Устройство для исследования коммутации Советский патент 1984 года по МПК H02K13/10 

05

ч1

О1

л Изобретение относится к электро технике, в частности к средствам анализа коммутации по току разрыва при экспериментальной настройке на безыскровую работу щеточноколлекторного узла преимуШественно маломощных машин. Известны устройства для регистрации искрения электрических машин выполненные на основе щетки, состоящей из трех частей и катуьюк, размещенных на двух частях tl, или на основе щетки, состоящей из двух частей и демпфирующего элеме та с обмоткой .на одной части щетки 2. Однако эти устройства не позволяют исследовать состояние коммутаци1 по току разрыва и судить о характере коммутации, пере- или недокоммутации. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому эффекту является устройство для исследования коммутации, содер жащее магнитоэлектрический датчик установленный в зазоре демпфирующего элемента, служащего для измер ния тока в сбегающей части щетки посредством сквозной прорези, выполненной в аксиальном направлении со стороны коллектора, ширина сбе ;гающей части щетки меньше ширины метла межламельной изоляции Сз. При окончании процесса коммута с током разрыва между сбеганяией частью щетки и коллекторной пласти ной, например, от недокоммутации при слабых дополнительных полюсах возникает магнитный поток вокруг сбегающей части щетки. Магнитный п .ток замыкается по магнитопроводу через преобразователь Холла. Выходные электроды преобразователя Холла подключены к электричес кой цепи. При постоянном напряжени на входных электродах электрически сигнал на выходных электрода соот ветствует величине и направлению магнитного потока. Если окончание процесса коммутации сопровождается током разрыва другой полярности, например, от перекоммутации из-за сильных дополнительных полюсов, то на выходных электродах преобразова теля Холла электрический сигнал сменит полярность. В этом устройст ве величина выходного напряжения преобразователя Холла будет тем больше, чем больше величина тока разрыва в процессе коммутации. В машинах большой мощности через щет ки протекают значительные токи, и при незначительном расстройстве коммутации на выходных электродах будет достаточный для измерения б погрешностей электрический сигнал Завершение коммутации без тока ра рыва не вызывает на выходных электродах электрического сигнала. Недостатком этого устройства является низкая точность измерения токов разрыва при исследовании коммутации маломощных машин. В маломощных машинах через щетки протекают незначительные токи, которые вокруг сбегающей части щетки при расстройстве коммутации вызывают слабое магнитное поле, а соответственно и слабый выходной электрический сигнал магнитоэлектрического датчика. Близость расположения магнитопровода с мах-нитоэлектрическим датчиком к лобо вым частям обмотки якоря, главным и дополнительным полюсам приводит к тсалу, что на магнитоэлектрический датчик воздействуют магнитные поля рассеяния машины, которые по сравнению с магнитным полем тока разрыва весьма значительны. Вследствие чего происходит несоответствие электрического сигНсша с выходных электродов магнитоэлектрическогО датчика току разрыва, увеличивается погрешность измерений. К тому же, в щеткодержателе, со стороны сбегающего края, необходимо выполнять вырез для размещения и некоторого перемещения в нем щетки с магнитопроводом. Щетка из-за наличии магнитопровода в щеткодержатель вставляется со стороны, обращенной к коллектору, и только после этого щеткодержатель крепится на кронштейне. Это также является недостатком данного устройства, так как увеличивает трудоемкость установки щетки в щеткодержатель и трудоемкость в осуществлении контроля за притиранием скользящей поверхности щетки по коллектору. Установка щетки требует снятие щеткодержателя. При любой перестановке щеткодержателя требуется щетку протирать к коллектору, а чтобы осуществить контроль за притиркой щетки в этом устройстве., необходимо снимать щеткодержатель. Неудовлетворительная же притирка щетки сказывается на точности измерения. Цель изобретения,- повышение точности измерения тока разрялва между щеткой и коллекторной пластиной при исследовании коммутации. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования колФ1утации, содержащем магнитбэлектрический датчик, установленный в зазоре демпфирующего элемента, служащего для измерения тока в сбе гающей части щетки, изолированной от набегающей части щетки посредством сквозной прорези, выполненной в аксиальном направлении со стороны коллектора, ширина прорези сбегающей части щетки меньше ширины

межламельной изоляции, демпфирующий элемент снабжен обмоткой, один вывод которой соединен с набегающей частью щетки, а другой - со сбегающей частью, изолированной от набегающей по всей высоте щетки.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство.

Устройство соединено со щеткой, содержащей набегающую часть 1 и сбегакяцую часть 2. Набегающая часть 1 щетки от сбегающей 2 отделена изоляцией 3. На магнитопроводе 4, например, феррйтовом сердечнике, размещённом раздельно от щетки, расположена обмотка 5. В воздушном зазоре магнитопровода 4 помещен магнитоэлектрический датчик 6, например, преобразователь Холла. Сбегающая часть 2 щетки, которая по ширине меньше ширины изоляции 7 между коллекторными пластинами 8, подключена к набегающей части 1 щетки через обмотку 5. Устройство содержит также входные 9 и выходные 10 электроды датчика 6.

При расстройстве коммутации электрической машины на завершающем этапе через сбегающую часть щетки 2 протекает ток разрыва того или иного направления. В силу того, что сбегающая часть 2 щетки изолирована от набегающей в щеткодержателе,.но соединена с ней через обмотку 5, ток разрыва, протекая по

обмотке 5, наводит магнитный поток в магнитопроводе 4. Магнитный поток пересекает магнитоэлектрический датчик 6,и, при наличии тока управления на входных электродах-9 датчика 6, вызывает на выходных электродах 10 электрический сигнал, пропорциональный величине и направлению тока разрыва между щеткой и коллекторной пластиной 7. При завершении

0 коммутации без тока разрыва электрический сигнал на выходных элек- тродах 10 отсутствует.

В предлагаемом изобретении магнитопровод с магнитоэлектрическим

5 датчиком расположены отдельно от щетки и могут быть вынесены из машины с целью устранения воздействия магнитных полей рассеяния машины на магнитоэлектрический датчик. Это

повышает точность измерения тока раз рыва. Магнитный поток в магнитопроводе определяется током разрыва и число витков обмотки, расположенной на магнитопроводе. Наличие обмотки увеличивает сигнал на выходных элек тродах, что также повышает точность измерения тока разрыва. Отсутствие на теле щетки демпфирующего элемента упрощает конструкцию щетки. Щетка вставляется в щеткодержатель без

0 снятия последнего с кронштейна, а это уменьшает время, отведенное на котимутационные исследования, и, облегчает контроль за притиранием щетки к коллектору.

.УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ , содержащее магнитоэлектрический датчик, установленный в зазоре демпфирующего элемента, служащего для измерения тока в сбегаюсцей щетки, изолированной от набегающей части щетки посредством сквозной прорези, выполненной в аксиальном .направлении со стороны коллектора, ширина сбегающей части щетки меньше ширины межламельиой изоляции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения тока разрыва при исследовании KONwyTaции, демпфирующий элемент снабжен обмоткой, один вывод которойсоединен с набегающей частью щетки, a другой - со сбегающей частью,изо3 лированной от набегающей по всей высоте щетки. . b