Способ определения кривой магнитного поля электрических машин постоянного тока и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик о>879522

;е (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1010.79 (21) 2826091/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 071181. Гз олпеze@s No 41

Дата опубликования описания 071181 (51)М. Кл.

G 01 R 33/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б21. 317..44(088.8) В.Д. Авилов, Н.Ф.Коцарев, B.И. Тимошина, В.Ф, Шкреба и Ю.Я. Безбородов (72) Авторы изобретения

Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВОЙ 1iАГHHTHOI О

ПОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО

ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммута.ционных испытаний коллекторных машин постоянного тока с целью определения значений магнитной индукции в воздушном зазоре машины. Изобретение может быть использовано при настройке коммутации машин перед эксплуатацией после их изготовления или ремон- о та.

Известен способ определения кривой магнитного поля, заключающийся в том, что посылают ультразвуковой импульс в направлении считывания магнитного рельефа, измеряют мгновенные значения ЭДС, наведенных в катушке, расположенной на пути следования импульса, и по ним судят о распределении магнитного поля (1).

Устройство для реализации этого способа содержит звуковод с расположенной на нем катушкой.

Известные способ и устройство для его осуществления обладают достаточно высокой точностью измерения, но практическое использование для определения кривой магнитного поля электрической машины нецелесообразно ввиду трудности установки устройства в 30 ее воздушном зазоре вследствие малых размеров последнего.

Ближайшим по технической сущности к заявляемому способу является. способ определения кривой магнитного поля электрических машин постоянного тока, заключающийся в измерении нескольких непрерывных последовательностей импульсов напряжения секций обмотки якоря, смещеиных друг относительно друга во времени на известный заранее интервал, усреднении каждой последовательности, получении результирую-щей последовательности из усредненных импульсов и алгебраическом сложении с ней усредненной величины падения напряжения в активном сопротивлении секции обмотки якоря и получения кривои, по котомкой судят о распределении магнитного поля машины (2 .

По известному способу, в конечном итоге, с каждой пары щеток снимают усредненный импульс напряжения, полу" ченный из суммы напряжений всех секций, прошедших под данной парой щеток за один оборот якоря, и поделенный на число секций обмотки. Число усредненных импульсов равно числу пар щеток устройства, используемого для реализации известного способа, и

879522

При вращении якоря коллекторные пластины 10-11, с которыми соединена секция 12 обмотки якоря, подходят к щеткам 1, 2. В этот момент синхронизатор 9 импульсов посылает на электронный коммутатор 7 электрический сигнал разрешения для прохождения к входу индикатора 8 импульса напряжения с щеток 1, 2, снятого ими с секции 12. При прохождении коллекторных пластин 10, 11 под щетками 1, 2 на индикатор 8 напряжения поступает один импульс напряжения секции 12.

Щ При подходе коллекторных пластин

10, 11 к щеткам 2, 3 синхронизатор

9 импульсов подает на электронный коммутатор 7 сигнал разрешения для прохождения к входу индикатора 8 импульса напряжения с щеток 2, 3. представляет собой результирующую последовательность импульсов напряжения секций обмотки якоря. Усредненную величину падения напряжения на активном сопротивлении секции обмотки якоря алгебраически складывают с результирующей последовательностью и по полученным точкам проводят кривую распределения магнитного поЛя, позволяющую судить о величине магнитной индукции воздушного зазора машины.

Однако известному способу присуща низкая точность определения кривой. магнитного поля. Зто происходит вследствие того, что кривая соответствует не мгновенному значению магнитной индукции в какой-либо определенной точке воздушного зазора машины, а.ее среднему значению на расстоянии коллекторного деления, если в пазу якоря находится одна секция.

Целью настоящего изобретения является повышение точности определения кривой магнитного поля.

Поставленная цель достигается тем, что при определении кривой магнитного поля электрических машин постоянного тока способом, заключающимся в измерении непрерывных последовательностей импульсов напряжения, получении из них результирующей последовательности и алгебраическом суммировании С ней величины падения напряжения на активном сопротивлении секции, из каждой измеренной непрерывной последовательности выделяют поочередно импульс, соответствующий выбранной секции обмотки якоря, из отобранных импульсов получают результирующую последовательность и алгебраическое суммирование производят по величине падения напряжения на активном сопротивлении выбранной секции.

Заявляемый способ реализуется устройством, содержащим индикатор и установленные в щеткодержателе на расстоянии шага обмотки якоря щетки, ширина кажцой из которых меньше ширины межламельной изоляции, которое снабжено синхронизатором импульсов напряжения и включенным между индикатором и щетками электронным коммутатором. При этом выходы синхронизатора подсоединены к управляющим входам коммутатора и индикатора.

На фиг. 1 представлены общий вид устройства, установленного на коллекторе машины постоянного тока, и его структурная схема; на фиг. 2 изображены временные диаграммЫ импульсов напряжения.

Устройство для реализации заявляемого способа (фиг. 1) содержит щетки

1-6, образующие пять пар соседних щеток, закрепленные в общем щеткодержателе (на чертеже не показан) так,что при установке на коллектор машины между ними обеспечивается расстояние, равное шагу обмотки якоря испытуемой

t0 !

45 электрической машины постоянного тока. Ширина каждой из щеток меньше ширины межламельной изоляции. Каждая пара щеток подключена через электронный коммутатор 7 к входу индикатора

8 напряжения, в качестве которого может быть использован электронный осциллограф. Индикатор 8 предназначен для измерения непрерывных последовательностей импульсов напряжения и получения из них результирующей после довательности. Принцип работы коммутатора 7 аналогичен принципу работы обычного шагового искателя, предназначенного для переключения электроцепей, но обеспечивает большее быстродействие.

Устройство также содержит синхронизатор 9 импульсов, соединенный с управляющими входами индикатора 8 напряжения и электронного коммутатора

7 и предназначенныи для синхронизации их работы.

Для иллюстрации работы заявляемого устройства на фиг. 1 изображены коллекторные пластины 10, 11 и соединенная с ними своими концами секция

12 обмотки якоря.

Способ реализуется устройством следующим образом. устанавливают щеткодержатель со щетками 1-6 на коллектор испытуемой машины постоянного тока.

Приводят во вращение якорь обычным путем, например, подачей напряжения на коллектор.

Для определения картины магнитного поля этой машины на участке окружности якоря, соответствующем участку коллектора между щетками 1-6, настраивают синхронизатор импульсов на одну из секций обмоток якоря, концы которой соединены с коллекторными пластинами 10, 11 указанного участка. Например, настраивают синхронизатор 9 импульсов на секцию 12 с тем, чтобы использовать ее импульс напряжения для снятия кривой магнитного поля.

879552

Аналогичные операции осуществляются при прохождении коллекторных пластин 10, 11 под щетками 3, 4, 4, 5 и 5, 6.

Таким с разом, на экране индикатора 8 получают результирующую последовательность импульсов напряжения

Црб, соответствующую выбранной секции 12 и состоящую из последовательности импульсов напряжения U, 0 э, Uy g 04 6 ° 0 -6 g снятых соответственно с щеток 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6 и показанных штриховкой на фиг. 2. Когда к щеткам заявляемого устройства подходят все прочие секции обмотки якоря, импульсы напряжения от них не проходят через электронный коммутатор 7 на вход индикатора 8 напряжения, т.к. синхронизатор

9 импульсов не.дает сигналов разрешения на их прохождение. Эти, не прошедшие через электронный коммутатор 20

7, импульсы напряжения от других секций обмотки якоря показаны -без штриховки на фиг. 2.

Для получения устойчивого изображения результирующей последователь- 25 ности импульсов напряжения выбранной секции 12 на экране индикатора 8 напряжения синхронизатор 9 импульсов дает один сигнал разрешения на запуск развертки индикатора эа один оборот якоря машины.

Далее производят операцию алгебраического суммирования Upgo и величины падения напряжения на активном сопротивлении секции 12. Для этого результирующую последовательность импульсов напряжения смещают относительно нулевой линии на экране индикатора 8 на величину падения напряжения на активном сопротивлении секции 12. 40

Полученная кривая дает достоверную картину магнитного поля машины постоянного тока на определенном участке ее воздушного зазора, соответствующем определенной секции об- 45 мотки якоря. Для определения кривой магнитного поля на другом участке, соответствующем другой секции, синхронизатор 9 настраивают на эту секцию, и все операции повторяют вы- {} шеописанным способом.

Кривая магнитного поля позволяет определить условия коммутации машины постоянного тока, т.к. по виду и характеру этой кривой можно судить о необходимости сдвига щеток машины в одну или другую сторону. Поскольку заявляемый способ основан на измерении не усредненных значений, а мгновенных значений импульсов напряжения, он обладает высокой точностью определения кривой и может быть использован при настройке коммутации машин.

Формула изобретения

1. Способ определения кривой магнитного по.".я электрических машин постоянного тока, заключающийся в измерении непрерывных последовательностей импульсов напряжения, получении из них результирующей последовательности и алгебраическом суммировании с ней величины падения напряжения на активном сопротивлении секции, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения кривой магнитного поля, иэ каждой измеренной непрерывной последовательности выделяют поочередно импульс, соответствующий выбранной секции обмотки якоря, из отобранных импульсов получают результирующую последовательность импульсов и алгебраическое суммирование производят по величине падения напряжения на активном сопротивлении выбранной секции.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее индикатор и установленные в. щеткодержателе на расстоянии обмотки якоря щетки, ширина каждой из которых меньше ширины межламельной изоляции, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено синхронизатором импульсов напряжения и включенным между индикатором и щетками электронным коммутатором, при этом выходы синхронизатора подсоединены к управляющим входам коммутатора и индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 233948, кл. G 01 К 33/10, 19672. Заявка Японии Р 52-13283, кл. Н 02 P 7/00, 1971 (прототип).

879522

Составитель Е.Данилина

Редактор Т. Федотов Техред А„Ач. Корректор Н. Швыдкая

Заказ 9713/16 . Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4у5

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