Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе электрической машины Советский патент 1976 года по МПК H02K13/14 H02K15/00 

УСТРОЙСТВО для ЙЗМЕРЕНШ ffilTEIICHBHOCTII

(54) . ИСКРЕНИЯ НА КОЛЛЕ1СТОРЕ ЗЛЕКТРЙЯЕСШЙ MADJffilb

жеш{я азрядот от этих пластин в интегральное значение 1гапряже11ия незначителен.

Ouetuca искрения по среднему значению напряжения разрядов с помощью известного устройства недостаточно объективна и потому, что скорость электроисжровой эрозии пластин коллектора зависит от интенсивности разрядов на каждой отдельной пластике, а долговечность коллектора согласно общей теории надежности определяется наработкой до отказа наиболее быстро изнашиваемой пластины, на которой наблюдается наиболее интенсивное искреггае Позтому следует измерять параметры самых интенсив| ых разрядов на коллекторе, так как они определяют ресурс коллектора.

Известно устройство для оценки искрения на коллекторе по длительности коммутационного электрического импульса напряжения, содержащее датчик импульсов напряжения разрядов в виде вспомогательной щетки или фотоэлектрического прибора, осциллограф со спиральной разверткой и устройство сИнхрошзации развертки осодллографа с частотой вращения рала якоря исследуемой машины, содержащее прерывающий свет диск, закрепляемый на палу якоря, переставляемый по окружности диска осветитель и фотоэлемент, выдающий электрический импульс для запуска развертки осциллографа 2,3 3-Устрой-. сто Даст возможность осциллографировать иМпульсы 1апряжения разрядов одновремешю на всех пластинах коллектора. Наблюдая осциллограмму, оператор делает выводы качественного характера о распре делении по пластинам коллектора, о точности настройки коммутации машины, о состоянии коллектора в механическом отноше1ши. Он может также измерять длительность и fflyльcoв напряжения разрядов на всех пластинах коллектора непосредственно на экране осциллографа или после фотографирования осциллограммы;

ИЬдостаток известного устройства заключается в том, что в нем не содержится никаких средств для автоматического измерения длительности импульсов напряжения разрядов и вычисления какого-либо параметра расиределе Шя длительностей как количественного критерия для оценки интенсивности искретоя. Так как на коллекторе имеются десятки, а в мощных машинах - сотни пластин, измерение длительности всех импульсов по осциллограмме самим оператором весьма трудоемко, а отсутствие кош ;ретных указаний о выборе параметра распределения длительности (средней длительности, суммы длителыгостей, дисперсии длительностей или других параметров) не позволяет определить количественную оценку искреш1я, т.е. класс искре1шя. Попытка оператора по виду осциллограммы оценить класс носрения не устраняет субъективности визуальной оценки искрения, так как при отсутствии количестве1шой обработки ооцшлограммы и отсутствии ее количествешюго критерия, сопоставляемого с классами искрения, такая оценка неопределенна.

Цель изобретения - повышение точности и объектавноста оценки искрения и трудоемкое|ти процесса оп1жделения степени искре1шя машины.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем контактный или бесконтактшш датчик импульсов напряжения разрядов на коллекторе, блок измсреьшя и оценки интенсивности искрения и блок питания, блок измерения и оценки содержит последовательно соединенные усилитель электрических импульсов, формирователь прямоугольн1)1х,импульшв, игаертор, генератор пилообразного напряжешя и параллельные цепи из последовательно включенных амплитудного компаратора электрических сигналов, триггера, снабженного ждущим мультивибратором, электронного ключа и индикатора, например лампочки.В устройство для раздельного измерения искрения от перекоммутации и недокоммутации коммутирующей секции мащины между усилителем и формирователем прямоугольных импульсов может быть включен двухпозициониый переключатель, шунтированный игшертором

На чертеже изображена блочно-функ1даональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит бесконтактный емкост ш1Й датчик I импульсов напряже1шя разрядов и блок измерения и оценки, который содержит широкополосный усилитель 2 с высокоомным вхощгым сопротивлением, переключатель , И1шертор 4, формирователь 5 прямоугольных импульсов (триггер ИЫитта), инвертор 6, rcFiepaTop 7 пилообразного напряжения, три канала классификации,соответствующие классам искрения 1 4- 1 4-1 2. по шкале ГОСТ 183-66, каждый из KOTOpbLx содержит амплитудный компаратор 8, триггер 9 со ждущим мультивибратором 10, электронный ключ I и индякаториую лампочку 12. Кроме того, для блока измере1шя и оценки в устройстве предусмотрен блок питания.

Конструктивно устройство выполнено в виде блока измере1шй и оценки, все элементы которого размещены в одном корпусе, и датчика импульсов напряжения разрядов, закрепле} ного в наконечнике штанги-держателя, вьтолненлой из диэлектрического материала. От датчика через штангу-держатель пропущен коаксиальный кабель для присоединения датчика к блоку {имере1шя и оценки через коаксиальное гнездо. На переднюю панель блока измерения и оценки вынесены инд1 каторные лам1Ю1 ки 12 всех каналов классификации, ручки органов управления ве:шчиной опорного напряжения амплитудного компаратора 8, ручка (шлиц) органа управле1шя коэффициентом усиления усилителя 2, тумблер-переключатель 3, тумблер включе1шя блока питания в сеть, коаксиальное гнездо для присоединения кабеля датчика. Через заднюю стенку корпуса блока измерения и оценки выведен кабель питания с вилкой на конце для включения блока в сеть 220 в через розетку.

При измерепиу{ искрения датчик 1 подносят к искрящему краю рабочей щетки на коллекторе. С датчика 1, импульсы напряжеьшя разрядов поступают 1ш усилитель 2, затем через переключатель 3 непосредстве1шо на фор шрователь ( триггер Шмитта) 5 или сначала па инвертор 4, после чего на формироватсль 5. Переклю штель 3 и итертор 4 позиопяют подавать на вход формирователя всегда положительные импульсы, независимо от того, измеряется т , искрение от недокоммутации или от пере коммутации В этих двух случаях сдатчика поступают иМпульсы раз ной полярности, При положительной полярности импульсов переключатель 3 должен быть установлен в положение А, а при отрицательной полярности- в положение Б. Формирователь 5 формирует прямоуголные импульсы напряжения с длительностью, длительности импульсов напряжения разрядов. На каждый прямоугольный импульс формирователя генератор 7 пилообразного напряжения вырабатьгаает импульс линейно нарастающего напряжения с амплитудой, пропорциональной длительности прямоугольного и;утульса. С генератора 7 пилообразные импульсы поступают на параллельные каналы классификащш. Амплитуда выходного напряжения генератора пилообразного напряже шя, пропорциональная длительности импульсов напряжения разряда, фавшгеается на амплитудном компараторе 8 с опорным уровнем напряжения, величина которого различна в разных каналах классификации, соответствующих классам искрения. Все импульсы, амплитуда которых превышает уровень опорного напряже1шя, вызьшают срабатывание амплитудного компаратора, и на его выходе появляется импульс, запускающий триггер 9. Срабатывание триггера приводит к замыка1ШЮ злектронным -ключом 11 цепи индикаторной лампочки, которая загорается.

Для исключения случайного срабатывания от сигналов помех, воздействующих на триггер как через предыдущие устройства, так и по цепи питагшя, а также для обеспечетя питания при его фабатьшзнии от повторяющихся импульсов амплитудного компаратора триггер снабжен ждущим мультивибратором 10, который, возвращая триггер в исходное состояние, обеспечивает его автоматический сброс.

Величина опорного напряжения каждого канала классификации регу;шруется при градуировке устройства с помощью генератора импульсов.

Индикаторная лампочка каждого канала установлена на лицевой панели устройства и имеет обозначение класса искрения. Имеется три канала, соответствующие классам искре1шя 1 ,1т12.Если не горит ни одна из лампочек, искрения на коллекторе нет, класс искрения 1. Если горит одна лампочка с обозначением 1 -j-, класс искрения ;. Если горят лампочки с обозначением 1-5- и 1-|-, класс искрения -I. Есди горят все лампочки, класс искрения 2.

При использовании предиагаемого устройства, в котором автоматически вьшолняются измеритель|ные и логические onepuluui, связанные с оценкой интеншвности искрения по Длительности импульсов напряжения разрядов, и в котором ш передней панели с помощью индикаторных лампочек выдается информация о классе искрения на коллекторе, процесс измерения искрения осуществляется просто и быстро. Простота процедуры измерения обеспечивается тем, что в устройстве используется бесконтактный емкостшлй датчик импульсов напряжения ра рядов, который закреплен нз unraiire-держателе и который нет необходимости закреплять в машине на шгтошгом аппарате с помощью каких-либо приспособлений.

Фор мула и 30брете ни я

1.Устройство дая измерения иитенотвносги искрения на коллекторе электрической машины по длительности импульсов напряжения разрядов,содержащее датчик И№1ульсов напряжения разрядов к блокизмерения

и оценки интенсивности искрения по длительности указанных импульсов, подключаело.к к датчику и блокупиташ1я, отличающееся тем,что,с целью повыщения точности и объективности оценки искрения и снижедая трудоемкости процесса определения степени искре1шя маиюны, блок измерения и оценки содержит последовательно соедчненные усилитель злектрических илшульсов, формирователь прямоугольных.к&шульсов, инвертор, генератор пилообразного иаиряження и параллельные цепи из последовательно включенных амплитудного компаратора злектрических сигналов, триггера, снабженного ждущим мультавибратором, электрошюго ключа и индикатора, например лампочки.

2.Устройство по 8.1, отличающееся тем, что, с целью раздельного измерения нскреяия от перекоммутации и недокомйутации коммутирующей секщн машины, между усилителем и формирователем прямоуголыгых имнульсрв включен двухпозицконньш переключатель, шунтированный инвертором.

Источники информации, принятые во внимашсе при зскпертизе:

l.KapaceB М. Ф., Парамзин В. П., Се1 кевйч{1 В. Индикатор искрения. Труды Омского иксгатута инженеров железнодорожного траншорта, выпуск

54, Транспорт, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР К 99408, кл. Н 02 К 15/00, 1954.

3.Авторское свидетельртао СССР N 100961, кя.

И 02 К 15/00, 1954.