Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока

 

(1и752637

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН MR

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву % 505090 (22) Заявлено 16.08.78 (2I ) 2655406/24-07

II5l )M. Кл.

Н 02 K 13/14 с присоединением заявки ¹

Воударственный комитет

СССР (23) Приоритет (5Ç) УДК 621.313. .2З6(088.8) ао данам изобретений и открытий

Опубликовано 80.07.80, Бюллетень №28

Дата опубликования описания 30.07.80

В. Д. Авилов, Ю. Я. Безбородов и B. И. Тимошина (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

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

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к среаствам анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока в любых режимах работы.

По основному ввт. св. N. 505990 из5 вестно устройство пля анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, состоящее из дополнительной щетки, которая уствновпена на коллекторе вблизи сбегающего края. одной из ее рабочих щеток, электронного ключа, соединенного с дополнительной ш еткой, измерительного блока, электронного осциллографа, двухпозиционного переключателя,, счетчика с перестраиваемым. модулем пересчета и датчиков синхронизации по коллекторным пластинам и оборотам (11.

С помощью такого устройства прово. дится послеаовательный анализ коммутации, т.е. сначала провоаятся измерения на одной группе ламелей, затем после соответствующих переключений в схеме устройства на другой группе ламелей, затем на третьей и т,а. Переключение схем и запись показаний устройства требуют онре деленного врем ени.

Для перехоата.х процессов в условиях эксплуатации, когаа параметры процессов от цикла к циклу меняются или при ста« ционарном режиме, когда искрение во времени нестабильно, последовательный анализ привопит к необхопимости длительных многократных измерений, что затрудняет, и усложняет процесс анализа.

Пожеаовательный анализ. коммутации с помощью известного устройства становится вообще невозможным: в машинах однократного действия с переходным режимом при пуске и работе; для процессов, когда резко изменяется нагрев щеточно-коллекторного узла, оказывающий сильное влияние на уровень искрения; аля машин с нестабильнылт искрением во времени, а время испытаний резко ограничено.

752637

Бель изобретения — упрошение анализа путем исключения влияния нестабильности коммутации во времени.

Бель достигается тем, что устройство апя анализа коммутации колпекторных 5 электрических машин постоянного тока по авт. св. N. 505090, снабжено соепиненными последовательно 0 элементами сдвига, шлейфовым осциплографом и tl параллельными каналами, каждый из которых 10 состоит из последовательно соединенных электронного ключа и блока преобразования, выхопы которых подключены к шлейфовому оспиллографу, BxoBbI электронных ключей подключены к общей для всех ка- 15 налов дополнительной щетке, разрешающие входы электрощпж ключей - к выходам соответствуюгаих элементов сдвига, а ахоп первого элемента сдвига подк|аочен к счетчику с перестраиваемым модулем g0 пересчета.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из дополнительной

25 щетки 1, которая установлена на коллекторе испытываемой машины вблизи сбегающего края одной из ее рабочих щеток

2, электронного ключа 3, измерительного блока 4, электронного ссдиплографа 5, 30 счетчика 6 с перестраиваемым модулем пересчета, датчика 7 синхронизации по коплекторным пластинам, датчика 8 синхронизации по оборотам, отражиошей метки

9 на полумуфте 10, еоеаиненнои с валом

35 коллектора с колпвкторными пластинами

11, двухпозиционного переключателя 12, соединенных цоспвдовательно И элементов

13 и 14 сдвига, h параллепьнъи каналов, каждый из которых состоит из йоспедоватеп

40 но соединенного электронного ключа 15 и 16 и блока 17 и 18 преобразования, выходы которых подключены к шлейфовому осциллографу 19.

Кетка 1 соединена с входами электрон» ньгх ключей 3, 15 и 16. На выходе зпектронното ключа 3 подключены параллельно электронный осциллограф 5 и блок 4 измерения. Разрешающие входы электронных ключей 15 и 16 поаключены соответ50 ственно к элементам 13 и 14 сдвига.

Датчик 7 сиихронизации расположен наа коплекторными пластинами 11, когорые служат отражателями аля его фотоаатчика. Выход датчика 7 подключен к

55 счетному входу счетчика 6, а сбросовый .вход последнего подключен к аатчику 8 синхронизации по оборотам. На выходе счетчика 6 подключены разрешающий вход эпектронного к.пюча 3, элемент 13 сдвига и один из неподвижных контактов авухпозиционного переключателя 12, другой контакт которого подключен к датчику 8, а подвижный контакт соединен со входом внешней синхронизации электронного осциллографа 5.

Устройство работает следующим образом.

Во время работы испытываемой машины импульсы падения напряжения, образу-ющиеся в щеточном контакте на завершающих этапах коммутации к ежду щеткой

2 и каждой коплекторной пластиной, подаются с помощью дополнительной щетки

1 на электронные к.пючи 3, 15 и 16, При вращении якоря на фотоэлемент датчика

7 попадает отраженный от колпекторных пластин 11 световой поток, который модулируется промежутками между коллекторными пластинами. В цепи аатчика 7 возникают импульсы фототока, длительность которых пропорциональна ширине коллекторной пластины и обратно пропорциональна скоросги вращения коллектора, т.е. равна длительности каждого импульса падения напряжения в щеточном контакте, поступающего с дополнительной щетки 1 на вход электронного ключа. C выхода датчика 7 импульсы, число которых за олин оборот равно количеству коллекторных пластин, подаются на счетный

t вход счетчика. 6, имекшего перестраиваемый модуль пересчета, поэтому на выхо« де счетчика количество импульсов равно количестьу входньпс, поделенных на моаупь пересчета, причем длительность равна длительности импульсов на счетном входе.

Серия импульсов с заданной пвриодичнос тью с выхода. счетчика 6 сдвигается so времени на олин импульс в кажаом из элементов 13 и 14 сдвига, Импульсами с выходов элементов 13 и 14 сдвига открываются электронные ключи 15 и 16, в результате чего в блоки 1 7 и 18 преобразования проходят импульсы напряжения в щеточном контакте за период длительности импульсов на выходе счетчика 6.

Блоки 17 и 18 преобразован я, в част ности, осуществляют функцию разделения по полярности вхоаных импульсов с последующим преобразованием их в напряжение, пропорциональное суммарному значению площадей импульсов, в единицу времени. С выходов блоков преобразования сигнал регистрируется шлейфовым осцилпографом 19.

7526 37

Установка схемы счетчика 6 в исходное положение состояние, соответствующее моменту начала счета за каждый оборот коллектора, проводится от датчика 8 импульсом, поступающим кажцьгй раз в мо- 5 мент прохождения метки 9 около датчика 8.

При цвуххоцовой обмотке якоря требуется оценить качество коммутации коппекторных пластин, принаапежащих разпич- @ ным ходам обмотки якори. Дпя этого модупь пересчета счетчика 6 устанавпивается равный двум. На выходе счетчика 6 выцепяется каждый второй импупьс.

На выхопе элемента 13 сдвига по отношению к моменту срабатывания датчика 8 электронный ключ 15 открыт на период окончания коммутации нечетных пластин коллектора, соединенных с секциями якоря одного хода, а на выходе 20 эпемента 14 сдвига эпектронный ключ 16 открыт на период окончания коммутации четных ппастин, соединенный с секциями якоря второго хопа. Преобразованные сит напы с выходов бпоков 17 и 18 регис"- -2> трируются шпейфовым осциллографом.

Построение элементов сдвига обеспечивается общеизвестными в импупьсной технике приемами. Сами эпементы сдвига конструктивно можно выполнить на раз- ЗО пичных цифровых интеграпььжх микросхемах.

Преппагаемое устройство позволяет проводить анализ коммутации машин однократного действия с переходными режима- 3s ми при пуске и работе, машин с нестабипьньм искрением во времени, в переходных режимах с резко переменной темнературой щеточно-коппекторного узла. Кроме того, устройство позволяет уменьшить вре мя испытаний, повысить достоверность и упростить анапиз коммутации коппекторных электрических машин.

Формупа изобретения

Устройство дпя анапиза коммутации коппекторных электрических машин поотоянного тока по авт. св. М 505090, о т п и ч а ю щ,е е с я тем, что, с цепьк: упрощения анапиза, путем исключения впияния нестабильности коммутации во времени, устройство снабжено соеаиненными последовательно й. элементами спвига, шлейфовым осцнплографом )l параппепьными ка налами, каждый из которых ссстоит из поспецоватепьно соеаиненных эпектронного ключа и блока преобразования, выходы которых подкпючены к шлейфовому осциппографу, входы эпектронных ключей подкпючены к общей ппя всех канапов допоп« нитепьной щетке, разрешающие входы алектронных ключей — к выходам соответствующих эпементов сдвига, а вход первого эпемента сдвига попкпючен к счетчику с перестраиваемым моцупем пересчета..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 505090, кп. Н 02 К 13/1 1, 1976.

7526 37

Составитель С. Шутова

Редактор 5 . дорошенко Техред М. Левицкая Корректор. О Ковинская

Заказ 4759/15 Тираж 783 Подписное

llHHHllH Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4