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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЩЕТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для испытания щеток электрических машин.

Известны устройства для испытания щеток, включающие приводной двигатель, имитатор коллектора в виде короткозамкнутого фрезерованного кольца с установленными на нем щетками, включенными в цепь, состаящую из источника питания и сопротивления 1.

Недостатком подобных устройств является малая достоверность испытаний ввиду отсутствия в контактной зоне процесса искрения, близкого по интенсивности и физической природе к искрению контактных пар реаль-ных электрических мащин. В тех же случаях, когда в контактной зоне появляется искрение, вследствие повыщенного общего или местного биения короткозамкнутого коллектора, ослабления нажатия пружин и других причин механического характера, регулировать его интенсивность не представляется возможным, в результате чего величины износа щеток и состояние поверхности коллектора (прдгары, износ ламелей) получаются самыми различными в зависимости от наличия или отсутствия процесса искрения.

Известно устройство для испытаний щеток, состоящее из приводного двигателя, короткозамкнутого коллектора с установленными на нем щетками, включенными в цепь источника питания через сопротивление, геркона, управляемого магнитом на валу имитатора 2.

Подобные устройства имитируют основные процессы узла токосъема реальных ма0 щин, включая искрение, однако обеспечивают уровень искрения не выше 1 балла, так как не имеют элементов, разрывающих ток под щетками и работают за счет разрывов микропотоков в уничтожающихся контактных пятнах.

15

Известно устройство для испытания щеток, состоящее из приводного двигателя, имитатора, например, в виде короткозамкнутого кольца с изолированными вставками, установленных на нем щеток, включенных 20 в цепь источника питания через сопротивление и индуктивность 3.

Это устройство обеспечивает регулирование мощности искрения в неограниченных пределах путем изменения величин напряжения, тока и индуктивности, однако может работать при токах не более 5-6 А, потому что при прохождении под щеткой изолированной вставки выключается полный рабочий ток и, следовательно, выделяемая при этом в контакте электромагнитная энергия, реализуемая в искрение, зависяш,ая, как известно, от квадрата величины изменяемого тока, весьма велика, что приводит к подгару и выходу из строя имитатора. В результате этого, а также из-за отсутствия разделения рабочего тока и тока разрыва, снижается точность и достоверность оценки эксплуатационных свойств щеток.

Цель изобретения - повыщение точности и достоверности результатов в оценке эксплуатационных свойств щеток.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство, включающее приводной двигатель, имитатор коллектора в виде фрезерованного короткозамкнутого кольца по меньщей мере с одной изолированной вставкой, установленные на имитаторе щетки, включенные в цепь источника питания через сопротивление и индуктивность, дополнительно содержит усилитель переменного тока и синхронизирующее устройство, выполненное в виде диска с управляющим элементом, например магнитом, и катущкой, причем вход усилителя соединен с синхронизирующим устройством, а выход - с испытуемыми щетками, при этом центральный угол, образованный радиусами, проходящими через крайние точки управляющего элемента, в 1,2-1,5 раза больще центрального угла, образованного радиусами, проходящими через крайние точки вставки.

Нижний предел этого соотнощения ограничивается величиной 1,2, так как ввиду нестабильности сбегающего края щетки время размыкания всех возможных точек контакта щетки и короткозамкнутой части коллектора равно 0,1 Т (аналогично и для набегающего края щетки), где Т - период ком мутации, а верхний предел - величиной 1,5, так как применяемые при монтаже и работе устройства приборы и измерительные приспособления имеют различную величину погрешности результатов при их эксплуатации.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

На рабочей поверхности имитатора 1 коллектора, выполненного,например, в виде фрезерованного короткозамкнутого кольца, имеется по меньщей мере один паз с закрепленной в нем вставкой 2 из изоляционного материала, проточенной по диаметру совместно с имитатором I, и имеющей щирину, больщую щирины каждой из щеток.

Имитатор 1 коллектора с установленными на нем щетками 3 подключен к двум не связанным, друг с другом электрическим цепям. Первая цепь - источник постоянного напряжения Ut, индуктивность LI и сопротивление RI. Вторая цепь представляет собой транзисторный усилитель переменного

тока, состоящий из транзистора 4 типа Р-п-Р, источника питания Е эмиттер-коллектор, цепи подачи напряжения смещения на базу (делитель с регулируемыми сопротивлениями Rz; Rs). Выход усилителя через регулируемые сопротивления нагрузки R и индуктивность 1-2 подключен к щеткам 3 имитатора 1. На одной оси с имитатором коллектора установлено синхронизирующее устройство в виде диска 5 с управляющим элементом, например, встроенным в диск 5 постоянным .магнитом 6 и находящейся в зоне действия магнита 6 катущки 7 индуктивности, которая подключена к входу транзисторного усилителя через переходную емкость С.

Устройство работает следующим образом.

В период, когда щетка 3 находится на короткозамкнутой части и.митатора 1, ток, протекающий через нее, равен сумме токов Л 1 + 3 г. Когда же щетка 3 набегает на вставку 2 из изолированного материала и приближается момент размыкания контакта между . щеткой 3 и короткозамкнутой частью имитатора , катушка 7 индуктивности попадает в зону действия магнита 6, установленного на диске 5, и при пересечении ее магнитным полем на зажимах катущки 7 возникает импульс напряжения LW, который подается на вход усилителя,. Величина этого импульса рассчитывается таким образом, чтобы она была больще или равна напряжеg нию смещения, подаваемому на базу транзистора 4 посредством делителя R2.:R3. а полярность импульса противоположна полярности напряжения смещения. При этом в.чодной импульс запирает транзистор 4. ток становится равным нулю, и процесс pas-ib; кания контакта щетки 3 с короткозамкнутым контуром 1, а также последующее восстановление его при набегании щетки 3 происходит только при токе 1 , величина R4 которого меньше величины тока 3 гТаким образом, происходит разделение рабочего тока, протекающего по щетке, и тока разрыва короткозамкнутого электромагнитного контура с выделением электромагнитной энергии, накопленной в контуре. Этим 5 достигается аналогия с процессами протекания рабочего тока и тока разрыва короткозамкнутого контура при коммутации в скользящем контакте реальной электрической мащины.

0п,.

Данное устройство для испытания щеток

позволяет регулировкой элементов схемы изменять независимо один от другого значения тока разрыва короткозамкнутого электромагнитного контура J, и рабочего тока 5 J 1 + 3 J, тем самым осуществляется возможность выбора режима испытания наиболее достоверного и близкого к режиму работы щеток на электрических мащинах с повыщенной токовой нагрузкой.

Формула изобретения

Устройство для испытания щеток электрических машин, включающее приводной двигатель, имитатор коллектора в виде фрезерованного-короткозамкнутого кольца по меньшей мере с одной изолированной вставкой, установленные на имитаторе щетки, включенные в цепь источника питания через сопротивление и индуктивность, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и достоверности результатов в оценке эксплуатационных свойств щеток, оно дополнительно содержит усилитель переменного тока и синхронизирующее устройство, выполненное в виде диска с управляющим элементом, например магнитом, и катущкой, причем вход усилителя соединен с синхронизирующим

устройством, а выход - с испытуемыми щетками, при этом центральный угол. образоЕипь ный радиусами, проходяп-1ими через крайьие точки управляющего элемента, в 1,2-1.5 больше центрального угла, образованного радиусами, проходящими через точки вставки.

Источники информации, принятые во внимание при экспери,и

0 1974, с. 92-94.

явке 1977 3

.Авторское свидетельство СССР № 532923, кл. Н 01 R 43/00,

Я.

R. (.„ Фиг.1 ..

Вид. А

Фиг. 2