Устройство для измерения коэффициента относительной неустойчивости контактирования отдельной щетки щеточно-коллекторного узла электрической машины Советский патент 1991 года по МПК H01R39/58 

/

2

ч I

М«

VI

о го N о

СП

ру 4. При этом выход интегрирующего элемента подключен к регистратору 6. Интегри- рующий элемент выполнен в виде интегрирующего усилителя. При этом между первым входом этого усилителя и второй клеммой источника постоянного напряжения дополнительно введен нормально разомкнутый ключ 7 с выдержкой времени

с на размыкание. Причем постоянная времени Ти интегрирующего усилителя определяется как отношение номинального значения напряжения источника постоянного напряжения к значению предела шкалы регистратора, умноженному на указанную выдержку времени. 1. з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может применяться для проверки механической стабильности работы скользящих контактов электрических машин, а также других объектов,имеющих контактные системы, подверженные сильным механическим воздействиям Целью изобретения является повышение точности измерения Устройство содержит источник 1 постоянно го напряжения первая клемма которые предназначена для подсоединения к исследуемой щетке 2 а вторая клемма источника подключена к первому входу интегрирующего элемента 3, второй вход которого прелназначен для подключения к кэллектсСО С

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для объективной оценки механической стабильности работы скользящих контактов электрических машин при их наладке, приемосдаточных испытаниях и в экспериментальных исследованиях.

Цель изобретения -- повышение точности измерения.

На чертеже представлена в рабочем состоянии схема устройства для измерения коэффициента относительной неустойчивости контактирования отдельной щетки щеточного коллекторного узла электрической машины.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, первая клемма которого предназначена для подсоединения к исследуемой щетке 2, а вторая клемма источника подключена к первому входу интегрирующего элемента, выполненного в виде интегрирующего усилителя 3. Второй вход интегрирующего усилителя предназначен для подключения к коллектору 4, например, посредством других щеток 5 щеточно-кол- лекторного узла. Выход интегрирующего усилителя 3 подключен к регистратору 6. Между первым входом интегрирующего усилителя 3 и второй клеммой источника 1 постоянного напряжения дополнительно введен замыкающий ключ 7 с выдержкой времени с на размыкание. Причем постоянная времени Ти интегрирующего усилителя 3 определена по формуле

U ТГ

(1

где U - номинальное значение напряжения источника 1 постоянного тока;

Un - предел шкалы регистратора 6.

Для упрощения настройки устройства между первой клеммой источника 1 и вторым входом интегрирующего усилителя 3 может быть дополнительно введен ключ 8. Щетки 2 и 5 щеточно-коллекторного узла прижаты к коллектору 4 и размещены в щеткодержателях 9. Щетки 5 соединены, например параллельно, общей шиной 10. Щетки 5 связаны сдополнительными нажимнымиус- тройствами 11 (основные нажимные механизмы не показаны). В качестве регистратора б может быть использован вольтметр с равномерной шкалой, имеющей 100 основных делений, нумерация которых для удобства измерения начинается от конца шкалы (от максимального отклонения стрелки вольтметра).

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы электрической машины через ее щеточно-коллекторный узел (через щетки 5) протекает ток. При этом между общей шиной 10 и контактной поверхностью коллектора 4 имеется переходное падение напряжения. При взаимодействии

с неровностями контактной поверхности коллектора 4 щетки совершают колебательное движение. При этом возникают кратковременные нарушения электрического контакта отдельных щеток с контактной поверхностью.

При проведении измерений ключ 7 замыкается и соединяет вторую клемму источника 1 и первый вход интегрирующего усилителя 3 на время Т, в течение которого

постоянное напряжение U источника 1. передаваясь на второй вход интегрирующего усилителя 3 через исследуемую щетку 2, коллектор 4 и совокупный контакт щеток 5, прерывается отскоками (нарушениями

скользящего контакта) исследуемой щзтки 2. При этом полагают, что совокупный контакт щеток 5 не нарушается, тзк как их несколько и они в процессе работы дополнительно поджимаются к коллектору

4 усилием нажимных устройств 11. Таким образом, между двумя входами интегрирующего усилителя 3 приложено импульсное напряжение прямоугольной формы, которое интегрируется с постоянное времени

Ти, а затем поступает на регистратор б, по ранее описанной шкале которого визуально определяется величина коэффициента относительной неустойчивости контактирования исследуемой щетки 2,

Исследования показывают, что для обеспечения оптимальных пределов допустимой погрешности измерений целесообразно выбрать номинальное значение напряжения источника 1 в диапазоне 100- 300 В. При этом нижний предел диапазона ограничен стремлением уменьшить погрешность измерения, вносимую переходным падением напряжения под щеткой из-за суммирования с результирующим напряжением, поступающим на интегрирующий усилитель. Верхний предел диапазона ограничен стремлением исключить дополнительную погрешность измерения, связанную с возможностью возникновения в зоне размыкаемого слаботочного контакта тлеющего разряда.

Результаты экспериментальных и теоретических исследований показывают, что выдержка времени ключа 7 на размыкание должна быть в интервале 4-8 с. При выходе за эти пределы составляющие суммарной погрешности измерения, обусловленные нецелым числом оборотов коллектора за время измерения при работе ключа 7 (т. е погрешность измерений, связанная с потл- рей информации о реакции щетки ча непройденный ею участок профиля коллектора при его нечелом числе оборотов), v, погрешность измерений, связанная с собственной работой ключа 7 возрастают ч становятся недопустимыми для данны метрологических устройств с суммарной погрешностью порчдка 10%.

Ключ 8 позволяет упростить настройку устройства, так как при его замыкании напряжение источника 1 непосредственно поступает в течение времени Т на входы интегрирующего усилитетя 3, а регулировкой постоянной Ти интегрирования добиваются минимального показания регистратора 6 (полного отклонения стрелки вольтметра). После этого постоянная времени Ту становится равной требуемому формулой (1) значению.

Таким образом, по сравнению с прототипом за счет выполнения интегрирующего элемента в виде интегрирующего усилителя с введением между одним из его входов и источником напряжения ключа с определенными параметрами и указанным выбором постоянной времени интегрирования (что позволяет исключить ручной подсчет по осциллограммам временных промежутков,

соответствующих неустойчивости контактирования отдельной щетки, необходимый для предварительной градуировки регистратора в прототипе и имеющий большую погрешность - 50%) в предлагаемом устройстве не Me.iee чем пятикратно повышена точность измерения коэффициента относительной неустойчивости контактирования отдельной щетки. При этом устройство используется при измерении на реальной машине (а в прототипе - лишь на короткозамкнутом коллекторе).

Формула изобретения

интегрирующего лег. ечта подключен к ре гистратору, о т г и a HJ щ е -2 с ч тем, что. ( целью повышения точности измерения, интегрирующий элемент выполнен в виде t н- тегрирующего усилителя, при э-ом межгцу

первым входом этого уси .ите/я и второй клеммой источника постоянного напряжения дополнительно заеден злмыкающий ключ с выдержкой времени с на размыкание, причем постоянная времени Ги

интегрирующего силителя определена по формуле

Т -Т U

а1

где U - номинальное значение напряжения источника постоянного напряленгя; Un - предел шкалы регистсзтопа. 2 Устройство по п. , о т ;, и ч а ю :; о е- с я тем, 4io, с. цепью упрощения нас ройк1/., между первсй клеммой источни1 т .остоян- ного напряжения и вгооыг. злодо-t интегрирующего усилителя дополнигэлкно йоедьн ключ.