Устройство для испытаний электрических машин постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК G01R31/34 

1 . Изобретение относится к контроль но-испытательной технике и может быть использовано при выявлении дефектов скользящего контакта и шарикоподшипников электрических машин постоянного тока. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повьш1ение достоверности результатов испытаний параметров электрических машин за счет применения и специальной организации работы многоканального синхронного фильтра. На фиг, 1 приведена функционал ная схема устройства; на фиг. 2 частотные характеристики каналов многоканального синхронного фильт ра, примененного- в устройстве; на фиг. 3 - частотная характеристика синхронного фильтра. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, датчик 2 пульса ций напряжения, делитель 3 с переменным коэффициентом деления, фильтр 4 максимальной гармоники, фа зовый детектор 5, блок 6 индикации, делитель 7 частоты, формирователь 8-многоканальный синхронный фильтр, каждый канал которого содержит первый 9 и второй 10 ключи, триггер 11, делитель .часто ты 12, резистор 13, первый 14 и вт рой 15 конденсаторы. Согласно фиг. 2 позициями 16,1 обозначены частотные характеристик i -го канала фильтра (на диаграмм частотные характеристики условно представлены в виде отрезков прямых линий). Принцип действия устройства основан на использовании для вьщеления спектральных составляющих пульсаций, кратных частоте враш,-ени электрической машины, свойств синх ронного фильтра. Такие фильтры способны выделят все кратные f частоты с одинаковыми коэффициентами передачи для исключения искажений картины диагностирования. Предложенное устройство работает следующим образом. Генератор 1 тактовых импульсов вьфабатывает последовательность импульсов, поступающую на делитель 3 с переменным коэффициентом де12ления ( в качестве делителя с переменным коэффициентом деления можно использовать известные устройства . С выхода делителя 3 с переменным коэффициентом деления импульсы поступают .через делитель частоты . 7 с коэффициентом деления, равным двум, на первый вход фазового детектора 5. Одновременно фильтр 4 максимальной гармоники выделяет из спектра пульсаций напряжения датчика 2 пульсаций сигнал с частотой fр, равной частоте вращения электрической машины, а формирователь 8 формирует из указанного сигнала последовательность импульсов с частотой fp, подавая их на второй вход фазового детектора 5. На выходе фазового детектора 5 образуется сигнал, пропорциональный разности частот сигналов, подаваемых на его входы. Последний поступает на управляющий вход делителя 3 с переменным коэффициентом деления, изменяя его до тех пор, пока частоты сигналов на обоих входах фазового детектора 5 не сравняются и станут равными fg. При этом, так как коэффициент деления делителя 7 частоты равен двум, на выходе делителя 3 с переменным коэффициентом деления будет присутствовать сигнал с частотой 2 f g , Далее указанный сигнал поступает навторые входы, .а сигнал с датчика 2 пульсаций напряжения на первые входы п параллельно включенных каналов синхронных фильтров, каждый из которых содержит . два- конденсатора 14 и 15, коммутацией котор.ых через ключи 10 управляет триггер 11. При подаче на счетньм вход триггера 11. первого канала с делителя 3 с переменным коэффициентом деления импульсов частотой 2 f j, частотная характеристика первого канала будет иметь вид, показанный .на фиг. 2. Указанный . фильтр имеет пик на частотах fg , 3 ..., 5 f, при этом относительный коэффициент передачи на частотах, кратных f, определяется известным выражением З fxl / KIT m sin -- А m амплитуда К - той гар-, моники; -число ком5мутируемых кон денсаторов; -номер гармоники частоSQ - частота коммутации. На частотах, кратных ш fо , коэффициент передачи фильтра равен нулю (фиг.З). .В соответствии с формулой (1) 0,405, 0,045, А( 0,016. Одновременно импульсы с частотой 2 fQ с выхода генератора 1 поступают на делители частоты 12 остальных каналов. Делитель i -го канала имеет коэффициент деления D i; i 1,... n (так как для первого канала 1 1, то он на схеме отсутст вует). Это приведет к тому, что Kor4iy тация коденсаторов i - го канала будет проходить в i -тый раз реже и при этом первый пик частотной характеристики будет последовательно смещаться на величину f IJ от канала и для i - го канала будет находиться на частоте Соответственно второй пик частотной характеристики будет находиться для i - го канала Hai частоте , третий и т.д. При этом коэффициент передачи каналов фильтра независимо от номера канала будет попрежнему равен в соответствии с (1 А 0,405; 0,045; ,01 61 На фиг 2 приведен пример час тотных характеристик устройства для пятиканальной системы (п -5). Учитывая, что для каждого какала первая вьщеленная составляющая на порядок и более превосходит остальные , можно считать, что каждый канал выделяет одну частоту if , где i - номер канала. Амплитуды всех вьщеленных спектральных составляющих отображаются в блоке 6 индикации. При изменении частоты первой гармрники, например из-за изменения скорости вращения электрической машины, на выходе фазового детектора 5 появляется сигнал, . соответственно изменяющий коэффициент . деленич делителя 3 до тех пор, пока на его выходе вновь не установится сигнал с частотой 2f, который соответственно подстроит каналы фильтра. Таким образом, за счет использования многоканального синхронного фильтра, всегда точно соблюдается условие кратности частот вццеляемых сигналов, что обеспечивает точную настройку каналов фильтра на частоты информативных составлякшщх спектра и тем самым повьппается точность контроля амплитуд указанных составляющих. При этом устройство имеет практически неограниченный диапазон перестройки по частоте, что расширяет его функциональные возможности. .

15

гТ

П

I

Oi/e./

16.1

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее блок индикации и последовательно соединенные датчик пульсаций напряжения, фильтр максимальной гармоники и формирователь, о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор тактовых импульсов, фазовый детектор, делитель частоты, многоканальный синхронный фильтр, делитель с переменным коэффициентом деления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход делителя частоты подключен к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, первый вход фазового детектора подключен к выходу делителя частоты, второй вход к вьпсоду формирователя, а выход к второму входу делителя с переменным коэффициентом деления, первые входы каждого канала многоканального синхронного фильтра соединены между собой и подключены к выходу датчика пульсации напряжения, вторые входы каждого канала также соединены между собой и подключены к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, а выход каждого канала соединен с соответствующим входом блока индикации. i 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый канал многоканального синхронного фильтра содержит резистор, первый вывод которого соединен с первым входом канала многоканального синхройного фильтра,первый и второй конденсаторы, первые выводы которых соединены с вторым выводом резистора и с выхосо дом канала многоканального синхронного фильтра,первый и второй ключи, входы которых соединены с соот ветствующими вторыми, выводами первого и второго конденсаторов, а выходы - с общей шиной, триггер, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, HHBepCHbrfi выход - с управляющим входом второго ключа, а счетный вход триггера - с вторым входом канала многоканального синхрон ного фиЛьтра, причем в первом канале непосредственно, а в осталь- ных - через делитель частоты.