Устройство для испытания узлов токо-C'EMA Советский патент 1981 года по МПК H01R39/58 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УЗЛОВ ТОКОСЪЕМА

I

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для испытаний узлов токосъема.

Известны устройства для испытаний узлов токосъема, состоящие из коллектора или кольца, щетки, изолированной от расположенных вдоль коллектора однополярных щеток, подключенных к низковольтному источнику питания через сопротивление 1.

Недостатком данных устройств являются малая точность определения динамического эффекта, обусловленная визуальной регистрацией искрения, и невозможность обеспечить остановку машины при достижении величины динамического эффекта, опасной для дальнейшей эксплуатации машины.

Известно также устройство для испытания узлов токосъема, включающее коллектор или контактное кольцо, две изолированные друг от друга грулпы однополярных щеток, подключенных к источнику постоянного тока через сопротивление, регистрирующий элемент, сопротивление 2. При работе мащины устройство позволяет провести испытание узла токосъема с определением динамического эффекта (возникновение отрыва щетки от коллектора, который фиксируется при появлении на экране осциллографа импульса напряжения, равного напряжению питания низковольтного источника).

Недостатком известного устройства являются низкое качество проводимых испытаний (невозможность простой регистрации динамического эффекта - требуется осциллограф и либо непрерывное фотографирование экрана, либо сложное запоминающее устройство, в любом случае момент отрыва не

сразу фиксируется, а при регистрации визуально, может быть пропущен), недостаточная точность определения динамического эффекта, обусловленная регистрацией отрывов всего диапазона длительности,- в то время как отрывы, не превышающие по длительности какую-то определенную критическую величину, не приводят к вредному воздействию на мащину, а также возникновение на экране осциллографа импульсов помех от различных наводок, которые могут быть ошибочно истолкованы, как возникновение динамического эффекта; невозможность осуществить автоматическую остановку мащины при достижении динамического эффекта. Цель изобретения - повышение качества испытаний за счет увеличения точности определения динамического эффекта, упрощения его регистрации, обеспечения возможности автоматического отключения устройства при достижении критической величины динамического эффекта. Указанная цель д стигается тем, что устройство снабжено тиристором и индуктивным элементом, тиристор подключен к источнику постоянного тока и последовательно сое динен с регистрирующим элементом, а управляющий электрод тиристора соединен с одной из групп однополярных щеток, подключенной к источнику постоянного тока через сопротивление, причем другая группа однополярных щеток подключена к источнику постоянного тока через индуктивный элемент. На чертеже изображена электрическая схема устройства для испытания узлов токосъема. Устройство включает группу однополярных щеток 1, изолированную от группы однополярных щеток 2, которая вместе с коллектором 3 и индуктивным элементом 4 через сопротивление 5 подключена к источнику постоянного тока U. К источнику постоянного тока подключены последовательно соединенные тиристор 6, регистрирующий элемент 7, например лампочка, и кнопка 8 отключения. Управляющий электрод тиристора 6 соединен с одной из изолированных однополярных щеток, подключенной к источнику постоянного тока через сопротивление 5. Устройство работает следующим образом. При отсутствии динамического эффекта в используемом узле токосъема электрической мащины безотрывность контактирования не нарущена, и ток в устройстве протекает от плюса источника через сопротивление 5, изолированные однополярные щетки 2 и 1, коллекторы и индуктивный элемент 4 на минус источника. При этом тиристор 6 заггэрт, так как его управляющий электрод находится под отрицательным потенциалом источника. Вследствие дефектов механической природы (нарущение моно итности коллектора в динамике и появление больщих неровностей профиля, ослабление удельного нажатия пальцев щеткодержателя на щетку, неудовлетворительные характеристики материала применяемых щеток в отнощении механической устойчивости) возникает динамический эффек-, наиболее серьезной формой проявления которого для всех узлов токосъема является нарущение безотрывности контактирования. При этом в электрической мащине при работе ее под нагрузкой между щеткой и коллектором происходит выделение электромагнитной энергии, запасенной в коммутирующем контуре, и возникновение искрения, уровень которого определяется удельной величиной этой выделяемой энергии, отнесенной к единице длины коллектора или щетки. Удельная величина выделяющейся между щеткой и коллектором электромагнитной энергии зависит от длительности отрыва. До тех пор, пока длительность отрыва щетки от коллектора не превыщает некоторую критическую величину, уровень выделяемой энергии недостаточен для возникновения искрения, превыщающего допускаемое. Однако при возникновении отрывов длительностью, равной или больщей критической, выделяемая в узел токосъема энергия приводит к появлению искрения, уровень которого недопустим по условиям нормальной эксплуатации электрической мащины. Предлагаемое устройство для испытания узлов токосъема позволяет регистрировать наличие динамического эффекта только при достижении отрывов длительностью равной или больщей критической и не реагировать на так называемые «ложные отрывы, имеющие длительность меньще критической, что значительно повыщает точность испытаний на динамическую устойчивость и позволяет объективно оценить возможность дальнейщей эксплуатации узла токосъема и всей электрической мащины. При возникновении отрыва изолированных однополярных щеток 1 от коллектора 3 длительностью равной или больщей критической на управляющем электроде тиристора 6 появляется положительный потенциал относительно катода, тиристор 6 опирается и анодный ток протекает по цепи: плюс источника постоянного тока U, тиристор 6, регистрирующий элемент 7 минус источника U. Срабатывание устройства только при величине динамического эффекта, равной или больщей критической, достигается за счет наличия в цепи изолированных однополярных щеток индуктивности, что позволяет сдвинуть момент отпирания тиристора б от момента начала механического отрыва щетки от коллектора на величину, равную критическому значению длительности отрыва. Возникновение в узле токосъема критической величины динамического эффекта фиксируется регистрирующим элементом 7. В качестве последнего могут быть применены электрическая лампочка, звуковой сигнал и прочие устройства сигнализации. Предлагаемое устройство обладает запоминающей способностью и при возникновении динамического эффекта критической величины сигнализирует о нем до тех пор, пока не будет наасата кнопка 8 сброса, разрывающая анодную цепь тиристора. При отпускании кнопки 8 устройство возвращается в исходное состояние. В эксплуатационных условиях часто существует необходимость медленного автоматического отключения электрической мащины с испытуемым узлом токосъема

при возникновении в нем критической величины динамического эффекта, опасной для дальнейшей эксплуатации. В этом случае в качестве регистрирующего элемента применяются либо электрические аппараты, срабатывающие при появлении анодного тока тиристора и передающие далее управляющий сигнал в схему автоматического отключения механизма, либо сравнивающие устройства автоматики, настроенные на величину сигнала, снимаемого, например, с сопротивления,- установленного в анодной цепи тиристора, и подающие далее управляющий сигнал в схему автоматического отключения.

Использование предлагаемого устройства для испытания узлов токосьема позволяет повысить качество испытаний за счет способности устройства срабатывать только при критических значениях динамического эффекта, представляющих опасность для дальнейщей эксплуатации мащины, и не реагировать на так называемые «ложные сигналы, не влияющие на нормальную работу узла токосъема.

Больщим преимуществом устройства является возможность осуществления автоматического отключения электрической мащины с испытуемым узлом токосъема при появлении в нем динамического эффекта критической величины.

Предлагаемое устройство повышает также надежность испытаний, так как оно не. подвержено влиянию различных помех и способно запоминать пост пающий сигнал, обладает простотой и безопасностью в обслуживании, дещевизной и простотой в изгбтовлении.

В настоящее время в эксплуатационных условиях не существует технических средств, способных своевременно и точно выявлять возникающий в узлах токосъема динамический эффект критической величины. Это ведет к преждевременному выходу из строя не только узла токосъема и электрической мащины, но и зачастую всех устройств, непосредственно с ней связанных, а следовательно, и к больщим экономическим и материальным затратам на капитальный ремонт либо полную замену на новые выщедщих из строя механизмов.

Применение предлагаемого устройства в эксплуатации позволяет также с высокой

точностью, простотой и надежностью осуществлять регулярные профилактические испытания узлов токосъема эксплуатируемых электрических мащин любого типа и любого диапазона мощностей, своевременно

5 выявлять, а при необходимости и автоматически отключать те из них, у которых обнаружен динамический эффект критической величины. Проведение указанных испытаний позволяет избежать серьезных поломок в эксплуатации, а работы по ремонту и восстановлению дефектированных узлов проводить в гораздо меНьщем объеме и с меньщими экономическими и материальными затратами. За счет снижения затрат в эксплуатации по ремонту, восстановлению и замене выщедщего из строя оборудования в связи с возникшим в узлах токосъема динамическим эффектом критической величины ориентировочный экономический эффект в народном хозяйстве от внедрения предлагаемого устройства составит 400 тыс. р. в год.

Формула изобретения

Устройство для испытания узлов токосъема, включающее коллектор или контактное кольцо, две изолированные друг,от друга группы однополярных щеток, подключенных к источнику постоянного тока, регистрирующий элемент и сопротивление, отличающееся тем, что, с целью повышения качества испытаний, устройство снабжено тиристором и индуктивным элементом, тиристор подключен к источнику постоянного тока и последовательно соединен с регистрирующим элементом, а управляющий электрод тиристора соединен с одной из групп однрполярных щеток, к источнику постоянного тока через сопротивление, причем другая группа однополярных щеток подклю чена к источнику постоянного тока через индуктивный элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

%