Способ измерения мгновенных значений токов в коммутируемой секции коллекторной электрической машины и устройство для его осуществления Советский патент 1978 года по МПК H02K15/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТОКОВ

В КОММУТИРУЕМОЙ СЕКЦИИ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ И СТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУМРСТВЛЕНИЯ

рование может быть осуществлено лишь на машине, специально предназначенной для испытания. Как правило, такая машина не может быть передана в эксплуатацию без восстановительного ремонта.

Целью изобретения является упрощенне способа, заключающееся в упразднении препарирования якоря и, как следствие, уменьшении затрат труда и материально-технических средств при испытаниях, а также возможность получения осциллограмм коммутации в эксплуатации на любой действующей машине.

Поставленная цель достигается тем что между коллекторными пластинами испытуемой электрической машины и резисторами включают разрезную щетку, а полученные на резисторах падения напряжения подают на сумматор.

Устройство для осуществления этого способа для реализации той же цели снабжено разрезной щеткой, предназначенной для установки в щеткодержатель испытуемой электрической машины, сумматором и зажимом для соединения с сетью, причем разрезная щетка выполнена в виде пакета механически связанных, но электрически изолированных между собой пластин, ширина которых выбрана меньше межламёльного промежутка коллектора, каждая из этих пластин соединена с заЖимом сети через резисторы, а сумматор включен между резисторами и измерителем тока.

Нр фиг. 1 изображено устройство для измерений мгновенных значений токов коммутируемой секции; на фиг.2 график паления напряжений на шунтах и их сумма во времени.

Устройство для замера мгновенных значений токов.в коммутируемой секции включает разрезную щетку, содержащую пакет механически связанных, но электрически изолированных пластин 1-4, установленных в условно не показанный на фиг. 1 щеткодержатель испытуемой коллекторной машины до соприкосновения с коллектором, пластины 5-7 которого соединены с секциями 8 и 9 обмотки якоря. Ширина казкдой пластины меньше ширины любого межламельного промежутка 10 коллектора. Пластины 1-4 пакета электрически соединены с зажимом 11 внешней цепи через индивидуальные резисторы. 12-15, измерительные выводы 16.которых подключены ко входам 17 сумматора 18, а выход 19 сул 1атора 18 связан со входными клеммами 20 измерителя тока 21 (осциллографом) .

Предложенный способ осуществляется в следующем порядке. Если при равномерном вращении якоря испытуемой машинц в направлении стрелки 22 принять, что плотность тока в пластинах щетки пропорциональна площади их контактирования с коллекторными пластинами 5-7, а также что коммутация секции 9 начнется в момент времени,, когда набегающая кромка пластины 1 щетки совпадет с набегающей кромкой коллекторной пластины 5, то по мере увеличения площади контакта между

10 пластиной 1 и коллекторной пластиной 5, падение напряжения на резисторе 12 (пропорциональное току через резистор 12) будет линейно нарастать, как это показано на фиг. 2 кривой 23 до

5 момента времени t , когда с набегающей кромкой коллекторной пластины 5 совпадет сбегающая кромка пластины 1 щетки. С момента времени 1 ток пластины 1 и падение напряжения на резис0торе 12 остаются постоянными, так как несмотря на перемещение пластины 5, площадь контакта между ней и пластиной 1 остается постоянной до момента времени t когда набегающая кромка

5 пластины 1 совпадет со сбегающей кромкой коллекторной пластины 5. С момента времени t падение напряжения на резисторе 12 линейно уменьшается и становится равным нулю в момент времени tg , так как пластина в Этот мо0мент перекрывает межламельный промежуток, следующий за коллекторной пластиной 5, и ток в резисторе 12, как и в момент времени tj , равен нулю..

Падения напряжения на резисторах 13 и 14 с моментов времени, соответствующих началу контактирования пластин 2 и 3 щетки с коллекторной пластиной 5, представлены кривыми 24 и 25, сдвинутыми от кривой 23, соответственно на время tj-t,,tj-tj .. Кривые 24-26 можно рассматривать также как кривые токов в резисторах 12-14 или пластинах 1-3.

К моменту времени t пакет пластин 1-4 контактирует только с коллекторной пластиной 6, в связи с чем токи секций 8 и 9 равны току параллельной ветви tq , но имеют разное направление (секции В и 9 принадлежат разным па раллельным ветвям машины). С момента времени tд пакет пластин 1-4 контактирует только с коллекторной пластиной 5, в связи с чем токи секций 8 и 9 также равны току параллельной ветви tq , но имеют одинаковое направление (секции 8 и 9 принадлежат одной параллельной ветви машины). Таким образом, за время ток секции 9 изменился на величину 2 id . с другой стороны, в любой момент времени от tj до t, мгновенное значение тока секции 9 равно разности между током параллельной ветви, к которой принадлежала секция 9 до момента времени t. , и током коллекторной пластины 5, равным в мо5 времени от tj до Ц мгновенному значению тока в пластине 1, в моменты времени от 1в до Ij - сулме мгновенных значения токов в пластинах 1 и 2, в моменты времени от tj до .i. - сумме мгновенных значений токов в пластинах 1,2 и 3, т.е. сумме мгновенных значений токов тех пла тин щетки, которые в рассматриваемый момент вре.мени контактируют с коллек торной тиной. . Таким образом, суммируя мгновенные значения токов (см. кривые 23, 24, 25) с помощью сумматора 18 типа интегратора или цифровой вычислитель ной машины и осциллографируя сумму, можно измерять мгновенные значения токов в коммутируемой секции 9, что и показано кривой 26 (фиг. 2). Как видно из данного конкретного примера, при ширине пакета щетки,рав ной коллекторному делению, для получения осциллограммы тока 1 коммути руемой секции 9 достаточно просуммировать за время t. tj токи только пластины 1-3, так как еще до начала контактирования пластины 4 с коллекторной пластиной 5 к моменту времени t. ток в секции 9 реверсировался по ностью. Нетрудно показать, что при .других, больших .значениях щеточного перекрытия для получения осциллограм мы тока в секции может потребоваться суммирование токов всех пластин щетки. . :- При необходимости пакетами щеток могут быть оборудованы щеткодержатели другой полярности испытуемой маши ны. ;.: .. , Использование предлагаемого спосо ба измерения мгновенных значений токов коммутируемой секции коллекторны электрических мащин и устройства для его осуществления обеспечивает по сравнению с существующими следующи1е преимущества; упразднение препарирования якоря и отказ от связанных с ним затрат времени и материально-тех нических средств; возможность зам«р -В мгновенных значений токов коммутируемой секции в эксплуатации практически любой из коллекторных электрических машин; возможность замеров мгновенных значений токов любой из коммутируемых секций, а при необходимости - последовательно всех секций якоря. Формула изобретения 1.Способ измерения мгновенных значений токов в коммутируемой секции коллекторной электрической машины путем измерения падения напряжения на резисторгис, включенных в цепь измеряемого тока, отличающийс я тем. Что, с целью упрощения способа, между коллекторными пластинами испытуемой электрической машины и резисторами включают разрезную щетку, а полученные на резисторах -падения напряжения подают на сумматор2,Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее резисторы и измеритель тока, соединенный с резисторами, о т л и ч а ю щ ее с я . тем, что оно Снабжено разрезной щеткой, предназначенной для установки в щеткодер жатёль испытуемой электрической машины,, сумматором и зажимом для соединения с сетью, причем разрезная щетка выполнена в виде пакета механически -связанных, но электрически изолированных между собой пластин, ширина которых выбрана меньше межламеЛьного промежутка коллектора, Кс1ждая из этих пластин соединена с зажимом сети через резисторы, а сумматор включен между резисторами и измерителем тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР 63869, кл. 21 d«- 32, 1941. 2.Книга Шенфера К.И. Динамома- шины и двигатели постоянного тока , ОНТИ, 1937, с. 145-146.

la.l

2S