Способ определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта Советский патент 1991 года по МПК H01R39/58 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для исследования и определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта коллекторных электрических машин (ЭМ).

Цель изобретения состоит в упрощении способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта и расширении области его применения.

На фиг.1,2 представлена принципиальная схема, используемая для определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта; на фиг.З - схема с использованием уравнителей первого рода со стороны коллектора; на фиг.4-схема простой волновой обмотки якоря. Схема состоит из приводного электродвигателя 1, механически связанного с машиной 2 постоянного тока (МПТ), используемой в режиме генератора холостого хода без тока в обмотке возбуждения. В одном из бракетов генератора, на- пример 3, установлена исследуемая основная щетка 4 и изолированная от по- следней и от бракета 3 с помощью корпуса 5 из диэлектрического материала, например стеклотексталита, щетка 6. БракетЗ, в котором установлена щетка 4, отсоединен от соединительной шины 7, объединяющей бракеты одноименной полярности. Для снятия статических вольт-амперных характеристик скользящего контакта от постороннего источника 8 тока пропускается ток через щетки 4, 6 и вдоль коллекторной пластины коллектора 9 (фиг.2).

Для измерения падения напряжения в щеточном контакте используется основная щетка 10, установленная в другом бракете 11. В зависимости от конструктивного исполнения обмотки якоря используется либо щетка, установленная в бракете противоположной полярности 12 (фиг.З), либо щетка, установленная в бракете 13 одноименной полярности (фиг.4). Как видно из фиг.З, между исследуемой щеткой 4 и основной щеткой 10 в измерительную цепь включают элемент обмотки якоря 14, представляющий собой параллельную цепь простой пет- ,левой обмотки якоря. Так как в режиме холостого хода генератора обмотка якоря не обтекается током, то потенциал коллекторной пластины 15 близок к потенциалу коллекторной пластины 9, электрически соединенных с помощью части обмотки якоря 14. Измеряемое падение напряжения между исследуемой 4 и основной 10 щетками представляет собой падение напряжения в скользящем контакте между исследуемой щеткой 4 и коллекторной пластиной 9. Так как на холостом ходу генератора без тока возбуждения lt 0 вследствие остаточной

намагниченности магнитопровода в обмотке якоря индуцируется остаточная ЭДС, то для исключения ее проводят два измерения падения напряжения между исследуемой 4

и основной 10 щетками, без тока и с током в исследуемой щетке. При отсутствии тока в исследуемой щетке 4 на участке цепи между щетками 4 и 10 измеряется результирующая остаточная ЭДС, индуцируемая в обмотке

якоря, AUo. При наличии тока в исследуемой щетке между этими точками измеряется сумма результирующей остаточной ЭДС обмотки якоря и падения напряжения в скользящем контакте щетки 4 и коллекторной

пластины AUi Ди0+Аищ.

Падение напряжения в щеточном контакте АУщ находится по разности двух измерений AUu, AUi -AU0(AU0 + A 1)ц)- AU0- В случае полного числа уравнителей первого рода в петлевой обмотке якоря появляется возможность их использования в качестве элемента обмотки якоря, электрически соединяющего исследуемую 4 и основную 10 щетки. При установке

уравнителей первого рода со стороны коллектора (фиг.З) уравнители 16 показаны штриховой линией. Они соединяют исследуемую щетку 4 и основную щетку 10, установленную в другом бракете 13 одноименной с

бракетом 3 полярности, в котором установлена исследуемая щетка. При установке уравнителей со стороны, противоположной коллектору (фиг.З), в измерительную цепь включают часть секций обмотки якоря 17 и

уравнитель 18. На фиг.4 представлена схема простой волновой обмотки якоря, когда в измерительную цепь между исследуемой щеткой 4 и щеткой 10, установленной в бракете одноименной с отсоединенным бракетом 3 полярности, включают секцию обмотки якоря 14, представляющую собой элемент обмотки якоря и электрически соединяющую щетку 4 и щетку 10, установленную в бракете 13 одноименной полярности

5 с бракетом 3,

Для определения падения напряжения в скользящем контакте как в случае простой петлевой обмотки, так и простой волновой

0 обмотки якоря по предложенному способу необходимы два измерения падения напряжения при пропускании тока (AUi) от постороннего источника тока через исследуемую щетку и без тока ( AU0) и по разности изме5 рений найти А1)щ А 61 -A U0, что позволяет исключить остаточную ЭДС, наводимую в элементе обмотки якоря, соединяющем исследуемую щетку и основную щетку, установленную в другом бракете.

Снятие статических вольт-амперных характеристик щеток по предложенному способу заключается в том, что после запуска приводного электродвигателя, притирки щеток, установленных на МПТ, включают источник питания и пропускают ток через исследуемую щетку и изолированную от нее и от бракета щетку, установленную в том же бракете. После вращения коллектора под током и наведения политуры снимают статические вольт-амперные характеристики щеток. Для этого включают вольтметр на исследуемую щетку, установленную в другом бракете, и измеряют падение напряжения между ними. Затем включают посторонний источник тока и, пропуская ток через исследуемую щетку, повторяют измерение падения напряжения в тех же точках, Падение напряжения в скользящем контакте между исследуемой щеткой и коллектор- ной пластиной, находящейся в непосредственном контакте с ней, определяют по разности двух измерений, Дищ AUi - AU0. Так как характер статических вольт-амперных характеристик Аищ fQm)- где Jin - плотность тока под щеткой, зависит от полярности исследуемой щетки, то для учета этого фактора изменяют направление тока в цепи посторонний источник тока - исследуемая щетка - коллекторная пластина - щетка, установленная в том же бракете, что и исследуемая, и изолированная от нее и от бракета - посторонний источник тока. Затем повторяют измерение падений напряжения Д Ui и Ди0 и находят Д11Щ.

Использование предлагаемого способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта расширяет возможности исследования характеристик скользящего контакта коллекторных ЭМ как путем использования этого способа для высокоиспользованных МПТ с жесткими массо-габаритными ограничениями, так и использованием его для МПТ со специальными конструкциями коллекторов (торцевыми и т.д.), а также применения для различных сочетаний материалов скользящих контактов, упрощает способ определе- ния вольт-амперных характеристик

скользящего контакта, так как не требуется дополнительная щетка, сокращает время подготовительных работ и время проведения эксперимента, так как отпадает необходимость изготовления дополнительной щетки, ее установки и настройки на коллекторе, а также снижает трудоемкость исследования влияния различных материалов и конструкций элементов контактной пары

коллектор - щетка на их характеристики, так как нет необходимости изготавливать коллекторы из различных материалов и различных конструкций для выяснения вопроса о влиянии этих факторов на вольт-амперные

характеристики скользящего контакта.

Кроме того, предложенный способ может быть использован для качественной оценки механического состояния коллекто: ра (статического и динамического состояния

поверхности коллектора).

Формула изобретения Способ определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта при

работе машин постоянного тока в режиме генератора на холостом ходу без тока в обмотке возбуждения, включающий пропускание тока по цепи, содержащей посторонний источник тока - исследуемая основная щетка - коллекторная пластина - щетка, установленная в одном бракете с исследуемой и изолированная от нее и от бракета - посторонний источник тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта и расширения области его применения, отключают бракет, в котором установлена исследуемая щетка, от соединительной шины, измеряют падение

напряжения на участке цепи, включающем исследуемую щетку, основную щетку, установленную в другом бракете, и элемент обмотки якоря, электрически соединяющий указанные щетки, при пропускании тока через исследуемую щетку, измеряют падение напряжения на том же участке цепи без пропускания тока и по разности двух измерений находят падение напряжение в скользящем контакте.

Ј

t /

. JTT rn i m

Изобретение предназначено для исследования и определения вольт-амперных ха- рактеристик скользящего контакта коллекторных электрических машин Цель изобретения состоит в упрощении способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта и расширении области его применения. Отсоединяют бра- кет 3 с исследуемой щеткой 4 от соедини- тельной шины Пропускают ток от постороннего источника тока 8 через исследуемую щетку 4, установленную в одном и том же бракете с изолированной от нее и от бракета щеткой 6 В качестве дополнительной щетки используют основную щетку 10, установленную в другом бракете 11. Включают в измерительную цепь элемент обмотки якоря, с помощью которого электрически соединяют исследуемую и дополнительную щетки. Для определения падения напряжения в щеточном контакте проводят два измерения напряжения между бракетами, в которых установлены исследуемые и дополнительные щетки. Одно измерение проводят без тока в исследуемых щетках, другое - с током, а падение напряжения в щеточном контакте определяют по разности двух измерений. 4 ил Ё О со о ю о ел

Редактор А. Мотыль

Фиг4

Составитель Ю. Николаев Техред М.Моргентал

7

Корректор с. Шекмар