Устройство для испытания щеток электрических машин Советский патент 1980 года по МПК H01R43/00 

1

Изобретение относится к электротехнике и касается устройств для испытания различных узлов токосъема электрических машин и их элементов (щеток, коллекторов, токосъемников и др.).

Известны устройства для испытания электрических машин, состоящие из прившдного двигателя, имитатора коллектора в виде короткозамкнутого кольца с установленными на нем щетками, включенными в цепь питания через реостат 1.

Недостатком подобных устройств является отсутствие фактора искрения, действующего в реальной электрической машине при коммутации и оказывающего сильное влияние на важнейшие характеристики контактной пары, включая износные.

Известно также устройство для испытания щеток электрических машин, являющееся наиболее близким к изобретению и состоящее из приводного двигателя, имитатора коллектора в виде короткозамкнутого кольца с установленными на нем щетками, включенными в цепь источника питания через реостат и индуктивность 2.

Это устройство обеспечивает образование в контактной зоне фактора искрения, регулируемого по мощности и аналогичного по природе, имеющего место в реальной машине при коммутации. Благодаря этому обеспечиваются испытания на износ в условиях, близких к реальным. Однако на этом устройстве невозможно испытывать щетки машин, имеющих циклические токовые перегрузки. Кроме того, при необходимости повышения импульсной токовой нагрузки мощность искрения резко повышается, так как зависит от квадрата тока, что сильно ограничивает возможности данного технического решения и снижает пределы токовой перегрузки.

5 Целью изобретения является врзможность проведения испытаний при токовых циклических перегрузках.

Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем приводной двигатель, имитатор коллектора в виде короткозамкнутого кольца с изолированными вставками, установленные на имитаторе щетки, включенные в цепь источника питания через реостат и индуктивность, щетки установлены

так, что величины дуг по окружности имитатора между краями каждой вставки (а), набегающими краями соседних однополярных щеток (Ь), внешними набегающим и сбегающим краями соседниходнополярных щеток (с) и соответственными краями соседних вставок (d) связаны неравенством

а b с d, причем а

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство.

Щетки положительной 1 и отрицательной 2 полярности (на чертеже изображено по три однополярных щетки) установлены, на имитаторе коллектора 3, представляющим собой цилиндр из электропроводного материала с изолирующими вставками 4 на поверхности, контактирующей со щетками. Изолирующие вставки изготавливают из обычных антифрикционных материалов, например текстолита. Они могут быть изготовлены также из электропроводных материалов, в этом случае они должны быть изолированы от проводящей токчасти имитатора, например, с помощью изоляционных прокладок. На имитаторе установлена одна или несколько изолирующих вставок в зависимости от условий коммутации имитируемой электрической машины.

Имитатор вращается приводным двигателем (на чертеже не показан).

Однополярные щетки соединены с. источником питания через реостат R ииндуктивность L и установлены так, что величина дуги по окружности имитатора между краями каждой вставки (а), величина дуги между набегающими краями соседних однополярных щеток (Ь), величина дуги между внещними набегающим и сбегающим краями соседних однополярнь1х щеток (с) и величина дуги между соответственными краями соседних вставок (d) связаны неравенством а b с d, причем с - Ь. а.

Устройство работает следующимобразом

При вращении имитатора в моментысбегания щеток с .проводящей на изолирующую вставку выделяется в виде искрения накопленная электромагнитная энергия. При этом мощность искрения регулируется независимо от величины заданной токов ой перегрузки изменением величин тока, йапряжения источника питания, индуктивности, количества изолирующих вставок и частотьг вращения.

716094

Благодаря описанному положению однополярных цветок и изолирующих вставок в промежутки времени, когда одна из щеток находится на изолирующей вставке, другие щетки (по меньшей мере одна из них) находятся на проводящей части имитатора и работают с перегрузкой по току, так как берут на себя нагрузку изолированной щетки, Таким образом, каждая из щеток, за исключе;нием моментов пробегания изолирующих вставок, циклически нагружена

током повышенной величины, независимо от регулиробания мощности искрения. Степень перегрузки регулируется количеством однополярных щеток. При двух однополярных щетках перегрузка по току - 100%

(двойная нагрузка), при увеличении количества однополярных щеток перегрузка по току уменьшается.

Изобретение позволяет проводить испытания щеток при заданных перегрузках по току,: и заданной мощности искрения без

применения вспомогательной аппаратуры. При этом пределы токовой нагрузки расщиряются до двойной перегрузки.

Формула изобретения

Устройство для испытания щеток электрических машин, содержащее приводной двигатель, им.итатор коллектора в виде короткозамкнутого кольца с изолированными вставками, установленные на имитаторе щетки, включенные в цепь источника питания через реостат и индуктивность, отличающееся тем, что, с целью возможности проведения испытаний при токовых циклических перегрузках, величины дуг по окружности имитатора между краями каждой вставки (а), набегающими краями соседних однополярных щеток (Ь), внешними набегающими и сбегающими краями соседних однополярных щеток (с) и соответственными краями соседних вставок (d) связаны неравенством а Ь с d, причем с - Ь а.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бордаченков А. М. и Гнездилов Б. В. Коллекторно-щеточный узел тяговых электрических машин локомотивов. М., «Транспорт, 1974, с. 92 - 94.

2. Авторское свидетельство СССР № 532923, кл. Н 011 43/00, 1975 (прототип).