Устройство для измерения мгновенных значений токов в коммутируемых секциях электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02K13/14 

а

1C

О)

30

ел

со ю

00

к

Раг.Г

Изобретение относится к измерительной технике, а именно касается измерений при испытаниях электрических машин, в частности к устройствам для измерения тока в коммутируемых секциях в переходных режимах, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 782055.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение области исследования качества коммутации электрической машины.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения мгновенных значений токов в коммутируемых секциях в переходных режимах; на фиг. 2 - схема блока управления и блока синхронизации; на фиг. 3 - принципиальная схема имитации переходных режимов.

Устройство для замера мгновенных значений тока коммутируемой секции в переходных режимах включает ряд электрически изолированных частей 1-3 по длине шетки (фиг. 1). Части 1-3 щетки механически связаны (непосредственно или с помощью щеткодержателей) с пальцем щеткодержателя (не показан) и установлены до соприкосновения с коллектором, ламели 4-10 которого соединены с секциями 11 -16 обмотки якоря. Для упрощения количество щеточных перекрытий в рассматриваемом примере принято равным 2. Исходя из этого, количество частей 1-3 щетки выбрано на единицу больше, т. е. равно 3. Части 1-3 щетки электрически соединены с зажимом 17 внешней цепи через индивидуальные безынерционные измерительные резисторы 18- 20, измерительные выводы 21-23 которых попарно подключены к входам вычитающих устройств 24-26, выхода которых связаны с входными клеммами 27 многоканального измерителя 28 тока (многолучевого осциллографа) . Рабочая поверхность коллектора частично изолирована по щеточным следам в шахматном порядке с периодичностью; неизолированный участок пластин - группа изолированных участков пластин, количество которых не меньше щеточных перекрытий. Изолированные участки пластин образованы, например, электроизоляционным перекрытием (эмали, лаки, пленки), толщина которого и коэффициент трения щеток по которому практически не изменяют поведение (механику) скользящего контакта. Толщина ежламельных промежутков 29 1 -1,5 мм. Вращение якоря испытуемой машины происходит против часовой стрелки 30. Изолированные участки пластин (заштрихованы) могут быть образованы путем углубления соответствующих участков пластины и наклейки на эти места изолированных от коллектора пластин, в том числе и из одинакового с пластинами материала, например из коллекторной меди. После переделки рабочую поверхность коллектора шлифуют для придания ей строго цилиндрической формы. В этом случае поверхность изолированных и неизолированных участков пластин по щеточным следам состоит из одного материала, что улучщает динамику скользящего контакта.

Блок 31 управления (фиг. 2) в первой цепи включает в себя усилитель постоянного тока, который содержит последовательную цепочку из резистора 32, фотодиода 33, базоэмиттерного перехода транзистора 34, подключенную к источнику 35 питания усилителя. К выводным концам источника 35 питания подключена последовательная цепочка из катушки 36 и контакта 37 герконового реле, общая точка которых подключена к коллектору транзистора 34. Во второй цепи блок 31 содержит источник 38 питания, к выводным концам которого подключены три параллельные ветви, одна из которых состоит из последовательно соединенных контакта 39 герконового реле и катушки 40 реле времени, вторая - из блок-контакта 41 и катушки 42 реле времени и последняя ветвь - из блокконтакта 43 и катушки 44 управления силового контактора 45 (фиг. 3). Блок 46 внешней синхронизации содержит источники 47 и 48 света, выводы которых через кнопочный без самовозврата выключатель 49 подключены к источнику 50 питания, и синхронизирующий диск 51 с прорезями 52 и 53, предназначенный для установки его на вал электрической машины. Источники 47 и 48 света через прорези 52 и 53 синхронизирующего диска 51 направляют лучи света на фотодиоды 33 и 54. Первая цепь включает в себя усилитель постоянного тока, который содержит последовательную цепочку из резистора 55, фотодиода 54, базоэмиттерного перехода транзистора 56, подключенную одним концом к минусу источника 57 питания усилителя, а другим - через блок-контакты 58 к плюсу источника 57 питания. Одним концом катушка 59 герконового реле подключена к минусу источника 57 питания, а другим - к коллектору транзистора 56, блок-контакт 58 реле времени подключен одним концом к плюсу источника 57 питания, а другим - к эмиттеру транзистора 56. Вторая цепь состоит из последовательно соединенных источника 60 питания и контакта 61 герконового реле, подключенных на вход 62 синхронизаци измерителя 28 тока.

Устройство работает следующим образом.

При работе электрической машины в продолжительном режиме по схеме непосредственной нагрузки (фиг. 3) включением выключателя 49 подают питание на источники 47 и 48 света от источника 50 питания. При попадании луча от источника 47 света через прорезь 52 на фотодиод 33 открывается транзистор 34 и срабатывает катушка 36 герконового реле, замыкая контакты 37 и 39. При замыкании контакта 37 подается постоянное питание на катушку 36 герконового реле от источика 35 питания. При замыкании контакта 39 от источника 38 подается питание на катушку 40 реле времени. При этом нормально открытые блокконтакты 41 и 43 замыкаются, и от источника 38 подается питание на катушку 42 реле времени и катушку 44 управления силового контактора 45, который закорачивает сопротивление 63 в якорной цепи испытуемой машины (фиг. 3), что приводит к протеканию переходного режима, т. е. толчкообразному изменению якорного тока в силовой цепи, При подаче питания на катушку 42 замыкается блок-контакт 58 в начальный период протекания переходного режима. В этот момент через прорезь 53 вращаюшегося синхронизируюш.его диска 51 от источника 48 света попадает луч на фотодиод 54 и открывает транзистор 56, что обеспечивает срабатывание катушки 59 герконового реле и замыкание контакта 61. При этом подается импульс напряжения от источника 60 питания на вход 62 синхронизации измерителя 28 тока (электронный осциллограф). Подача импульса напряжения производит включение однократного пуска развертки измерителя 28 тока. С момента запуска развертки сигналы с резисторов 18-20 поступают на входы вычитающих устройств 24-26, а с их выходов - на измеритель 28 тока. Таким образом, осциллографируя попарные разности падения напряжения на измерительных резисторах, можно измерять мгновенные значения токов во всех секциях якоря испытуемой машины в переходных режимах. Технико-экономический эффект от использования предложенного устройства заключается в повышении коммутационной надежности и расширении области исследования качества коммутации электрических машин. Коммутационная надежность обеспечивается правильным выбором токовых нагрузок в переходных режимах, не вызываюших подгара шеток и коллекторных пластин, и настройкой токовой защиты электрической машины, предотвращающей образование круговых огней по коллектору. Расширение области исследования качества коммутации заключается в определении истинных мгновенных значений токов в коммутируемых секциях в переходных режимах, которые позволяют установить характер их изменения в зависимости от конфигурации параметров коммутационного узла и от режимов работы электрической машины, внести коррективы в расчетные методики, в разработку различных устройств по улучшению коммутации и определить пути улучшения качества коммутации. Формула изобретения Устройство для измерения мгновенных, значений токов в коммутируемых секциях электрической машины по авт. св. № 782055, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области исследования качества коммутации электрической м;ашины, оно снабжено блоком внешней синхрокизаци и блоком управления, который содержит две цепи, первая цепь управления включает усилитель постоянного тока на фотодиоде, герконовое реле, в котором последовательная цепочка из катушки и одного контакта подключена к выходным концам источника питания усилителя, а общая точка катушки и контакта герконового реле подключена к коллектору транзистора усилителя, вторая цепь управления включает источник питания, к выводным концам которого подключены три параллельные ветви, одна из которых состоит из последовательно соединенных контакта герконового реле и катушки реле времени, вторая - из блокконтакта и катушки реле времени, и последняя - из блок-контакта реле времени и катушки управления силового контактора, блок внешней синхронизации содержит источник света с выводами для подключения к источнику питания, синхронизирующий диск с прорезями, предназначенный для установки его на вал электрической машины, и две цепи, первая цепь синхронизации включает усилитель постоянного тока на фотодиоде, герконовое реле, катушка которого подключена одним концом к минусу источника питания усилителя, а другим - к коллектору транзистора усилителя, блок-контакт реле ремени подключен одним концом к плюсу источника питания усилителя, а другим - к эмиттеру транзистора усилителя, вторая цепь синхронизации состоит из по.следовательно соединенных источника питания, контакта герконового реле, подключенных на вход измерителя тока.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области исследования качества коммутации. Устройство включает ряд электрически изолированных частей 1-3 по длине ш,етки, установленных до соприкосновения с коллектором, ламели 4-10 которого соединены с секциями 11 -16 обмотки якоря. Устройство снабжено блоком внешней синхронизации и блоком управления, который содержит две цепи. Первая цепь включает усилитель постоянного тока на фотодиоде, герконовое реле. Вторая цепь управления включает источик питания,. к выводным концам которого подключены три параллельные ветви. Блок внешней синхронизации содержит источник света, соединенный с источником питания. Синхронизируюший диск с прорезями устанавливается на валу машины. При закорачивании сопротивления в якорной цепи протекает переходный режим. Устройство позволяет измерять мгновенные значения токов во всех секциях якоря испытуемой машины. УстS ройство позволяет определить истинные зна(Л чения токов, что дает возможность внести коррективы в разработку устройств по улучшению коммутации. 3 ил.