Устройство для проверки наличия бегущего магнитного поля и короткозамкнутых витков в индукторах линейных электродвигателей Советский патент 1984 года по МПК H02K41/02 

Изобретение относится к линейным электродвигателям и предназначено для проверки наличия бегущего магнит ного поля и короткозамкнутых витков в индукторах линейных цилиндрических электродвигателях, возможно использо вание его для этой же цели и в линей ных двусторонних электродвигателях. Известно устройство для проверки наличия бегущего магнитного поля во вращающихся электродвигателях, содер жащее датчик и ручку С1 J I В этом устройстве контроль осущес вляется визуально по скорости врашения внешней обоймы шарикоподшипника - чувствительного элемента, движущейся под действием вихревого моме та. Однако это устройство инерционно, что уменьшает его чувствительность и непригодно для использования в линеййых цилиндрических и двусторонних электродвигателях, так как затруднего визуальное наблюдение за вращением обоймы, следствием чего является ухудшение условий труда. Кроме то го, при контроле поля в линейных цилиндрических электродвигателях на врещение обоймы шарикоподшипника ока зывают влияние силы, приложенные в диаметрально противоположных точках обоймы, снижая момент его вращения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для проверки наличия бегущего магнитного поля и короткозамкнутых витков в индукторах линейных электродвигателей, содержащее корпус датчик, включающий чувствительный элемент из магнитопроводящего матери ла с двумя неподвижными и по крайней мере одним подвижным контактами, связанными с источником питания и узлом индикации, ручку и наборную штангу 2. Недостатки известного устройства низкая чувствительность и строго определенное в пространстве рабочее положение. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности проверки наличия бегущего магнитного поля в двусторонних и цилиндрических линейных электродвигателях, а также повышение чувствительности устройства Цель достигается тем, что в устройстве для проверки наличия бёгущего магнитного поля и короткозамкнутых витков в индукторах линейных электродвигателей, содержащем корпус, датчик, включающий чувствительный элемент из магнитопроводящего материала с двумя неподвижными и по крайней мере одним подвижным контактами, связанными с источником питания и узлом индикации, ручку и наборную штангу, чувствительный элемент выполнен в виде диска с зубцами, на оси которого укреплен по крайней мере один храповик, подвижный контакт выполнен в виде гибкой пластины, один конец которой укреплен в корпусе, а другой установлен между зубцами храповика, при этом устройство снабжено фазочувствительным прибором, преимущественно частотомером, установленным в узле индикации, и направляющей втулкой, охватывающей наборную штангу, выполненной из антифрикционного материала и. снабженной устройством крепления к индуктору электродвигателя. На фиг. 1-4 - изображено предлагаемое устройство совместно с индуктором линейного электродвигателя, общий вид; на фиг. 5 и 6 - варианты датчиков устройства; на фиг. 7 - схема электрических соединений. Устройство включает датчик 1, не менее чем одну наборную штангу 2 с делениями, 3, связанную посредством гибкого провода 4 с блоком 5 питания и индикации, и по крайней мере одно направляющее устройство 6 (фиг. 1, 2, 3, 4, 7). . Блок 5 питания и индикации (фиг. 7) состоит из узла индикации, включающего две индикаторные лампочки 7 и 8, тумблера 9 и индикатора 10, например фазочувствительного частотомера, и источника 11 питания. Датчик 1 (фиг. 5 и 6) содержит корпус 12„из прозрачного материала, чувствителыЛШ элемент, выполненный в виде зубчатого диска 13 из магнитороводящего материала и контакты 14 15, электрически связанные с блоком 5 питания и индикации (фиг. 7). Зубцы 16 и впадины 17 диска 13 образуют зону переменного магнитного опротивления. Диск 13 насажен на сь 18, торцовые части которой установены в полостях втулок 19, выполненых из антифрикционного материала.. тулки 19 и-зубчатый диск 13 зажаты ри помощи крепежных элементов 20

между фигурными щечками 21 из изоляционного материала.

На оси 18 диска 13 жестко укреплен По крайней мере один храповик 22, периодически взаимодействующий с одним (фиг. 5) или двумя (фиг. 6) и т.д. (не показано) упругими подвижными контактами 14, которые смонтированы в корпусе 12 датчика 1 напротив неподвижных контактов 15, при этом их свободная незащемленная часть находится между зубцами 23 храповика 22.

При одном упругом подвижном контакте 14 неподвижные контакты 15 располагаются в корпусе 12 датчика 1 симметрично относительно подвижного.

Электрические цепи 24 блока 5 питания и индикации наборной штанги 2, контактов 14 и 15 датчика соединяются штеккерными разъемами 25 (фиг. 7 и частично фиг. 5 и 6) .

Направляющее устройство 6 вьтолнено в виде смонтированной в захвате 26 цилиндрической формы втулки 27 из антифрикционного материала, которая охватывает наборную штангу 2. В зависимости от конструкции захвата 26 и конструкции индукторов 28 линей|ных электродвигателей (цилиндрические, двусторонние), их габаритов и т.д. направляющих устройств 6 может быть как два (фиг. 2 и 4), так и одно (фиг. 1 и 3). Конструкцию захвата 26 (фиг. 1 и 2) возможно выполнить как в виде кольцевого постоянного магнита 29, снабженного фланцем 30, внутри которого нарезана резьба (фиг. 3), так и в виде связанных между собой наборной штангой 31 стоек 32, одна из которых (на фиг. 4, левая) сопряжена с штангой 31 при помощи разъемного, например резьбового соединения причем кольцевые постоянные магниты 29 или их фланцы 30, или стойки 32 сочленены с втулками 27. При этом последние со стороны расточки тора 28 могут содержать как кольцевой фиксирующий выступ 33 (фиг. 1 и 2), так и быть выполнейными на конус 34 (фиг. 3 и 4) и сочленяться с захватом 26 как посредством неразъемного соединения (фиг. 1 и 2), так и разъемного, например резьбового соединения (фиг. 3 и 4).

Варианты выполнения напрарлянлцих устройств 6, в том числе и захватов 26, выбираются в зависимости от вида «производства (единичное, мелкосерийное, крупносерийное и т.д.), операций, при которых используется устройство (изготовление, ремонт, испытания, профилактический осмотр машин в период эксплуатации и т.д.) и прочее.

Направляющее устройство с втулкой (фиг. 1 и 2) наиболее целесообразно использовать при проверке наличия бегущего поля в двусторонних линейных двигателях или когда необходимо датчик установить на одной из поверхностей расточки индуктора, с втулкой (фиг. 3 и 4) при проверке наличия бегущего поля в цилиндрических линейных электродвигателях, и когда необходимо датчик установить по. центру расточки индуктора.

Возможны и другие варианты выполнения направляющего устройства, в том числе захвата.

При использовании двух направляющих устройств 6 целесообразно предлагаемое устройство снабдить второй наборной штангой 2 (фиг. 2 и 4), установленной со стороны, противоположной месту крепления к датчику 1 пер,вой наборной штангой 2 (в данном случае с левой стороны). Две наборные штанги 2 устанавливаются и при выполнении направлягацих устройств 6 по варианту, изображенному на фиг. 4 Наличие двух направляющих устройств и наборных штанг 2 позволяет перемещать датчик 1 в расточке индуктора 28 с двух его сторон, воздействуя на одну из штанг 2. При этом дополнительная штанга 2 может содержать также ручку 3 (на фиг. 2 и 4 показана пунктиром), которая посредством провода 4 тодсоединена к своему блоку питания и индикации. В данном случае упомянутые блоки 5 питания и индикации содержат по одной индикаторной лампочке (левый - 7, правый - 8). Пр двух блоках 5 питания и индикации контакты 14 и tS датчика 1 целесообрно расположить в его корпусе 12, как показано на фиг. 6.

Для удобства визуального восприятия показаний индикатора 10 при оперровании датчиком 1 в расточке индуктора 28 узел индикации блока 5 питания и индикации целесообразно установить непосредственно на захвате 26 направляющего устройства 6 со сторон 3, связанной посредством гибкого провода 4 с узлом индикации блока $1 5 питания и индикации. Таким образом шкала индикатора 10 и индикаторные naffflO4KH, входящие в узел индикации все время находятся перед глазами оп рирующего датчиком 1, что значительн улучшает условия труда. Для повьшения чувствительности устройства при использовании его для контроля- наличия бегущего поля в индукторах 28 цилиндрических линейных асинхронных электродвигателей, т.е. устранения влияния на момент вращения усилий, приложенных в диаметраль но противоположных точках зубчатого диска. 13,последний рационально выполнить с нечетным числом зубцов 16 (фиг.5 или зубчатый диск 13 смонтировать в корпусе 12 датчика 1 таким образом, чтобы его продольная ось не совпада ла с аналогичной осью корпуса 12 (фиг. 6). Осуществимо и совмещение вышеупомянутых вариантов, что отраже но на фиг. 6 - нечетное число зубцов 16 диска 13 и смещение друг относительно друга продольных осей диска 13 и его корпуса 12. Кроме того, воз можно также датчик 1 устанавливать на поверхности расточки индуктора 28 так, чтобы продольная ось зубчатого диска 13 не совпадала с аналогичной осью индуктора 28 (фиг. 1), что также позволяет повысить чувствительность устройства. Последний вариант также можно использовать совместно с вариантами, изображенными на фиг. и 6. При этом направляющее устройство 6 желательно выполнить по вариантам, изображенным на фиг. 1 и 2. В двигателях малой мощности повысить чувствительность возможно за счет охвата датчика 1 С-образным экраном, например из материала с высокой электропроводностью, шунтирующим 1часть потока двигателя, прорезь кото рого обращена к зубчатой части диска 13.. Для визуального контроля наличия J . электромагнитного бегущего поля, соз даваемого обмоткой индуктора 28, дат чик 1 помещают в расточке последнего к обмоткам которого подведено безопа ное напряжение переменного тока, пре варительно укрепив на его торцовых частях одно или два направляющих устройства 6 (фиг. 1 и 2). При этом продольная ось датчика 1 должна совпадать с направлением движения бегущего поля (на фиг. 1 направление дви 90 женин поля показано стрелкой). Затем датчик 1, оперируя при помощи ручки 3 наборной штангой 2, перемещают вдоль расточки индуктора 28. При наличии электромагнитного поля вследствие его взаимодействия с зоной переменного магнитного сопротивления зубчатого диска 13, возникает реактивный момент, под воздействием которого упомянутый диск 13 начинает вращаться. Поскольку храповик 22 жестко укреплен на оси 18 зубчатого диска 13, он также приходит во вращение, при этом его зубцы 23 поочередно воздействуют на упругий подвижный контакт 14, который в зависимости от направления движения бегущего поля через определенные промежутки времени вступает во взаимодействие с одним из неподвижных контактов 15 (фиг. 5). Это приводит к периодическому замыканию электрических цепей датчика 1, следствием чего является отклонение стрелки индикатора 10, например частотомера, положение которой сигнализирует о частоте вращения зубчатого диска 13. По загоревшейся лампочке 7 или 8 судят о направлений движения бегущего поля в индукторе 28. В оттарированном устройстве лампочки 7 и 8 дают стабильную информацию о направлении движения поля независимо от схемы соединения обмотки индуктора 28. Таким образом, при наличии бегущего электромагнитного поля зубчатый диск 13 вращаетсА, при отсутствии его остается неподвижным, а при правильном соединении обмотки и отсутствии дефектов вращается iCo стабильной частотой за исключением, например, двустороннего индуктора, на краях которого вследствие разомкнутости магнитопровода поле несколько ослаблено. При встречном включении фаз обмотки зубчатый диск 13 изменяет направление вращения на противоположное, а при ослаблении электромагнитного Поля, например, вследствие разомкнутости магнитопровода в двустороннем индукторе с двухслойной обмоткой или неправильного подсоединения катушек в фазной обмотке, или при наличик короткозамкнутого витка - уменьшает частоту вращения, легко определяемую визуально. Поскольку Частота вращения зубчатого диcka 13 и отклонение стрелки индикатора 10 взаимосвязаны, стрелка также находится в состоянии покоя при отсутствии ПОЛЯ и отклоняется при его наличии на определенную величину при правильном соединении об мотки и отсутствии дефектов и т.д. При перемещении датчика 1 вдоль расточки индуктора 28 контроль поля производится последовательно над вс ми его пазами. Местонахоисдение дефе ной или неправильно подключенной катушки определяется по делениям наборной штанги 2. Таким образЪм, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет значительно улучшить усло

(рие.З 908 ВИЯ труда, обладает более высокой чувствительностью, а также может не только контролировать наличие электромагнитного бегущего поля, но и точно определять направление его движения, что весьма важно при испытаниях линейных электродвигателей, так как в связи с разомкнутостью магнитопровода вторичный элемент, в отличие от ротора вращающего электродвигателя, совершает не вращательное, а поступательное перемещение, направление которого необходимо знать для правильной установки теплоизмерительной аппаратуры.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ НАЛИЧИЯ БЕГУЩЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И КОРОТКОЗАМКНУТЫХ ВИТКОВ В ИНДУКТОРАХ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее корпус, датчик, включающий чувствительный элемент из магнитопроводящего материала с двумя неподвижными и по крайней мере одним подвижным контактами, связанными с источником питания и узлом индикации, ручку и наборную штангу, отличаю-щее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности проверки наличия бегущего магнитного поля в двусторонних и цилиндрических линейных электродвигателях, a также повьпиения чувствительности устройства, чувствительный элемент вьтолнен в виде диска с зубцами, на оси которого укреплен по крайней мере один храповик, подвижный контакт вьтолнен t виде пластины, один конец которой укреплен в корпусе, a другой S установлен между зубцами храповика, при этом устройство сйабжено фазочувствительным прибором, преимущественно частотомером, установленным в узле индикации, и направляющей втулкой, охватывающей наборную штангу, выполненной из антифрикционного материала и снабженной устройством Арепле ния к индуктору электродвигателя. о со

.32

3t fS

/

7s

NSN

Wf J4

(pu9.

16 12 /4

/ /J fff f7

ГН

ГП

п

/5

г5 fg 19

Ч

IS

ff /J //