Устройство для определения уровня искрения щеток электрических машин Советский патент 1986 года по МПК H01R39/58 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам диагностики синхронных электрических машин,

Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения при определении уровня искрения щеток сигна- , не связанных непосредственно с нарушением работы щеток.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит ротор 1 синхронной машины с обмоткой 2 возбуждения и контактными кольцами 3. Щетки 4 с помощью токопроводов 5 подключены к возбудительному устройству 6. На одном из токопроводов 5 установлены два одинаковых токовых датчика 7, выполненных в виде магнито- провода с обмоткой. Обмотки токовых датчиков 7 соединены между собой встречно по дифференциальной схеме, Между токовыми датчиками 7 к указанному токопроводу подключена одна из клемм шунтирующего конденсатора 8, другая его клемма подключена к другому токопроводу 5. Обмотки токовых датчиков 7 через резонансный усилитель 9, диод 10, интегратор 11 подключены к первому входу коммутатора 12. Один из токопроводов 5- через дифференцирующую цепь 13 подключен к входу формирователя 14 импульсов, выход которого подключен к второму входу коммутатора 12. Выход коммутатора 12 связан через релейный блок 15 с блоком индикации (не показан). В цепи блока индикации введены контакты электромагнитного реле 16 релейного блока. Устройство содержит также блок 17 питания, подключенный к токопроводам 5.

Токовый датчик 7 представляет собой кольцевой-магнитопровод из феррита с обмоткой, равномерно намотанной на магнитопровод. В окно магни- топровода обоих датчиков проходит токопровод 5, соединякнций возбудительное устройство 6 с щеткой 4. Параметры магнитопровода выбраны из условия исключения его насыщения при максимальном постоянном токе возбудительного устройства 6,

Питание блоков 9, 14 и 15 осуществляется от параметрического стабилизатора, блока 17 питания. Токовые датчики 7 и шунтирующий конденсатор 8 установлены в непосредственной близости от щеток 4. Блок 17 питания и дифференцирующая цепь 13 подключены к токопроводам 5 в непосредственной близости к возбудительному устрой- ству 6, причем параметры дифференцирующей цепи 13 выбраны такими, чтобы они не влияли на частоту возбуждения контура (т.е. емкость дифференцирующей цепи 13 значительно меньше емкости шунтирующего конденсатора 8). Устройство работает следующим, образом.

Шунтирующий конденсатор 8 вместе с индуктивностью обмотки 2 ротора 1 образует резонансный контур. Резонансная частота контура больше частоты сети и высших гармонических в напряжении возбудительного устройства 6. В нормальном режиме работы щеточ- ного аппарата, когда щетки 4 исправны и не искрят, на выходе токовых датчиков 7 отсутствует сигнал, и независимо-от наличия или отсутствия сигнала на втором входе коммутатора 12 релейный блок 15 не срабатывает. При появлении искрений на одной из щеток 4 возбуждается резонансный контур, состоящий из шунтирующего конденсатора 8 и индуктивности об- мотки 2 ротора 1. В обмотке токового датчика 7, расположенного на то- копроводе 5 в зоне резонансного контура, индуктируется ЭДС с резонансной частотой контура. В обмотке то- кового датчика 7, расположенного на токопроводе 5 вне резонансного контура, не наводится ЭДС с резонансной частотой поскольку в этой цепи отсутствует ток с резонансной часто- той контура. ЭДС, наводимые в обмотках токовых датчиков 7, от высших гармонических тока возбудительного устройства 6 с помощь ю- встречного включения обмоток токовых датчиков и дифференциальной схемы компенсируются. . .

Напряжение с обмоток токовых дат- чиков 7 подается на резои ансный усилитель 9, затем детектируется диодом 10, интегрируется интегратором 11 и подается на первый вход коммутатора 12. Последний обеспечивает прохождение сигнала постоянного-тока к релейному блоку 15 лишь при наличии на своем втором входе отрицательного напряжения. Отрицательное напряжение на второй вход коммутатора 12 поступает от формирователя

14импульсов, работающего в ждущем режиме. В ждущем режиме на выходе формиров ателя присутствует отрицательное напряжение и сигнал с выхода интегратора 11 поступает на релейный блок 15, вызывая срабатывание реле 16.

Запуск формирователя 14 импульсов осуществляется импульсами, поступающими от дифференцирующей цепи 13, которая формирует запускающие крроткие импульсы при появлении скачков напряжения возбудительного устройства 6. Положительный импульс формирователя 14 вызывает-запирание коммутатора 12 на время, равное длительности импульса. Длительность положительного импульса на выходе формирователя 14 выбирается больще, чем .время затзпсания резонансного контура (обмотка 2, конденсатор 8).

Поскольку современные возбудительные устройства содержат тиристорные преобразователи с фазовым- регулированием напряжения, то возможно появление скачков напряжения с крутыми фронтами и ударное возбуждение резонансного контура этими фронтами. Эти колебания подавляются коммутатором 12, поскольку вход релейного блока

15закрывается на время, равное постоянной затухания резонансного контура. При отсутствии скачков напряжения на выходе возбудительного устройства 6 коммутатор 12 постоянно открыт и сигнал от интегратора 11 поступает постоянно на вход релейного блока 15.

Дифференциальная схема включения обмоток токовых датчиков 7 обеспечивает компенсацию всех составляющих ЭДС, кроме ЭДС, имеющих частоту резонансного контура. Резонансная частота контура выбирается таким образом, чтобы она не совпадала с высшими гармоническими тока возбуждения синхронной машины, и не была бы кратной частоте питающей сети (как правило, частота более 5 кГц).

Срабатывание релейного блока 15 контролирует состояние контактов электромагнитного реле 16, включенных в схему блока индикации контролируемой электрической машины, фикВНИИПИ Заказ 4335/55 Тираж 597

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

249636

сируя соответствующий уровень искрения щеток.

Устройство позволяет также контролировать искрения щеток, не обнару- 5 живаемые визуаль.ю, т.е. происходящие в теле щеток.

В предлагаемом устройстве обеспечивается высокая точность определения уровня искрения щеток, поскольку 10 исключается фиксация сигналов, не

связанных непосредственно с наруще- нием работы щеток, например, колебаний, вызванных скачками напряжения возбудительного устройства в нормаль- 15 ном режиме его работы, колебаний, возникающих при форсировке возбуждения, в переходных режимах.

Формула изобретения

20

Устройство для определения уров ня искрения щеток электрических ма шин, содержащее контур для подключения к щеткам в виде двух токопроводов с возбудительным устройством, формирователь импульсов, диод и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности за счет исключения при определеНИИ УРОВНЯ искрения щеток сигналов, не связанных непосредственно с нарушением работы щеток, в него дополнительно введены два одинаковых токовых датчика,. шунтирующий конденса35

тор, резонансный усилитель, интегратор, коммутатор, дифференцирующая цепь и релейный, блок, при этом каждый из токовых датчиков выполнен в виде магнитопровода с обмоткой и оба g датчика установлены на одном токопро воде, между датчиками к этому токо- проводу подключена первая клемма шунтирующего конденсатора, вторая клемма которого подключена к другому токопроводу, обмотки токовых датчиков соединены встречно по дифференциальной схеме и через резонансный усилитель, диод и интегратор подключены к первому входу коммутатора, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого через дифференцирующую цепь ;подключен к одному из токопроводов, а выход коммутатора связан через релейный блок с блоком индикации.

45

50

Подписное

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам диагностики синхронных электрических машин. Целью изобретения является по- вьшение точности определения уровня искрения щеток. Устройство содержит два токопровода 5 с воз будите л ьнь1м устройством 6, формирователь 14 импульсов, диод 10 и блок индикации. Устройство снабжено двумя токовыми . датчиками 7, выполненными в виде маг- нитопровода с обмоткой и установленными на одном токопроводе. Между датчиками к токопроводу подключена одна из клемм шунтирующего конденсатора 8, другая клемма которого подключена к другому токопроводу. Обмотки токовых датчиков соединены встречно через резонансный усилитель 9, Диод и интегратор подключены к первому входу коммутатора 12, второй вход которого подключен к выходу формирователя 14 импульсов, вход которого подключен к одному из токопроводов, а выход коммутатора связан через релейный блок 15 с блоком индикации, 1 ил. СО Од со О) Li...J сг Ни согнал