Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02K13/14 

1

Изобретение относится к электроте.хнике, в частности к средствам анализа коммутационных процессов в коллекторных электрических машинах постоянного тока в любьцс режимах работы.

По основному авт. св. № 50509О известно устройство, используемое для анализа юоммутациош1ых процессов в коллекторных электрических машинах и состоящее из дополнительной щетки, которая установлена на коллекторе вблизи сбегающегх края одной из её рабочих щеток, элеЕгронного ключа, соединенного с дополнительной щеткой, измерительного блока, электронного осциллографа, двухпозидионного переключа-jj теля, счетчика с перестраиваемым -модулем пересчета и датчиком синхронизации по коллекторным пластинам, которые являются отражателями для его фотодатчика, и по оборотам, отражателем которого служит 20 метка, установленная на полумуфт.е, соединенной с валом коллектора i..

Выбор каждой иластины или. группы пластин, на которых необходимо провести

анализ коммутацш, осуществляется в соответствии с программой счетчиком с перестраиваемым-модулем пересчета, управ-злгоошим элекгро)шым ключом. Счетный вкрд, счетчика под1слючен к датчику синхронизации по коллекторным пластинам, а вход сброса к датчику синхронизации по оборота. Число импульсов за один оборот кол-лектора на выходе датчика синхронизации по коллекторным пластинам равно числу 1ооллекторных пластин.

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности непрерывного контроля совместной работы датчика синхронизации по коллекторным пластинам и счетчика с перестраиваемым модулем пересчета и автоматического прекращения измерения в случае-неправильной работы.

Сбой (периодический или случайный) совместной работы датчика синхронизации ПО коллекторным пластинам и счетчили с перестраиваемым модулем пересчета может воан1ишуть при наличии помех на входе счетчика или загрязнения; в процессе /эксплуатации машины некоторых ламелей, что резко сюшсает их отражающую способriocTb, или при вибрации смешении датчика синхронизации при резких ударных нагрузках на машину и т. д. Изменение числа импульсов на выходе датчика синхронизации по коллекторным пластинам или появление импульсных помех на входе счетчика с перестраиваемым модулем пересчета, для устройства аналогично увеличенного или уменьшенного чис па коллекторных пластин машины, что приведет к наличию ложной информации и ресзкому снижению достоверности измерений и выводов. В стационарных режимах любой сбой обнаруживается достаточно просто. Однако это требует затрат времени, необходимого для перекода с режима измерения на режим контроля совместной работы счетчика с перестраиваемым модулем пересчета и датчика синхронизации по. коллекторным пластинам. Особенно же опасны нарушения в совместной работе датчика синхронизации и счетчика при анализе в переходных режимах, когда вообще невозможен контроль правильности работы вышеупомянутых узлов устройства. Цель изобретения - повышение достоверности определения состояния коммутации по группам коллекторных пластин в любых режимах работы машины. Цель достигается тем, что устройство снабжено схемой запрета измерения и каналом ко11гроля работы датчика синхронизации по коллекторным пластинам и счетчика с перестраиваемым модулем пересчет состоящего изустройства сигнализации, схемы сравнения, блока памяти и накопительноге счетчика, счетный вход которого подключей к датчику синхронизации по коллектор ным шшстийам сбросовый вход к датчик синхронизации по оборотам, выход накопительного счетчика подключен к одному из входов схемы сравнения, ко второму входу которой подключен выход блока памяти, на выходе схемы сравнения подключены параллельно устройство сингнализации и упо мянутая схема запрета, включенная в канал . На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства . Устройство состоит из дополнитепьной щетки 1, которая установлена на коллекторе испытываемой маш1шы вблизи сбегаю щего края одной из её рабочих щеток 2, электронного ключа 3, измерительного |6пока 4, электронного осциллографа 5, счет7564 ика 6 с перестраиваемым молулек1пере- чета, датчика Т синхронизации по коллекOpHj iM пластинам, датчика 8 синхронизаии по оборотам, отражающей метки 9 на олумуфте 10, соедш1енной с валом коллекора с коллекторными пластинами 11, двухпозициошгого переключателя 12, накопш-ельного счетчика ,13, схемы 1.4 сравнения, блока 15 памяти, ;устройства 16 сигнализиции и схемы 17 запрета измерения,. Щетка 1 соединена со входом электронного ключа 3, выход ключа - с измерительным блоком 4 и входом элекгронного осциллографа 5, Измеретельный блок 4 может быть вьшолнен из последовательно соединенных интегратора, усилшгеля постоянного тока и устройства индикации. Датчик 7 синхронизации расположен над коллекторными пластинами 11, которые служат отражателями для его фотодатчика. Выход датчика 7 подключен к счетным входам счетчиков 6 и 13, а сбросовые входы последних подключены к датчику 8 синхронизации по оборотам. Один из неподвижных контактов двухпозиционного переключателя 12 подключен к датчику 8, второй к выходу счетчика 6, а подвижный контакт соединен с входом внешней синхронизации электронного осциллографа 5. Входы схемы 14 сравнения подключены к блоку 15 памяти и счетчику 13, а на выходе вютючены параллельно устройство 16сигнализации и один из входов схемы 17запрета измерения, второй вдод кото-рь1й подключен к счетчику 6, а выход - к разрешающему входу электронного ключа 3, Устройство работает следующим образом. Bf время работы испытываемой, мащины импульсы падения напряжения, образующиеся в щеточном контакте на завершающих этапах коммутации между щеткой 2 и каждой коллекторной пластиной, подаются с помощью дополнительной щетки 1 на электронный ключ 3, который параллельно закрыт. При вращении якоря на фотоэлемент датчика 7 попадает отраженный от коллекторных пластин 11 световой поток, который модулируэ ся гром ежутками между коллекторными пластинами. Зцепидатчика7 воз5гакают им-. пульсы фототока, длительность которых пропорциональна ширине коллекторных пластин и офатво пропсфциональна скорости вращения коллектора, т. е, равна длительности каждого импульса напряжения в щеточном контакте, поступающего от дополнительной щетки 1 на вход электронного ключа 3. С выхода датчика 7 импульсы, число которых за один оборот коллектора равно количеству коллекторных пластин, подаются на счетные входы счетчиков 6 и 13. На выходе счетчика 6 с перестраиваемым модулем пересчета количество импульсов равно количеству входньк, подепе1шых на модуль пересчета, причём длительность импульсов на выходе счетчика равна длительности импульсов на счетном входе. Импульсами с выхода счетчика 6 открывается электронный ключ 3, в результате чего через электронный ключ на измерительный блок 4 проходят импульсы напряжения в щеточном контакте за период дли тельности импульсов на вьссоде счетчика 6. Накопительный счетчик 13 считает чис ло .импульсов поступающих на его счетный вход с выходом датчика 7. В блок 15 памяти записьшается код, соответствующий числу коллекторных пластин машиньь, В схеме 14 сравнения происходит сравнение кода с.выхода блока15 памяти с кодом на выходе накопит ел ьшэго счегчика 1-3. При несовпадении кода, записанного в блоке памяти, с кодом на.вькоде счетчика 13, что происходит при сбое датчи1са 7 или появлении импульсных помех на входе счетчика 6, на выходе схемы сравнения появляется сигнал, включающий устройство 16 сигнапизацкиисхему 17 запрета, которея закрывает электронный ключ 3, заирещая тем самым прохождение сйгн.ала щег ки датчика в канал измерения. Установке схем счетчика 6 и 13 в исходное состояние, соответствующее моменту начала сче- та за каждый оборот коллекггора, проводит ся от датчика 8 импульсом, поступающим каждый раз в момент прохождения меткк 9 около датчика 8. Построение схем накопительного счетчилса, схемы сраЁнения и схемы запрета обеспечивается общеизвестными в импульсной технике приемами Конструктивно вышеупомянутые узлы 366 но вьй1олнга-ь на различных сериях цифровых интегральных к икросхем . Предлагаемое устройство позволяет уменьш1п-ь время на проведение эксперимента, так как отпадает необходимость периодического) контроля работы датчика синхронизации по коллекторным пластинам и счетчика с перестраиваемым модулем пересчета и позволяет получать достоверные резульутаты эксперимента при любых режимах работы испытуемой машины. Формула изобретения Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических N-iamnH постоянного тока по авт, ев, № 505О9О, отличающееся тем, что, -с целью повышения достоверности определения состояния коммутации по коллел-торных пластин в режимах работы испытуемой машины, устройство снабжено схемой запрета и каналом контроля работы датчика синхронизации по коллекторным пластинам и счетчика с перестраиваемым мо- . пересчета,(Состоящего из; устрсйства сигнализации, схемы срашения, блока памяти к вакоп(гтельного счетчика, счетный вход которого подключен к датчику скнх.рон}1зацш по колле.кторнык-1 пластинам, сбросовый вход - к датчик синхронизации по оборотам, выход накопительного счетчика цодк.тючен к: одному из вцоров с .е.мы сравнения, ко ssropOMy дходу кото рой подключен выход блока памяти, на вы ходе схемы сравнения подклкэнены йэоал- лельно устройство сигнализации н упомянутая схема запрета, включенная в канал . Источники информации, пршгятые во .внимание при экспертизе 1. Авторское свидетепьс во СССР N«9 а05О9О, кл. Н 02 К 13/14, 1974.