Способ определения межконтактного зазора в электромагнитных коммутационных аппаратах постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H01H49/00 

Изобретение относится к электроаппа- ратостроению, в частности к технике измерения расстояний между подвижными и неподвижными контактами как одно-,так и - многообмоточных электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА) постоянного тока в процессе их изготовления.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности неразрушающего контроля.

В данном способе для контроля расстояния между контактами ЭМКА достаточно определить только постоянную времени снятой токовой характеристики без измерения других электротехнических параметров (падений напряжений, магнитных потоков и др.). Это значительно облегчает и упрощает технологический процесс технического неразрушающего контроля расстояния между контактами ЭМКА по сравнению с известными способами. Кроме того, данный способ обеспечивает техническую реализацию контроля расстояния между контактами в ЭМКА, содержащих как одну, так и несколько обмоток.

Определение искомого расстояния между контактами проводится с учетом значения конечного зазора 5К между якорем и сердечником магнитной системы. Учет величины конечного зазора 5к повышает точность расчета искомого расстояния между контактами, так как в электромагнитах с высокой степенью точности известна величина конечного зазора 5К между якорем и сердечником в замкнутом положении якоря.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ контроля зазора; на фиг.2(а) - токовая характеристика для конечного зазора между якорем и сердечником магнитной системы контролируемого ЭМКА, (б) - токовая характеристика для начального зазора между якорем и серО

ю

§

S3

денником магнитной системы контролируемого ЭМКА, (в) - токовая характеристика для измеряемого зазора между якорем и сердечником магнитной системы контролируемого ЭМКА,

В блрк-схеме (фиг. 1) от источника 1 постоянного тока через замыкатель 2 и регулятор 3 напряжения на обмотку 4 контролируемого ЭМКА и последовательно соединенный с ней резистор 5 подают скачкообразное напряжение U 1уср. По обмотке 4 и через резистор 5 протекает меняющийся во времени ток i (t), осциллограмма изменения которого отображается на экране осциллографа 6 (токовая характеристика i (t).

ЭМКА содержит замыкающие 7 и размыкающие 8 контакты. При подаче на обмотку скачкообразного напряжения U lycp. До момента времени trp cp начала трогания якоря ЭМКА, ток i(t) в обмотке 4 ЭМКА меняется по экспоненциальному закону (фиг.2а). При достижении током i(t)значения срабатывания Ср под действием электромагнитного усилия происходит перемещение якоря, приводящее к уменьшению зазора между якорем и сердечником электромагнита. В результате перемещения якоря в течение времени т.дв.ср закон изменения тока i(t) в обмотке 4 отклоняется от экспоненциального и проходит с локальным максимумом и локальным минимумом. В момент времени tcp (локальный минимум при срабатывании) якорь останавливается и ток l(t) в обмотке электромагнита начинает возрастать по экспоненциальному закону до установившегося значения 1У Ср (участок e-d токовой характеристики, фиг.2а). При уменьшении напряжения U . lycp до минимального значения Ui или до нуля ток i(t) в обмотке 4 в течение времени tip от спадает по экспоненциальному закону. В момент времени т.тр.0т ток l(t) обмотки 4 достигает значения 0т тока отпускания и происходит перемещение якоря, приводящее кувеличе- нию зазора между якорем и сердечником электромагнита. За время перемещения 1дв.от якоря закон изменения тока i(t) в обмотке 4 отклоняется от экспоненциального и проходит с локальным минимумом и локальным максимумом.

В момент временитот(локальный максимум при отключении) якорь останавливается и ток i(t) в обмотке 4 электромагнита начинает уменьшаться по экспоненциальному закону до установившегося значения 1У от или до нулевого значения 1У от О (участок e-f токовой характеристики, фиг.2а).

При напряжении, равном значению рабочего напряжения, подаваемого на обмотку ЭМКА скачком, снимается токовая характеристика (фиг.2а) и на участке (c-d) нарастания тока i(t) до установившегося значения тока 1У Ср измеряют постоянную времени гк. Этот участок соответствует конечному положению якоря электромагнита, т.е. конечному зазору дк между якорем и сердечником ЭМКА.

Для контроля полного хода Д кон

тактов, соответствующего начальному

зазору (5Нач , между якорем и сердечником магнитной системы, снимают токовую характеристику i(t) (фиг.2б) и определяют постоянную времени Тнач на участке нарастания тока i(t) до установившегося значения тока уср при подаче скачком напряжения питания U lycp намагничивающей обмотки, меньшего напряжения срабатывания магнитной системы ЭМКА.

При напряжении, меньшем напряжения срабатывания, якорь электромагнита остается неподвижным и токовая характеристика i(t), представленная на фиг.26, соответствует изменению тока по экспоненциальному закону при начальном зазоре днач между якорем и сердечником электромагнита По уравнению

АН 5К

гк

нач

-1

Гк

Гя

где гк - расстояние от оси вращения якоря магнитной системы до центра контакта.

гя - до центра приложения электромаг- нитного усилия,

определяют полный ход контактов ЭМКА.

Для контроля провала и раствора замыкающих контактов 7 снимают токовую характеристику i(t) и определяют постоянную времени тНз токовой характеристики на участке нарастания тока i(t) до установившегося значения тока ly Ср (участок k-m фиг.2в) при подаче скачком напряжения питания намагничивающей обмотки, достаточного для перевода замыкающих контактов в положение начального касания. При таком напряжении якорь электромагнита переместится в положение, соответствующее началу замыкания замыкающих контактов 7, т.е. замыкающие контакты 7 переместятся на величину раствора Др3.

По уравнению

55

Апр3 ак&--1 Ј I Тнз / Гг

определяют величину провала замыкающих контактов, а по уравнению

Арз АН - Апр.з бк

Гк ГК

Гк

Гнач Тнз / Г я

Апр р - АН Арр -

5к

Гк Гк

Гк

нач нр/ Г я

Изобретение относится к электроаппа- ратостроению, в частности к технике измерения расстояний между подвижными и неподвижными контактами как одно-, так и многообмоточных электромагнитных коммутационных аппаратов постоянного тока в процессе их изготовления. Цель изобретения - упрощение и повышение точности неразрушающего контроля. С помощью данного способа можно определить расстояние между контактами, раствор и провал контактов. При этом необходимо измерить только постоянную времени между якорем и сердечником магнитной системы при искомом зазоре. 2 ил.

определяют величину раствора замыкаю- щих контактов.

Для контроля раствора размыкающих контактов 8 снимают токовую характеристику i(t) и определяют постоянную времени тНр токовой .характеристики на участке снижения тока до установившегося значения тока 1у от (участок e-f, фиг.2а) при уменьшении скачком напряжения питания намагничивающей обмотки до значения, достаточного для перевода размыкающих кон- тактов 8 в положение начального касания. При таком снижении напряжения якорь электромагнита переместится в положение, соответствующее началу замыкания размыкающих контактов 8, т.е. размыкаю- щие контакты 8 переместятся на величину раствора Арр . По уравнению

IL

Снр

Пс

Гя

определяют раствор размыкающих контактов.

Для контроля провала размыкающих контактов 8 снимают токовую характеристику i(t) и определяют постоянную времени тнр токовой характеристики на участке нарастания тока l(t) до установившегося значения тока у Ср (участок k-m, фиг.2в) при подаче скачком напряжения питания намагничивающей обмотки начального касания. При таком напряжении якорь электромагнита переместится в положение, соответствующее началу замыкания размыкающих контактов, т.е. размыкающие контакты 8 пе- реместятся на величину провала Апр р , который определяется по уравнению

Фиг.1

где Дрр - раствор размыкающих контактов. Формула изобретения

Способ определения межконтактного зазора в электромагнитных коммутационных аппаратах (ЭМКА) постоянного тока путем снятия токовой характеристики, отличающийся тем, что, с. целью упрощения и повышения точности неразрушающего контроля, определяют постоянную времени при .конечном зазоре между якорем и сердечником магнитной системы контролируемого ЭМКА и определяют постоянную времени ЭМКА на участке токовой характеристики, соответствующей контролируемому расстоянию между контактами, а межконтактный зазор определяют по формуле

25 А 4 (гк/т-1)гк/гя,

где А- искомое расстояние между контактами ЭМКА;

5К - конечный зазор между якорем и сердечником магнитной системы;

гк - постоянная времени токовой характеристики при конечном зазоре между якорем и сердечником магнитной системы; т- постоянная времени, определенная на участке токовой характеристики, соответствующем контролируемому зазору между якорем и сердечником магнитной системы;

Гк - расстояние от оси вращения якоря магнитной системы до центра контакта:

гя - расстояние от оси вращения якоря магнитной системы до центра приложения электромагнитного усилия.

7

щи |

U-Iycp

Щи