Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K13/14 H01R43/00 

Изобретение относится к электра технике в частности к устройствам, предназначенным для экспериментального исследования и;контроля искрения на коллекторе.

По основному авт. св. № 987747 известно устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины по длительности импульсов напряжения разрядов содержащее датчик импульсов напряжения разрядов и блок измерения интенсивности искрения по длительности указанных импульсов, включающий последовательно соединенные усилитель формирователь прямоугольных импульсов и индикатор, подключенный к датчику и блоку питания, блок измерения снабжен последовательно соединенными логической схемой И, счетчиком и деши1 ратором, подключенными к формирователю, и генератором прямоугольных импульсов, датчиком положения и индукционным датчиком, соединенными со входами схемы И Щ

Однако известное устройство обла.дает недостаточной точностью, так как оно занижает действительное время искрения при длительностях искрения, больших длительности импульса разрешения, равной времени прохождения одной коллекторной пластиной около индукционного датчика. Такие случаи возможны при больших скоростях вращениями уровнях искрения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической- машины между соответствующим входом логической схемы. И и датчиком введен триггер, первый вход которого соединен через счетчик-делитель с указанными датчиками, второй вход соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход триггера соединен с указанным входом логической схемы И,

На фиг. 1 изображена схема установки датчиков устройства на фиг.2блок-схема устройства; на фиг. 3 временные развертки процессов.

Предлагаемое устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины содержит группу датчиков, размещаемых вокруг исследуемого коллектора. Коллекторные пластины 1,2,3,4,5,6, 7,8,9,...,К где К - число коллекторных пластин пронумерованы по ходу вращения якоря. Фотоэлектронный датчик 10 положения (фиг. 2), содержс1щий прерывающий свет диск 11 (фиг. 1) , .закрепленный на валу двигателя, осветитель 12 и фотоэлемейт 13, установлен так, что прорезь диска соответствует пространственному расположению коллекторной пластины 1 (угол об от вертикали). Датчик 14 импульсов напряжения разрядов на коллекторе закреплен в наконечнике штанги и размещен около сбегающего края щетки 15. Индукционный датчик 16 расположен в непосредственной близости от коллектора электрической машины. Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе

,/(фиг. 2) содержит датчик 14 импульсов напряжения разрядов на коллекторе например, (фотоэлектрический), соединенный с усилителем-ограничите5 лем 17, который соединен через формирователь 18 прямоугольных импульсов с логической схемой И 19, выход которой через счетчик 20 и дешифратор 21 соединен с цифровым индикатором 22.

0 К второму входу логической схемы И подсоединен генератор 23 прямоугольных импульсов, к третьему - выход триггера 24, первый вход которого через счетчик-делитель 25 соедиЛн

5 с индукционным датчиком 16 и фотоэлектронным датчиком 10 положения. При этом второй вход триггера 24 соедине 1 с выходом формирователя 18 прямоугольных импульсов. Кроме того,

Q предусмотрены блок питания (не показан) и кнопка 26 пуска (ключ).

Устройство работает следующим образом.

При измерении искрения датчик 14 импульсов разрядов на коллекторе подносят к искрящему краю рабочей щетки 15 на коллекторе. С датчика 14 импульсов разрядов на коллекторе импульсы поступают на усилитель-ограничитель 17 и через формирователь 18

0 прямоугольных импульсов - на логическую схегду И 19. На второй вход логической схемы И 19 поступает сигнал от генератора 23 прямоугольных импульсов, стабилизированного по час5 тоте.

Счетчик-делитель 25 с перестраиваемым коэффициентом деления от 1 до К запускается включением кнопки

0 26 пуска и сигналом датчика 1о положения и при достижении числа импульсов индукционным датчиком 16 наперед заданного числа (.от 1 до К.) выдает I- В

5 и; шульс длительностью 1

- (где

Uj; - линейная скорость коллектора, В - ширина коллекторной пластины), . поступающий натриггер 24, который подает сигнал на третий вход логи0 ческой схемы И 19. После прохождения импульса счетчик-делитель 25 переходит в закрытое состояние и больше не вырабатывает импульсов. Однако триггер 24 постоянно подает сигнал

5 на третий вход логической схемы И 19.

Для повторного запуска счетчикаделителя 25 необходимо перевести его и первоначальное состояние, что осуществляется ручной установкой (например, кнопкой 2б). Триггер 24 переводится в первоначальное состояние задним фронтом сигнала, вырабатываемого формирователем 18 прямоугольных им- пульсов.

Таким образом, длительность импульса разрешения на входах логической схемы И определяется длительностью напряжения разряда при коммутации одной коллекторной пластины. Пусть датчик 10 соответствует расположению пластины 1, датчик 16 расположен около пластины 8, а сбегающий край щетки 15 - посередине пласти ны 5. Тогда при коэффициенте деления счетчика-делителя 25 равном единице .счетчик-делитель выдает импульс, соответствующий времени коммутации пластины 5, при коэффициенте деления равном двум - пластины 4 и так далее до коэффициента деления К, соответствующего времени коммутации пластины б. При неизменном коэффициенте деления счетчика-делителя 25, например равном единице, импульс, соответству ющий коммутации любой пластины, можно получить, перестраивая полокение фотоэлектронного датчика 10 положения относительно 15 машины и при неизменном положения диска 11. Например, при сдвиге фотоэлемента 13 и осветителя 12 на одно коллекторное деление против вращения коллектора счетчик-делитель 25 выдает импульс, соответствующий времени коммутации пластины 4, при этом импульс соответствует времени коммутации пластины 6.

В момент совпадения сигналов на входах л огической схемы И (т.е. разрешения считывания информации с определенной коллекторной пластины счетчиком 25 через триггер 24 и наличия импульса после формирователя 18, равного по длительности импульсу с датчика 14 импульсов разрядов на коллекторе со схемы И 19 на счетчик 20 поступает пачка импульсов длительностью, равной длительности импульсов напряжения разрядов при коммутации одной коллекторной пластины. Начало импульса со счетчикаделителя 25 совпадает с моментом прохождения сбегающим краем щетки 15 второй половины коллекторной пластины, что достигается пространственной регулировкой положения индукционного датчика 16 по окружности коллектора в пределах одного коллекторного деления. Принцип работы датчика 16 заключается в том, что высокочастотное поле, излучаемое датчиком 16 ё проводящей среде, в данном случае в коллекторной пластине, индуцирует

вихревые токи. Вследствие этого уменшается индуктивность датчика и, следовательно, изменяется его выходное напряжение. Таким образом, индукционный датчик 16 выдает электрические импульсы при совпадении положения датчика 16 и, каждой коллекторной пластины 1-К.

Указанная регулировка необходима для синхронизации импульса разрешения измерения длительности импульса напряжения разрядов на коллекторе с импульсом напряжения разрядов на . коллекторе при коммутации любой пластины. .

/ Сигнал с формирователя 18 своим задним фронтом переводит тр иггер 24 в первончальное состояние. При стабильной частоте генератора 23 число импульсов, поступивших на вход счетчика 20, пропорционально длительности импульсов напряжения разрядов при коммутации одной коллекторной пластины. Дешифратор 21 преобразует двоичный код счетчика 20 в десятичны и управляет цифровым индикатором 22, Который выдает информацию .о длительности напряжения разрядов.

Взаимное расположение парь датчиков 10 и 16 и пары датчик 10 и щет7 ка 15 безразлично. Для измерения длительности импульсов напряжения разрядов на определенной коллекторной пластине необходимо коэффициент деления счетчика 25 и расстояние между сбегающим краем щетки 15 и датчиком 10 (в коллекторных делениях) уменьшить на единицу.

Таким образом, изменяя положение фотоэлектронного датчика 10 положения относительно щетки 15 машины или изменяя коэффициент деления счетчика 25, можно измерить длительность импульсов напряжения разрядов при коммутации любых коллекторных пластин.

На первый вхЬд схемы.И 19 подается сигнал с генератора 23 точка О(на фиг З). Датчик 14 импульсов разрядов на коллекторе видает сигнал (точка S), соответствукядай искрению при коммутации всех коллекторных пластин, который преобразуется в импульсы прямоугольной формы, с длителностью,равной длительности искрения (точка В) .

Индукционный датчик 16 вьадает импульсы длительностью, равной времени прохождения одной коллекторной пластины около датчика 16 (точкаг)

Фотоэлектронный датчик 10 положения вьщает сигнал, соответствующий, :например, положению пластины1 (точка у . При замкнутом ключе 26 и при коэффициенте деления счетчика-делителя 25 равном единице в точке и присутствует сигнал, равный длительности сигнала в точке г . Триггер 24

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИСКРЕНИЯ НА КОЛЛЕКТОРЕ ЭЛЕЮРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПО авт. св. №987747, от л и ч а ю щ ё е с я тем, что, с аелыю повышения точности измерения, между соответствующим входом логической схемы И и датчиком введен триггер, первый вход ко-, торого соединен через счетчик-делитель с указанными датчиками, второй вход соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход триггера соединен с входом логической схемы . (/) О J о