УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ ЩЕТОК ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Российский патент 1997 года по МПК H01R39/58 G01R31/34 

Описание патента на изобретение RU2095895C1

Изобретение относится к коллекторным электрическим машинам, обычно постоянного тока, и может быть использовано для контроля и испытаний щеток электрических машин как в процессе отработки их физико-механических и технических параметров, так и на стадии их производства как ступень технологического контроля качества.

Известны стенды для ресурсных испытаний как готовых щеток, так и щеточных материалов на износ, содержащие щеткодержатель с прижимным приспособлением, имитатор коллектора, вал которого соединен с электродвигателем, источник тока для цепи щетка-имитатор коллектора и источник электропитания для электродвигателя [1]
Недостаток известных устройств для ресурсных испытаний щеток состоит в том, что они не обеспечивают необходимого подобия испытательных и реальных условий по основным параметрам испытательного режима (линейная скорость скольжения, ток в щеточном контакте, динамическое взаимодействие щетки с имитатором коллектора, интенсивность спада тока при сходе щетки с пластины коллектора, коммутационная степень искрения).

Этот недостаток частично устранен в стенде для контроля и испытаний щеток электрических машин, который содержит щеткодержатель с испытываемой щеткой, имитатор коллектора с приводным электродвигателем и регулятором скорости вращения и генератор тока для щеточного контакта, выводы которого подключены к щеткодержателю и к имитатору коллектора [2]
Недостаток прототипа связан с тем, что параметры испытательного режима не взаимозависимы, как это имеет место в реальных тяговых электродвигателях постоянного тока. Кроме того, прототип не обеспечивает соответствие реальным условиям по виброударным воздействиям на щеточно-коллекторный узел, которые в тяговых двигателях электровозов с опорно-осевой подвеской могут достигать 6-8g, что оказывает существенное влияние на усилия в щеточном контакте и соответственно на процессы износа.

Цель изобретения заключается в устранении указанного недостатка и в приближении испытательных режимов к реальным условиям работы щеток в тяговых машинах.

Эта цель достигается за счет того, что дополнительно предусмотрены вибратор с электромагнитным приводом и регулятором амплитуды вибраций, причем вход последнего подключен к датчику частоты вращения приводного электродвигателя и, кроме того, выход указанного датчика через усилитель соединен с обмоткой противовозбуждения генератора тока для щеточного контакта.

Существенные отличительные признаки предложения состоят в следующем:
предусмотрен вибратор с регулятором амплитуды вибраций, вход управления которого подключен к датчику частоты вращения двигателя, на валу которого установлен имитатор коллектора;
на генераторе тока для питания щеточного контакта предусмотрена обмотка противовозбуждения, соединенная с датчиком чистоты вращения имитатора коллектора.

На фиг. 1 изображена принципиальная электромеханическая схема стенда; на фиг. 2 диаграмма импульсного питания электромагнитного вибратора; на фиг. 3 детальная схема электропитания испытуемого щеточного контакта; на фиг. 4 - характеристика блока управления вибратором; на фиг. 5 характеристика блока управления генератором тока щеточного контакта.

Предложенный стенд (см. фиг. 1) содержит имитатор коллектора 1 со щеткодержателем 2, в котором установлена испытываемая щетка 3 (или комплект щеток). К щеткодержателю 2 и имитатору коллектора 1 при помощи проводов 4 и 5 присоединен генератор 6 сильного тока, для вращения которого предусмотрен электродвигатель 7. У генератора 6 имеются две обмотки независимого возбуждения 8 и противовозбуждения 9, причем обмотка 8 соединена с регулятором 10. Имитатор коллектора 1 находится на валу приводного электродвигателя 11, выводы которого соединены с регулируемым источником электропитания 12. На валу двигателя 11 предусмотрен также датчик частоты вращения (тахогенератор) 13. Двигатель 11 вместе с имитатором коллектора 1 установлен на резонансном вибростенде 14, в составе которого имеется электромагнитный вибратор 15, обмотка которого подключена к импульсному генератору 16, блок управления 17 которого соединен с выходом датчика 13. Выход датчика 13 соединен также через усилитель 18 с обмоткой 9 возбуждения генератора 6.

Более подробно устройство вибростенда 14 рассмотрено в [3] а диаграмма напряжения и тока на выходе импульсного генератора 16 дана на фиг. 2. Амплитуда импульсов напряжения U15, питающих вибратор 15, устанавливается при помощи блока управления 17, а частота этих импульсов должна обеспечить резонанс колебательной системы вибростенда 14. Детальная схема имитатора коллектора 1 дана на фиг. 3. Этот имитатор выполнен на базе коллектора 19 типового тягового двигателя, причем его пластины подключены с чередованием к контактным кольцам 20 и 21, на которых установлены вспомогательные щетки 22 и 23, соединенные между собой посредством индуктивности 24. В цепь генератора 6 сильного тока Iщ питания щеточного контакта 3-19 включен регулируемый резистор 25.

Предложенный стенд работает следующим образом:
1. Для контрольных, ресурсных или других испытаний щетку 3 устанавливают в держателе 2, после чего включают двигатель 11 и регулируемым источником 12 задают постоянную скорость вращения n двигателя 11 или меняют ее по программе испытаний в функции времени n(t). При этом скорость вращения n однозначно связана со скоростью линейного перемещения V электровоза, для которого предназначены испытываемые щетки.

2. Включают мотор-генератор 7-6 и устанавливают начальное значение щеточного тока Iщ регулятором 10. Параметры R-L элементов 24-25 (см фиг. 3) выбраны так, чтобы обеспечить режим ускоренной или замедленной коммутации при попеременном протекании тока Iщ через четные и нечетные пластины имитатора 1, что подробно рассмотрено в [2]
3. Напряжение U13 с тахогенератора 13 пропорционально скорости вращения блока 1-11-13. Оно поступает на блок управления 11, который устанавливает пропорциональное значение амплитуды импульсов U15 и соответственно тока i15 в системе возбуждения вибростенда. Благодаря этому при изменении скорости n автоматически изменяется уровень ускорений a, действующих на щеточный контакт (фиг. 4).

4. Напряжение U13 с тахогенератора 13 питает также через усилитель 18 обмотку противовозбуждения 9 генератора 6. Благодаря этому в функции n изменяется ток Iщ щеточного контакта 3-19, как показано на фиг. 5, т.е. соответственно электромеханической характеристике реального тягового двигателя.

Таким образом, если в процессе испытаний задавать скорость скольжения щетки по коллектору, то все остальные параметры испытательного режима будут меняться автоматически в полном соответствии с реальными зависимостями, характерными для условий работы тяговых машин на электровозах, тепловозах и электропоездах.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется автоматизацией установки параметров испытательного режима, что особенно важно при ресурсных испытаниях на переменных нагрузках.

Похожие патенты RU2095895C1

название год авторы номер документа
Способ определения остаточного ресурса электрощеток тягового электродвигателя 2021
  • Харламов Виктор Васильевич
  • Попов Денис Игоревич
RU2757784C1
Способ определения ресурса щеток тяговых коллекторных электродвигателей 2017
  • Харламов Виктор Васильевич
  • Попов Денис Игоревич
  • Байсадыков Марсель Фаритович
RU2677243C1
ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 2010
  • Сайфутдинов Ринат Хасанович
RU2414783C1
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ КОЛЛЕКТОРА МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ ИСКРЕНИЯ ПОД ЩЕТКАМИ 2006
  • Сулейманов Рашит Яхьевич
RU2316876C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАНОВКИ ЩЕТОК ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА НЕЙТРАЛИ 1994
  • Власьевский С.В.
  • Овсейчик С.З.
RU2074479C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕКУПЕРАТИВНЫМ ТОРМОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОВОЗА ПОСТОЯННОГО ТОКА 1993
  • Антипов В.А.
  • Буткевич Х.Ю.
  • Ляпустин В.Н.
  • Озембловский А.Ч.
  • Феоктистов В.П.
  • Чумоватов А.И.
RU2062714C1
Стенд для испытаний щеточного узла тягового электродвигателя 1978
  • Козлов Леонид Григорьевич
  • Матвеевичев Александр Петрович
  • Коновалов Владимир Александрович
  • Глущенко Михаил Дмитриевич
  • Мельников Евгений Николаевич
  • Феоктистов Валерий Павлович
SU677032A1
ЩЕТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2010
  • Жуликов Владимир Николаевич
  • Козлов Леонид Григорьевич
  • Ротанов Владимир Николаевич
  • Смазнов Петр Петрович
  • Степанов Владимир Петрович
RU2416847C1
ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 2006
  • Сайфутдинов Ринат Хасанович
  • Селяев Александр Николаевич
RU2314614C1
СВОБОДНОПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ 2000
  • Елагин А.Л.
  • Орлов П.П.
  • Лунев Р.К.
  • Погребинский З.Б.
RU2186231C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 095 895 C1

Реферат патента 1997 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ ЩЕТОК ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для ресурсных и отладочных испытаний щеток тяговых электродвигателей в условиях, близких к эксплуатационным. В предложенном стенде с имитатором коллектора1, для которого предусмотрены приводной электродвигатель 11 с тахометрически датчиком 13 и генератор 6 нагрузочного тока дополнительно предусмотрены вибровозбудитель 14-15, блок управления которого подключен к выходу указанного тахометрического датчика, кроме того выход датчика 13 соединен через усилитель с обмоткой 9 противовозбуждения генератора 6. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 095 895 C1

Устройство для контроля и испытаний щеток тяговых электрических машин, содержащее щеткодержатель с испытуемой щеткой, имитатор коллектора с приводным электродвигателем и регулятором частоты вращения и генератор тока для щеточного контакта, отличающееся тем, что дополнительно содержит вибратор с электромагнитным приводом и импульсный генератор, причем вход последнего подключен к датчику частоты вращения приводного электродвигателя, причем выход указанного датчика через усилитель соединен с обмоткой противовозбуждения генератора тока для щеточного контакта.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2095895C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Щерба Ю.Л
Исследование электрофрикционных характеристик материала скользящего контакта электрифицированного железнодорожного транспорта
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Электрификация ж.д
Диссертация на соискание уч
ст
Устройство для видения на расстоянии 1915
  • Горин Е.Е.
SU1982A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Хвостов В.С
Электрические машины постоянного тока
- М.: Высшая школа, 1988, с.342.

RU 2 095 895 C1

Авторы

Козлов Л.Г.

Феоктистов В.П.

Смазнов П.П.

Коновалов В.А.

Черняховская В.Н.

Реморов А.А.

Даты

1997-11-10Публикация

1996-02-26Подача