Способ контроля скользящего контакта электромашинного преобразователя с электродвигателем постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК G01R31/34 

п,

:о

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА ЭЛЕКТРОМАШИННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА путем стабилизации напряжения питания двигателя, измерения частоты вращения преобразователя, подключения генератора преобразователя к нагрузке, измерения тока нагрузки, формирования контролируемого сигнала и сопоставления его с эталонным, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда при контроле электромашинных преобразователей., плавно увеличивают ток нагрузки генератора, определяют производную частоты вращения по току нагрузки, в момент резкого увеличения модуля указанной производной фиксируют значение тока нагрузки и по его уменьшению относительно эталонного значения судят о g наличии дефектов.. СО

/м/

Тнг

f./t Изобретение относится к электриче ским маишнам и предназначено для использования в процессе эксплуатации и ремонта при безраэборной оценке технического состояния скользящего контакта электромашинных преобразователей, например авиационных. Изнестен.способ контроля электрической машины постоянного тока по падению напряжения между щетками и коллектором скользящего контакта l Недостатки способа - сложность и малая- точность измерения переходного падения напряжения. Известен также способ контроля электродвигателя, основанный на иэм.е рении питающего напряжения при стаби лизированных значениях тока и частоты вращения якоря р, Указанный способ характеризуется также его сложностью, так как стабилизация частоты вращения осуществляется путем изменения ; напряжения питания. Наиболее близким к изобретению является способ контроля скользящего контакта электромашинного преобразователя с электродвигателем постоянного тока путем стабилизации напряжения питания двигателя, измерения частоты вращения преобразователя, подключения генератора преобразова теля к нагрузке, измерения тока нагруз ки,формирования контролируемого сигнала и сопоставления его с эта-лонным з . Однако в качестве контролируемого сигнала в данном способе использован ток обмотки возбуждения, для измерен которого необходимо производить частичную разборку контролируемого агре гата и включать в цепь обмотки возбуждения измерительный прибор. Поскольку указанные операции для существующих конструкций электромашинных преобразователей выполнить на объекте, напри1 р на борту самолета, затруднительно, то это увеличивает трудозатраты на проведение диагоностирования. Цель изобретения - повышение производительности труда при контроле электромашинных шэеобразователей. 1 .. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля скользящего контакта электромашинного преобразователя с электродвигателем .постоянного тока путем стабилизации напряжения питания двигателя, измерения частоты вращения преобразо вателя, подключения генератора преоб разователя к нагрузке, измерения тока нагрузки, формирования контролируемого сигнала и сопоставления его с эталонным плавно увеличивают ток нагрузки генератора. определяют производную частоты вращения по току нагрузки, в момент резкого увеличения модуля указанной производной фиксируют значение тока нагрузки и по его уменьшению относительно эталонного значения судят о наличии дефектов. На- фиг. 1 показана зависимость частоты вращения (частоты i вьфабаты-ваемого генератором напряжений) от тока 1 его нагрузки; на фиг. 2 схема подключения к электромаши-нному преобразователю аппаратуры, необходимой для реализации предлагаемого способа. В оборудовании различных технических объектов, например самолетов, используют электромашинные преобразователи постоянного напряжения в паременное типа ПО и ПТ р содержащие электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, частота вращения которого в процессе работы поддбфживается постоянной автоматически путем изменения потока возбуждения (тока в управляющей обмотке) элекогродвигателя. Частота вращения электродвигателя h связана с его магнитным потоком Ф следующей зависимостью U-iUn-IR где и - напряжение питания; ли и - переходное падение напряжения;1 - ток якорной цепи; R - сопротивление якорной цепаэлектродвигателя;К - постоянный коэффициент. Появление механических дефектов скользящего контакта электродвига теля приводит к повышению переходного падения напряжения в нем. При этом, как видно из формулы, для достижения электродвигателем заданной частоты вращения (при постоянных токе и напряжении) требуе: -ся уменьшать магнитный поток, а знс1чит, и ток возбуждения. Отметим, что при увеличении тока нагрузки генератора, а следовательно, и тока электродвигателя поддержание постоянства частоты вращения ротора агрегата осуществляется также путем уменьшения тока в обмотке возбуждения, т.е. уменьшения магнитного потока. Вместе с тем ток возбу кдения может уменьшаться до некоторого (ненулевого) значения, определяемого техническими данными преобразователя. Это приводит к тому, что, начиная с некоторого значения тока нагрузки генератора, частота вращения ротора (а следовательно, и частота вырабатываемого генератором напряжения) будет резко уменьшаться (по сравнению с уменьшением часто1ы, вследствие статической ошибки регулятора)

при увеличении тока нагрузки. Момен наступления этого явления легко обнруживается по резкому увеличению модуля производной частоты вращения по току нагрузки, что видно из фиг. (кривая 1 соответствует исправному преобразователю, а кривая 2 - неисправному) . Как следует из графика, появление механических дефектов скользящего контакта агрегата приводит к уменьшению максимального значения тока l -(по сравнению с эталонным 1, ), при котором обеспечивается постоянство (с заданной ошибкой) частоты вращения ротора преобразователя, т.е. указанный параметр является диагностическим.

Электромашинный преобразователь включает электродвигатель 3 постоянного тока, имею1дий обмотку 4 независимого возбуждения, синхронный генератор 5 с возбуждением от постоянных магнитов с обмоткой 6, регулятор 7 частоты, используя в качестве сигнала напряжения с обмотки б генератора, частота которого пропорциональна частоте вращения ротора агрегата, осуществляет стабилизацию частоты вращения путем изменения тока в обмотке 4 возбуждения, С помощью вольтметра 8 (например, штатного прибора самолета) контролируется величина питающего напряжения. Через штепсельный разъем к обмотке 6 подключается амперметр 9, нагрузочный реостат 10 и частотомер 11, В процессе плавного увеличения тока нагруз- ки генератора (с помощью реостата 10) одновременно фиксируются изменения тока и частоты. Определение величины модуля производной указанных переменных можно производить как вручную, так и автоматически, напри.мер с помэщью измерительных преобразователей тока и частоты, выходы которых соединены со входами дифференцирующего устройства.

Способ осуществляется следующим образом.

ЗапитываюТ преобразователь стабилизированным напряжением и плавно увеличивают нагрузку генератора. При этом непрерывно измеряют частоту вращения и ток нагрузки и определяют модуль производной указанных переменных. Значение тока нагрузки фиксируют в момент резкого увеличения мо дуля производной. Сравнивают значение зафиксированного значения тока с эталонным (уставкой) и по его уменьшению относительно эталонного судят о наличии дефектов.

Таким образом, использование в качестве диагностического . параметра значения тока нагрузки в момент резкого увеличения модуля производной частоты вращения по току нагрузки позволяет реализовать диагностирование электромашинных преобразователей без их разборки и подключения измерительных приборов к цепям, не имеющих выхода на штепсельные разъемы. Это расширяет область применения предлагаемого способа, так как обеспчивается практическая возможность оценки электромашинных преобразователей непосредственно на объекте, например на борту самолета, в том числе не отработавших гарантийный ресурс, разборка (в том числе и частичная) , .которых запрещена действующими инструкциями по эксплуатации. Кроме того, использование предлагаемого способа сокращает затраты (например, временные) на проведение диагностирования, так как отпадает необходимость дополнительных разборок агрегата, которые практически невозможно выполнить без демонтажа агрегата с объекта.

Все это, в.конечном итоге, обеспечивает сокращение простоев на техническое обслуживание и повышает эффективность использования контролируемых объектов, например авиационных.,

фие.1