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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике, в частности к средствам анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока в любых режимах работы. По основному авт. св. № 5О5090 известно устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, состоящее из аопояни- тельной щетки, которая установпена на коллекторе вблизи сбегающего края, одной из ее рабочих щеток, электронного ключа соединенного- с дополнительной щеткой, измерительного блока, электронного осцил лографа, двухпозиционного переключателя, счетчика с перестраиваемым модулем ггересчета и датчиков синхронизации по коллекторным пластинам и оборотам i. С помощью такого устройства проводится последовательный анализ коммутации, т.е. сначала проводятся измерения на одной группе ламелей, затем после соответствующих переключений в схеме уст ройства на другой группе ламелей, затем на третьей и т. а. Перекгаочение схем и запись показаний устройства требуют определенного времени. Для переходных процессов р условиях йксплуатации, когда параметры процессов от цикла к циклу меняются или при стационарном режиме, когаа искрение во времени нестабильно, юсдеаоватепьный анализ приводит к необходимости длительных MHoroKpaTjfflbtx измерений, что затрудняет а и усложняет процесс анализа. Постедовательный анализ коммутации с помощью известного устройства становится вообще невозможным: в машинах однократкого действия с переходным режимом при пуске и работе; для процессов, когда резко изменяется Нагрев щеточно-коллекторного узла, оказывающий сильное влияние на уровень искрения; для машин с нестабильным искрением о времени, а время испытаний резко огра- ичено. Цель изобретения - упрощение анализа путем исключения влияния нестабильности коммутации во времени. Ноль достигается тем, что устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоя imoro тока по авт. св. № 505 О 9О, снабжено соединёнными последовательно Y} элементами сдвига, шлейфовым осциллографом и П параллельными каналами, каждый из которых состоит из последовательно соединенных электронного ключа и блока преобразования, выходы которых подключены к шлейфовому осциллографу, входы электронных ключей подключены к общей для всех каналов дополнпятельной щетке, разрешающие . входы электронных ключей - к выходам соответствующих элементов сдвига, а вход первого anovieHTa сдвига подключен к счетчику .с перестраиваемым модулем пересчета. На чертеже преиставлена функиионапьиая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из допошитепьной ще-гаи 1, которая установлена на колпекторе испытываемой машины вблизи сбе тающего края оакой из ее рабочих щеток 2, электронного ключа 3, измерительного блока 4, электрошюго асииллографа 5, счетчика 6 с перестраиваемым модулем пересчета, датчика 7 синхронизации по коллекторным пластинам, датчика 8 ситгхр низании по оборотам, отражаошей метки 9 на полумуфте 10, соединенной с валом коллектора с коллекторными пластинами 11, авухпозициоиного переключателя 12, соеаиненйых последовательно П элементов 13 и 14 сдвига, h паралпепьньвс каналов каждый из которых состоит из последователь но соединенного электронного кпюЧа 13 и 16 и блока 17 и 18 преобразован1И, выходы которых подключены к шлейфовому оснилиографу 19. Щетка 1 соединена с входами электрон ных ключей 3, 15 и 16. На выходе .электронного ключа 3 подключены параплелЬ но впектронный осциллограф 5 н блок 4 измерения. Разрешающие входы эпектрон- ных ключей 15 и 16 подключены соответ ственно к элементам 13 и 14 сдв1гга. Датчик 7 синхронизации расположен наа коллекторными ппастинвми 11, которые служат отражателями для его фотоаатчика. Выхоя натчика 7 подкгпочен к счетному входу счетчика 6, а сбросовый вход последнего подключен к датчику 8 синхронизации по оборотам. На выходе счетчика б подключены разрешающий вхоа лектронного ключа 3, элемент 13 сдвига один из неподвижных контакгов двухпоиционного переключателя 1 2, другой конакт которого подключен к датчику 8, а одвижный контакт соединен со входом наиней синхронизации электронного осцилографа 5. Устройство работает спедующим обраом. Во время работы испытываемой машины импульсы падения напряжения, образующиеся в щеточном контакте на завершающих этапах ком гутации между щеткой 2 и каждой коллекторной пластиной, подаются с помощью дополнительной щетки 1 на электронные ключи 3, 15 и 16. При вращении якоря на фотоэпемент датчика 7 попапает отраженный от коллекторных пластин 11 световой поток, который модулируется промежутками между коллекторными пластинами, В цепи натчика 7 возникают импульсы фототока, длительность которьк пропорциональна ширине коллекторной пластины и обратно пропорциональна скорости вращения коллектора, т.е. равна цлительности каждого импульса падения напряжения в щеточном контакте, поступающего с дополнительной щетки 1 на вход электронного ключа. С выхода датчика 7 импульсы, число которых за один оборот равно количеству коллшьторных пластин, подаются на счетный вхоа счетчика. 6, имекщего перестраиваемый МО пуль пересчета, поэтому на выходе счетчика количество импульсов равно копичестеу вхоцшж, попеленных на модуль пересчета, причем апительность равна апительности импульсов на счетном входе. Серш импульсов с заданной дериодячностью с выхода счетчика 6 сдвигается во времени на ойин импульс в каждом из элементов 13 и 14 сдвига. Импульсами с выходов элементов 13 и 14 сдвига отарываются электронные ключи 15 и 16, в результате чего в блоки 17 и 18 преобразования проходят импульсы нйпртжения в щеточном контакте за период длительjrocTH импульсов ка выходе счетчика 6. Блоки 17 и 18 преобразования, в част ностк, осуществляют функцию разделения по полярности входных импульсов с поспеаугоцим преобразованием их в напряжение, аропорционапьное суммарному значению ппощааей импульсов, в единицу времени С аыхоаов блоков преобразования сигнал регистрируется шлейфовым осциллографом 19, Установка схемы счетчика 6 в исхоцHOG положение состояние, соответствующе моменту начала счета за каждый оборот коллектора, проводится от патчика 8 импульсом, поступающим кажпьгй раз в момент прохождения метки 9 около датчика 8. При двуххоаовой обмотке якоря требуется оценить качество коммутации коллекторных пласттш, принаапежащих {эазянч ным хоаам обмотки якоря. Для этого мо цуль пересчета счетчика б устанавливает равный пвум. На выхоче счетчика б .деляется каждый второй импульс. На выходе элемента 13 сдвига по отношению к моменту срабатывания датчика 8 электронный ключ 15 открыт на период окончания коммутации нечетных пластин коллектора, соединенных с секциями якоря одного хода, а на выходе элемента 14 сдвига электронный ключ 16 открыт на период окончания коммутации четных пластин, соединенный с секциями якоря второго хопа. Преобразованные citr налы с выходов блоков 17 к 18 региотр1фуются шлейфовым осциллографом. Построение элементов сдвига обеспечивается общеизвестными в импульсной технике приемакш. Сами элементы сивига конструктивно можно выполнить на различных цифровых интегральных микросх9 Предлагаемое устройство позволяет проводить анализ коммутации Машин однократного действии с переходными режнмами при nj-ске и работе, машин с нестабильньм искрением во времени, в перехоаных режимах с тезко переменной темпер. турой щеточно-коллекторного узла. Кроме того, устройство позволяет уменьшить вр0мя испытаний, повысить достоверность и . упростить анализ коммутации коллекторных электрических машт. Формула изобретения Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин поотоянного тока по авт. св. N 505090, отличающ.ееся тем, что, с цельи: упрощения анализа, путем исключения влияния нестабильности коммутации во времекн, устройство снабжено соединенными последовательно Н элек ентами сдвига, шлейфовым осциллографом п параллельными каналами, каждый из которых состоит из последовательно соеашгенньгх электронного ключа н блока преобразования, выходы которых подключены к шлейфовому осцнл- лографу, входы электронных ключей подключены Е оби1ей для всех каналов дополнительной щетке, разрешающие входы электронньк кгаочей к выходам соответствухэщик элементов caejfra, а вход первого элемента сдвига попключен к счетчику с перестраиваемым модулем пересчета. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 505090, кл. Н 02 К 13/14, 1976.