На каждый прямоутольный импульс формирователя генератор 7 пилообразного напряжения вырабатывает им. пульс линейно нарастающего напряжения с амплитудой, пропорциональной длительности прямоугольно- )я го импульса, С генератора 7 пилообразные импульсы поступают на параллельные каналы классификации.

Амплитуда выходного напряжения генератора пилообразного напряжения, пропорциональная длительнос; ти импульсов напряжения разряда, сравниваешься на з0 амплитудном компараторе 8 с опорным уровнем напряжения, величина которого различна в разных каналах классификации, соответствующих разным классам искрения. Все импульсы, амплитуда которых превышает уровень опорного напряжения, вызывают срабатывание амплитудного компаратора, и на его выходе появляется импульс, запускающий триггер 9. Срабатывание триггера приводит к замыканию электронным ключом 11 цепи индикаторной лампочки, которая загорается. 30

Для исключения случайного срабатывания от сигналов помех, воздействующих на триггер как через предыдущие устройства, так и по цепи питания, а также для обеспечения питания при его срабатывании от повторяющихся импульсов амплитудного ком- Зб паратора триггер снабжен ждущим мультивибратором 10, который, возвращая триггер в исходное состояние, обеспечивает его автоматический сброс.

Величина опорного напряжения каждого канала классификации регулируется при градуировке уст- 40 ройства с помощью генератора импульсов.

Индикаторная лампочка каждого канала установлена на лицевой панели устройства и имеет обозначение класса искрения. Имеется три канала, соответствующие классам искрения з —,(- 2.Если не горит 45 ни одна из лампочек, искрения «а коллекторе нет, класс искрения 1. Если горит одна лампочка с обозначением 1 4 > класс искрения т, . Если горят лампочА -). ки собозначением 1 и 1 —, классискрения1 .

1 4 4

Если горят все лампочки, класс искрения 2, 50

При использовании предлагаемого устройства, в котором автоматически выполняются измеритель6 ййе и логические операции, связанные с оценкой интенсивности искрения по 1)лительности импульсов напряженил разрядов, и в котором на передней панели с помощью индикаторных лампочек вьщается ин. формация о классе искрения на коллекторе, процесс измерения искрения осуществляется просто и быстро.

Простота процедуры измерения обеспечивается также тем, что в устройстве используется бесконтвкт. ный емкостный д»тчик импульсов напряжения раз рядов, который закреплен н» ипвнге-держателе н который нет необходимости закреплять в машине на щеточном аппарате с помощью к»ких.либо приспособлений.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической мании ы по длительности импульсов напряжения разрядов, conepæàùåå дат чик импульсов напряжения разрядов и блок измерения и оценки интенсивности искрения по длительности указанных импульсов, подключаемьй к датчику и блоку питания, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности и объективности оценки искрения и снижения трудоемкости процесса определения степени искрения мании и, блок измерения и оценки содержит последовательно сое гшенные усилитель электрических импульсов, формирователь

1 прямоугольных.ньятульсов, инвертор, генератор пилообразного напряжения и параллельные цепи из последовательно включенных амплитудного комнаратора электрических сигналов, триггера, снабженного ждущим мультивибратором, электронного ключа и индикатора, например лампочки.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью раздельна о измерения искрекня от перекоммутации и недокоммутации коммутирующей секции машины, между усилителем и формирователем прямоугольных импульсов включен двухпоэиц « онный переключатель, шунтированный инвертором.

Исто пшки информации, принятые во внимание при эскпертиэе:

1. Карасев M. Ф., Парамэин В. П., Сенкевичй.В. "Индикатор искрения". Труды Омского институт» инженеров железнодорожного транспорта, выпуск

54, "Транспорт", 1965.

2. Авторское свидетельство СССРг)е 99408, кл.

Н 02 К 15/00, 1954.

3. Авторское свидетельская о СССР И . 100961, кл.

Н 02 K 15/00. 1954.

522535

Составитель А, Туепутнева

Техред И, Ковач(Корректор lL Мельниченко

Тираж 8В2 Подписное

ЦНИИПН Государственного комитета Совета Miwcrpîâ СССР по делам иэобретений н открытий

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

I.

Ьдактор Т. Загребелвнал

Закаэ 3991/344 .l

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4