Способ контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины и устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины (его варианты) Советский патент 1987 года по МПК H01R39/58 

Изобретение относится к схемам защиты электрических машин и может быть использовано во всех случаях, когда питание вращающейся обмотки постоянным током осуществляется через многощеточный токосъемник.

В настоящее время контроль щеточного аппарата в условиях эксплуатации электрических машин заключается в визуальном контроле искрения, осмотре состояния щеток и состояния скользящей поверхности контактных колец и коллекторов.

Известен способ для контроля щеточного аппарата в у хповиях эксплуатации по искрению щеток и для выявления кругового огня l.

с точки зрения эксплуатации элек25

30

35

трических машин эти способы и устрой- 2о ® распределения постоянного тока ства имеют недостатки: процесс контроля щеточного аппарата происходит по вторичному эффектз (повьшенному искрению или круговому огню), поэтому не выявляется ухудшение токопере- дачи отдельных щеток на ранней стадии, вьшвляются щетки, несущие повышенную нагрузку, в то время как внимание обслуживающего персонала в первую очередь должно быть обретено на щетки с ухудшенной токопередачей, например не имеющие контакта с коллектором или кольцом,

Наиболее близким технически - реше-- нием является способ контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, включающей в себя . измерение равномерности распределения тока по параллельньм ветвям 2,

Способ осуществляют устройством дпя контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической гaшишэIs содержащим блоки измерения распределения тока в параллельных ветвях 3j,

Способ позволяет выявить цепи с ухудшенной токопередачей, однако имеет недостатки, из-за которых он широко используется только в исследовательских работах, напримерэ при испытании новых конструкций щеточнык аппаратов, новых типов щеток и тому пbдoб oгo, и практиче.ски на нашел применения в условиях эксплуатации электрических машин Основгтыми недостатками этого способа являются: вся измерительная цепь находится под напряжением рабочей цепи машины, процесс измерения весьма трудоемок, должен производиться только высококвалифи40

45

50

55

паралл{шьными ветвями, через параллельные ветви дополнительно пр пускают переменный ток, производят измерение величины переменного тока в параллельных ветвях и определяют равномерность распределения постоян ного тока по равномерности распреде ления переменного тока.

Способ может быть осуществлен ус ройством предлагаемой конструкции для контроля скользящего контакта электрической машины постоянного то ка, которое снабжено дополнительным щетками, изолированными от параллел ных ветвей, и источником переменног тока, подключенньш мезкду дополнител ными щетками и параллельными ветвям

Кроме того, способ может быть ос П1;ествлен устройством предлагаемой конст рукции для контроля скользящег контакта электрической машины постоянного тока, в котором параллельные ветви разделены на секции , межд которыми включен источник переменно го тока.

На фиг,1 изображена схема устрой ства дпя осуществления предлагаемог способа, первый вариант; на фиг,2 - то. же,, второй вариант,

Устройство по первому варианту содержит токоподвод 1 рабочего постоянного тока; траверсу (или бракет 2, параллельные- ветви (рабочие щетки) 3-85 контактное кольцо (или ламель коллектора) 9, обмотку 10 возбуждения (или обмотку якоря), блоки 11-16 измерения распределения тока параллельных ветвях, источник 17 пе ременного тока, разделительный кон

5

цированным персоналом с соблюдением особых мер безопасности, добавление измерительной цепи снижает надежность .работы всей электрической машины, например короткое замыкание между цепями разнополюсных токопод- водов может привести к аварийному режиму всей мапшны.

Цель изобретения - исключение аварийных режимов электриче ской машины и повышение безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рвбочего тока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, включающем в себя измере-

5

0

5

о ® распределения постоянного тока

0

5

0

5

паралл{шьными ветвями, через параллельные ветви дополнительно пропускают переменный ток, производят измерение величины переменного тока в параллельных ветвях и определяют равномерность распределения постоянного тока по равномерности распределения переменного тока.

Способ может быть осуществлен устройством предлагаемой конструкции для контроля скользящего контакта электрической машины постоянного тока, которое снабжено дополнительными щетками, изолированными от параллельных ветвей, и источником переменного тока, подключенньш мезкду дополнительными щетками и параллельными ветвями.

Кроме того, способ может быть осу- П1;ествлен устройством предлагаемой конст рукции для контроля скользящего контакта электрической машины постоянного тока, в котором параллельные ветви разделены на секции , между которыми включен источник переменного тока.

На фиг,1 изображена схема устройства дпя осуществления предлагаемого способа, первый вариант; на фиг,2 - то. же,, второй вариант,

Устройство по первому варианту содержит токоподвод 1 рабочего постоянного тока; траверсу (или бракет) 2, параллельные- ветви (рабочие щетки) 3-85 контактное кольцо (или ламель коллектора) 9, обмотку 10 воз буждения (или обмотку якоря), блоки 11-16 измерения распределения тока в параллельных ветвях, источник 17 переменного тока, разделительный конденсатор 18, дополнительную щетку 19, изолированную от рабочего тока.

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

Постоянный рабочий ток проходит по обычной схеме питания: токопод- вод Ij траверса 2, параллельные ветви 3-8, контактное кольцо 9, обмотку 10 возбуждения, второе контактное кольцо 9.

Переменный ток от источника 17 проходит через разделительный конденсатор 18, траверсу 2, параллельные ветви 3-8, контактное кольцо 9, дополнительную щетку 19. Измерение величины переменного тока осуществляется при помощи блоков М-16 измерения распределения тока в параллельных вет.вях (например, измерительных трансформаторов и регистрирующего прибора).

Устройство по второму варианту содержит токоподвод 1 рабочего постоянного тока, секции траверсы 2, параллельные ветви (рабочие щетки) 3-8, контактное кольцо (или ламель коллектора) 9, блоки 11-16 измерения распределения тока в параллельньпс ветвях, источник 17 переменного тока, вход которого подключен к первичной обмотке 20 трансформатора 21, вторичную обмотку 22 трансформатора, к средней точке которой подключен токоподвод 1 рабочего постоянного тока.

Устройство по второму варианту ра- ботает следующим образом.

Постоянный рабочий ток от токопод- вода 1 в средней точке вторичной обмотки 22 трансформатора 21 разделяется на две секции траверсы 2 и проходит по параллельным ветвям 3-5 и 6-8, через контактное кольцо 9, обмотку 10 возбуждения, второе контактное кольцо 9.

Переменный ток от источника 17 через вторичную обмотку 22 трансформатора 21 проходит по параллельной ветви 3-5, через контактное кольцо 9, параллельную ветвь 6-8, вторичную обмотку 22 трансформатора 21, т.е. замыкается в пределах одного токосъемника. Измерение переменных токов производится аналогично схеме фиг.1.

Процесс контроля работы скользящего контакта по схемам фиг.1 и 2 заключается в следующем.

После включения источника переменного тока производят измерение пере

5

5

0

5

0

5

0

5

менных токов в параллельных ветвях щеточного аппарата, например в цепях каждой щетки, и производят сравнение этих токов между собой. Если токи в параллельных ветвях (щетках) одинаковы или имеют отклонение один от другого в пределах, допустимых для неравномерности протекания постоянного тока (например, ±30%), щеточный аппарат работает нормально, если распределение переменных токов по параллельным ветвям отличается большей неравномерностью, значит в щеточном аппарате не обеспечена равномерность протекания рабочего тока. Например, если при измерении обнаружено, что величина переменного тока в отдельных щетках равна нулю, значит в этих щетках отсутствует контакт между щеткой и контактным кольцом или коллектором (щетка зависает) или оборвАн токоподвод к щетке.

Таким образом, контроль состояния щеточного аппарата по предлагаемому способу выявляет в первую очередь щеткис ухудшенными характеристиками токопередачи, и, кроме того,, испытания щеточного аппарата могут быть проведены в отсутствии рабочего тока, что в случае обнаружения неисправных щеток указывает на недопустимость включения рабочего тока и может предотвратить аварию машины в момент включения рабочего тока.

Выбор варианта устройства контроля при конкретной реализации зависит от конструктивного решения токосъемника электрической машины. Когда на токоподводе одной полярности имеется несколько траверс (мощные гидрогенераторы ) или щетки сгруппированы в выемные кассеты (некоторые типы турбогенераторов, в том числе турбогенераторы Единой серии, некоторые типы машины постоянного тока), более приемлем способ электрического секционирования траверс или бракетов и включения источника переменного тока между ними. В этом случае обеспечивается более равномерная нагрузка всех щетор переменным током, облегчаются условш измерения токов в параллельных ветвях, однако выходной трансформатор источника переменного тока должен до пускать пропускание всего рабочего тока щеточного аппарата. Вариант с дополнительной щеткой проще в реализации, в многощеточных токоподводах

«без ущерба для токопередачи могут быть вьзделены несколько щеток для использования в качестве дополнительных, а конструкции некоторых современных синхронных генераторов предус- матривают установку дополнительных Изолированных щеток на траверсе. В этом варианте через дополнительные щетки прбходит весь переменный ток, а через каждую из рабочих щеток - сравнительно небольшая его часть, поэтому схема измерения переменного тока должна обладать большей чувстви- .тельностью и помехоустойчивостью.

13

- с 10 -

f5

3288676

Предлагаемый способ и устройства по сравнению с известным (он же базовый объект) обладает большим преимуществом - гальванической развязкой измерительной цепи от силовой, поэтому добавление измерительной цепи не (Снижает надежности работы электрической машины, обеспечена большая безопасность персонала в процессе измере ния. Кроме того, использование предлагаемых устройств позволит проследить за данамикой развития ухудшения работы щеточного аппарата, выявить причины этого ухудшения, обнаружить некачественные щетки и т.п.

1. Способ контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, включающий измерение распределения постоянного тока между параллельными ветвями, отличающийся тем, что, с целью исключения аварийных режимов и повышения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, через параллельные ветви дополнительно пропускают переменный ток, производят измерение величины переменного тока в параллельных ветвях и определяют равномерность распределения постоянного тока по равномерности раст пределения переменного тока. 2.Устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, содержащее блоки измерения распределения тока в параллельных ветвях, отличагощее- с я тем, что, с целью исклйчения аварийных режимов и повышения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, оно снабжено дополнительньми щетками, изолированными от параллельньгх вет-. вей, и источником переменного тока, подключенным между дополнительными щетками и параллельными ветвями, 3.Устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, содержащее блоки измерения распределения тока в параллельных ветвях, отличающее- с я тем, что, с целью исключения аварийных режимов и повышения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, параллельные ветви одной полярности разделены на секции, между которыми подключен источник переменного тока. с 9 (Л с: 00 N3 00 00 05

i.

Х

iPue.f

b.2

Редактор И.Горная

Составитель В.Волков

Техред И. Верес Корректор сГШе|смар

Заказ 3493/53Тираж 625Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Ра тпская наб. , д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уж о род, ул. Проектная, 4