Способ определения частоты собственных колебаний контакт-деталей герметизированного магнитоуправляемого контакта Советский патент 1991 года по МПК H01H11/04 G05B23/02 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, для контроля характеристик герметизированных магнитоупдавляемых контактов - герконов и гезаконов при их изготовлении и контроле на заводах-изготовителях электрических аппаратов на их основе.

Цель изобретения - упрощение и расширение области применения способа.

На фиг, 1 показана схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - временная диаграмма импульсов управления I y(t) при измерении частоты собственных колебаний контакт-деталей герко- на л соответствующая ей диаграмма состояния Замкнуто-разомкнуто контактов геркона ir (t); на фиг. 3 - временная

диаграмма импульсов управления iy (t) при измерении частоты собственных колебаний контакт-деталей гезакона и соответствующая ей диаграмма состояния Замкнуто-разомкнуто контактов гезакона ir(t); на фиг. 4 - качественная зависимосгь времени гз с подачи импульса на замыкание до первого замыкания контакт-деталей от длительности паузы tn между импульсами управления, предшествующей подаче указанного импульса; на фиг. 5 - фрагмент экспериментальной зависимости t3 (tp) для образца гезакона типа МКА-27601, где t p - время с предшествующего размыкания контакт-деталей до подачи импульса на замыкание.

Устройство (фиг. 1) содержит испытуемый герметизированный магнитоуправляео

N Ч О xj

-Ч

мый контакт 1 - геркон или гезакон с одно- или многообмоточной катушкой 2 управления, выводы которой напрямую или через согласующий усилитель (не показан) включены на выход стандартного или специально созданного регулируемого генератора 3 управляющих импульсов, работающего в режиме источника тока или близком к нему. Устройство содержит также измеритель 4 временных интервалов для измерения времени 1з (электронный секундомер, двухлу- чевой осциллограф и т.п.), запуск которого осуществляется по переднему фронту управляющего импульса на замыкание от генератора 3, а останов - по сигналу от источника 5, поступающему на указанный измеритель 4 при первом замыкании контакт-деталей (фиг. 2 и 3). В случае определе- ния частоты собственных колебаний контакт-деталей геркона используется од- нообмоточная катушка. Для гезакона целесообразно использовать двух- или трехобмоточные катушки, что позволяет отказаться от индивидуальной калибровки амплитуд управляющих импульсов.

Магнитоуправляемый контакт 1 возбуждают в периодическом режиме подачей в катушку 2 рт генератора 3 управляющих импульсов неизменной амплитуды так, чтобы оставались неизменными длительность импульса t n, подаваемого для замыкания геркона (фиг.2),или сдвиг между импульсами неизменной длительности t n на срабатывание и на отпускание, соответствующий замкнутому состоянию - для гезакона (фиг. 3). В обоих случаях для обеспечения более высокой точности измерений время с момента срабатывания до расхождения контакт-деталей при отпускании целесообразно устанавливать достаточным для успокоения контакт-деталей в замкнутом состоянии. Для гезакона длительность импульса на отпускание целесообразно устанавливать ми- нимально необходимой для отпускания или близкой к ней. Для реализации способа в каждом последующем цикле Отпускание - срабатывание изменяют от какого-то значения в сторону уменьшения длительности паузы tn между управляющими импульсами, соответствующую разомкнутому состоянию контакт-деталей, и для каждого значения t пизмеряют соответствующее ему значение гэ . Измерения производят до тех пор, пока не будет зафиксирована зависимость ta(tn), аналогичная представленной на Фиг. 4 и 5. В этом случае измерения прекращают, выделяют значения t n, соответствующие двум экстремумам зависимости t3 (t n), например двум ближайшим минимумам (или максимуму и минимуму), вычисляют их

разность и считывают ее равной периоду (полупериоду) собственных колебаний контакт-деталей Тек (фиг. 4). Частоту собственных колебаний контакт-деталей определяют

как обратную величину.

Сущность физических процессов, происходящих при таком измерении, заключается в следующем

При подаче в катушку 2 первого управ0 ляющего импульса на замыкание контакт- детали магнитоуправляемого контакта 1 через некоторое время t3 замыкаются и после некоторого дребезга остаются в таком состоянии: для геркона - до снятия управля5 ющего импульса, а для гезакона - для подачи управляющего импульса на отпускание. После снятия управляющего импульса (или подачи импульса на отпускание) через некоторое время torn (фиг. 2 и 3) контакт-детали

0 расходятся и после цикла затухающих колебаний с частотой, равной частоте собственных колебаний, устанавливаются в разомкнутом состоянии равновесия. Если последующий импульс на срабатывание по5 дан через время tn , достаточное для затухания собственных колебаний контакт-деталей, то соответствующее ему время ts не отличается от измеренного ранее, поскольку начальные условия срабатывания не изменяются.

0 Если время tn установлено недостаточным для затухания колебаний контакт-деталей после предыдущего отпускания, то соответствующее ему время t3 изменяется, поскольку момент подачи очередного

5 импульса на замыкание приходится на определенную фазу колебаний контакт-деталей, а значит, на определенное расстояние между контакт-деталями, в общем случае отличающееся от начального зазора. Это

0 приводит к изменению t3, поскольку в условиях неизменных параметров управляющих импульсов и магнитомеханики магнитоуправляемого контакта такое время определяется в основном расстоянием между

5 контактами в процессе их колебаний. Таким образом, если очередной управляющий импульс на замыкание подан в условиях неуспокоившихся после предыдущего отпускания колебаний контакт-деталей, то

0 время ta зависит от фазы этих колебаний, т.е. при неизменных tn и to™ - от времени tn , причем характер зависимости t3 (tn ) аналогичен характеру изменения расстояния между контактами д во времени д (г).

5 Следовательно, последовательно уменьшая от цикла к циклу Отпускание-срабатывание время tn , можно определить зависимость t3 (tn ) (фиг. 4), частота изменения которой определяется частотой собственных колебаний контакт-деталей, выделить два

любых близлежащих экстремума и соответствующие им значения t n. вычислить их разницу и по ней определить частоту собственных колебаний fc« как обратную величину. В случае, если фиксируются два минимума (максимума) зависимости (фиг. 4), такая частота определяеся выражением fcK 1/ТСк ,а для близлежащих максимума и минимума fcic

А/ т Точность измерений тем выше. 2(У2Тск)

чем меньше шаг изменения паузы Д tn. Для получения однозначного характера зависимости т.3 (tn) значение такого шага целесообразно устанавливать примерно на порядок меньшим периода собственных колебаний контакт-деталей, т.е. примерно в единицы- десятки микросекунд. Для исключения возможного влияния на точность измерения электромагнитных сил в процессе расхождения контакт-деталей целесообразно обеспечивать по возможности более быстрое спадание магнитного потока к нулю, что обеспечиваетеся выбором параметров обмоток управления и режимов управления известными средствами, а для гезаконов и размещением их относительно обмоток.

В качестве примера на фиг. 5 приведен фрагмент экспериментальной зависимости t э(Хр)для образца геэакона типа МКА-27601, где время tp с расхождения контакт-деталей до подачи очередного импульса на замыкание определено из соотношения tp tu + tn t отп (фиг. 3), т.е. при неизменных tn «2 мс и to™ -0,2 мс, tp tn + 1.8 мс. Для данного образца частота собственных колебаний foe -1/(0,725 103 с) -«1366 Гц (фиг. 5). Несложный арифметический подсчет показывает, что выделенный период является пятьдесят первым после расхождения контакт-деталей периодом собственных колебаний.

Таким образом, предлагаемый способ

может быть реализован при меньшем количестве операций, что упрощает его. Кроме того, способ позволяет определить частоту собственных колебаний контакт-деталей

практически всех герметизированных маг- нитоуправляемых контактов, что расширяет область его применения.

Формула изобретения

Способ определения частоты собственных колебаний контакт-деталей герметизированного магнитоуправляемого контакта путем периодической коммутации контакт- деталей подачей управляющих импульсов и

измерения времени между подачей управляющего импульса на замыкание и моментом первого замыкания контакт-деталей на каждом периоде коммутации, отличающийся тем, что, с целью упрощения и

расширения области применения способов, при периодической коммутации умень- шают паузу между управляющими импульсами, соответствующую разомкнутому состоянию контакт-деталей и снимают

временную зависимость между моментом подачи управляющего импульса на замыкание и моментом первого замыкания контакт-деталей по отношению к моменту окончания предшествующей паузы, выделяют два экстремума указанной зависимости одного знака и соответствующие им значения пауз, по которым судяточастоте собственных колебаний.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, для контроля характеристик герметизированных магнитоуправляемых контактов - герконов и гезаконов при их изготовлении и контроле на заводах-изготовителях электрических аппаратов на их основе. Целью изобретения является упрощение и расширение области применения способа. Магни- тоуправляемый контакт возбуждают в периодическом режиме. При этом в каждом последующем цикле Отпускание - срабатывание изменяют в сторону уменьшения длительность паузы между импульсами управления, соответствующую разомкнутому состоянию контакт-деталей, и измеряют соответствующее время с подачи импульса на замыкание до первого замыкания контакт- деталей, фиксируют при этом фрагмент зависимости такого времени от упомянутой паузы, выделяют два экстремума этой зависимости и соответствующие им значения пауз, вычисляют разность этих пауз и через нее определяют частоту собственных колебаний контакт-деталей. 5 ил. (Л

риг. 1

I

i

°,i

/

lf,2SStS3S,t37,1