Устройство для испытания щеток электрических машин Советский патент 1979 года по МПК H01R39/60 

Изобретение относится к области электротехники и касается устройства для испытания щеток электрических машин. Известны устройства для испытания щеток, включающие имитатор коллектора в виде вращающегося короткозамкну того коллектора или кольца с установ ленньичи на нем щетками, включенными в цепь, состоящую из источника питания и сопротивления. Испытание щеток проводят с целью определения их коллекторных характеристик, к которым относят величину переходного падения напряжения между двумя щетками и коллектором, износ и коэффициент трения 1. Недостатком известного устройства является его малый срок службы. В процессе испытаний электрощеток появляется искрение, которое вызвано местными или общими биениями имитатора коллектора и вибрациями щеточ но-коллекторного аппарата. При каждом обороте имитатора коллектора иск рение повторяется в одном и том же месте поверхности имитатора, что при водит к появлению подгаров в месте искрения и быстрому выходу из строя имитатора коллектора. Кроме того, пр испытании щеток на имитаторе коллектора, имеющем подгары, условия работы щеток не соответствуют условиям работы на коллекторе реальной машины. Все это, а также отсутствие в таких устройствах возможности регулировки искрения снижает достоверность результатов-испытаний, что вынуждает проводить испытание щеток на дорогостоящих машинах. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является известное устройство для испытания щеток, содержащее имитатор коллектора в виде вращающегося короткозамкнутого коллектора или кольца с установленными на нем щетками, включенными в цепь, состоящую из источника питания, сопротивления и регулируемой индуктивности 2. Такое устройство позволяет получить регулируемое искрение путем изменения величины индуктивности, за счет чего повышается достоверность испытаний. Однако это устройство имеет также малый срок службы имитатора. Целью изобретения является повышение срока службы имитатора коллектора и достоверности результатов испытаний. Это достигается за счет того, чт в предложенном устройстве, содержащем имитатор коллектора, испытуемую щетку и источник питания, в цепь ме ду щеткой и источником питания вклю чен геркон, управляемый постоянным магнитом, установленным на диске, находящемся на валу, который соединен с валом имитатора коллектора через редуктор, причем ширина магнитной зоны равна части длины окруж ности диска, заключенной между двумя лучами, исходящими из центра дис ка, угол между которыми равен ,.,2ft 2 где 2 число зубьев колеса; К - любое целое число,большее нуля, а число зубьев шестерни и колеса таковы, что при делении на К дают целые числа, не имеющие общего дели теля кроме единицы. При вращении диска с магнитом ко такты геркона замыкаются и раэмыкйются, подавая импульсы тока на щетки и поверхность имитатора коллекто ра. В результате того, что числа зубьев шестерни и колеса выбраны в определенном соотношении, импульсы тока распределяются по поверхности коллектора равномерно, вне зависимости отего скорости вращения На.фиг. 1 приведена схема предложенного устройства, для испытания щеток электрических машин; на фиг«2 магнитный диск . К имитатору коллектора 1, выполненного, например, в виде короткозамкнутого коллектора, подведено постоянное напряжение через регулируемое сопротивление 2 и через щетки 3. Параллельно сопротивлению 2 включен геркон 4, последовательно соединенный с регулируемым сопротив лением 5. На валу б с имитатором коллектора 1 находится ведущая шестерня 7, входящая в зацепление с ко лесом 8, находящимся на одном валу 9 с диском 10, на котором укреплен магнит 11. Имитатор коллектора приводится двигателем 12. Ширину м нитной зоны выбирают по ширине укрепленного на диске 10 магнита 11. Эта ширина отсчитывается по длине дуги окружности диска 10,заключенн между двумя лучами,исходящими из ц ра диска,угол между которыми равен где Zj - число зубьев колеса; К - любое целое число. Число зубьев шестерни и колеса таковы, что при давлении на К дают числа, не имеющие общего делителя. Устройство работает следующим бразом. Приводной двигатель 12 вращает имиатор коллектора 1, при разомкнутых онтактах геркона 4 через сопротивение 2, щетки 3 и имитатор коллекора 1 протекает постоянный ток Jj, , величина которого равна гдери - переходное сопротивление етка-коллектор. При прохождении магнитом 11 зоны увствительности геркона 4 последий замыкает свои контакты и по цеи через сопротивление 5 и контакы геркона 4, включенные параллельо сопротивлению 2, через щетки 3 имитатор коллектора, протекает остоянный ток величина которого равна т,-; и регулируется регулируемым сопротивлением 5, а длительность протека-. ния тока J равна времени нахождения контактов геркона 4 в замкнутом состоянии, которое зависит от размера укрепленного на диске магнита и скорости вращения диска, кинематически связанного с имитатором коллектора 1. Таким образом, при замыкании контактов геркона 4 ток, протекающий через щетки 3 и имитатор коллектора 1, возрастает скачком от J до JgjT.e. возникает импульс тока, величина которого равна а -Т и . Перемещение импульсов по окружности имитатора коллектора происходит до полного равномерного покрытия всей поверхности имитатора коллектора. Таким образом регулируемое искрение распределяется по поверхности имитатора коллектора равномерно, не вызывая чрезмерного подгара в одном месте имитатора коллектора, что значительно увеличивает срок службы установки и улучшает качество испытаний электрощеток. Эффект равномерного распределения импульсов по окружности имитатора коллектора достигается тем, что ширина магнитной зоны, определяемая шириной магнита, укрепленного на диске и отсчитываемая по длине дуги окружности диска, заключенной между

двумя лучами, исходящими из центра диска, угол между которыми равен

K.f,

об 2

где Zg- число зубьев колеса ;

К - любое число больше нуля, а числа зубьев шестерни и колеса таквы, что при делении на К дают целые числа, не имеющие общего делителя, кроме единицы. Если же это условие не будет выполнено, т.е. числа зубье шестерни и колеса будут таковы, чтопри делении на К дадут целые числа, имеющие общий делитель, кроме единицы, не будет происходить равномерног покрытия импульсами всей поверхности имитатора коллектора и на ней останутся участки, на которые импульсы совсем не будут попадать.

На таком устройстве проводят износные испытания щеток, являющиеся самыми важными для электрощеточного материала, в условиях импульсных токовых нагрузок, наиболее соответствующих режиму работы щеток на реальных машинах. Износ щеток определяется, как разность h,

где исходная высота щетки до испытаний;

высота щетки после испытания за определенное число часов работы. Высота щеток измеряется одним из известных иэмерительнь х устройств, например микрометром.

Предложенное устройство позволяет значительно повысить срок службы имитатора коллектора. Кроме того, в процессе испытаний электрощеток на установке важное значение имеет получение зависимостей характеристик электрощеток от скорости вращения имитатора коллектора при неизменной мощности импульса, т.е. неизменными должны, быть величина импульса тока, равная разности токов Ji и отношение длительности импульса ty к длительности оборота tgg.

Предложенная схема позволяет осуществлять автоматическое поддержание постоянства отношения длительности импульса t к длительности Оборота tgg. При различной скорости

t.

1U

вращения имитатора коллектора

coiist ОБ.

при v) xoA.ttvoiv , что достигается ки нематической связью между вращающимся диском с укрепленным на нем магнитом и имитатором коллектора, в результате отпадает необходимость в перестройке длительности импульсов при изменении скорости вращения имитатора коллектора.

Формула изобретения

Устройство для испытания щеток электоических машин, содержащее имитатор коллектора с установленными на нем щетками, включенными в цепь, состоящую из источника питания, сопротивления и регулируемой индуктивности, отличающееся тем,что, с целью повышения срока службы имитатора коллектора, оно снабжено герконом, включенным в цепь между щеткой

и источником питания и управляемым постоянным магнитом, установленным на диске, вал которого соединен с валом имитатора коллектора через редуктор, причем ширина магнитной зоны равна части длины окружности диска, заключенной между двумя лучами, исходящими из центра диска, угол

между которыми равен

К--

где г2-число зубьев колеса;

К - любое целое число,больше нуля,

а числа шестерни и колеса таковы,

что при делении на К дают целые числа, не имеющие делителя, кроме единицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Темкин И. В. Производство электроугольных изделий. М., Высшая школа , 1970, с. 235-237.

2. Заявка 2167017, кл. Н 01 R 39/60, по которой принято решение о

0 выдаче авторского свидетельства.