1
Изобретение относится к электротех-% нике, а -именно к устройствам для измерения давления щетки на коллектор электрических машин.
Известно устройство для измерения давления щетки на коллектор тяговых машин, применяемое для контроля щеткодержателей, содержащее электроизмерительный прибор, датчик давления, разрезную щетку и щеткодержатель l} .
Недостаток данного устройства заключается в невозможности измерения давления щетки на коллектор неносред- ственно на электрических машинах, работающих при бодьших напряжениях питания.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее электроизмерительный Ьрибор, датчик давления в виде упругого чувствительного силоизмерительного элемента с обмотками возбуждения и измеритель-
ной, расположенный в корпусе металлический щар, взаимодействующий с указанным датчиком, щетку, щеткодержатель и источник синусоидального напряжения
Недостатком данного устройства является невозможность измерения давления щетки на коллектор непосредственно на электрической машине,, работающей при большом напряжении питания, так как возникает опасность попадания напряжения Б цепь электроизмерительного прибора. Кроме того, подобная консгрук- 1ШЯ не обеспечивает высокой надежности устройства и безопасности работы с ним. Устройство имеет также низкую чувствительность и точность измерения вследствие значительных помех из-за наличия больших электромагнитных полей в зоне измерения давления.
Цель изобретения - повышение надежности и безопасности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй упругий компенсационный силоизмерительный элемент с обмотками возбуждения и измерительной, два разделительных трансформатора, четыре разделительных высоковольтных конденсатора и контурный конденсатор, обраауюишй совместно с включенными после довательно встречно измерительными обмотками чувствительного и компен- сашюнного силоизмерительных элементов и первичной обмоткой первого раз- делительного трансформатора резонансны контур, а вторичная обмотка этого же трансформатора через первую пару разделительных высоковольтных конденсаторов связана с измерительным приборо при этом источник синусоидального напряжения через другую пару разделител ных высоковольтных конденсаторов связ с первичной обмоткой второго разделительного трансформатора, вторичная об- мотка которого связана с последователь но согласно включенными обмотками возбуждения чувствительного и компенсационного силоизмерительных элементо Кроме того, с целью повьинения чувствительности и точности измерения чувствительный и компенсационный силоизмерительный. элемент и магнитопро воды разделительных трансформаторов выполнены из магнитомягкого феррита, а также в него введены биметаллически экраны, в которые заключены силоизме- рительные элементы. Конструкция устройства для измерен давлений щетки на коллектор э Еектри- ческих машин представлена на чертеже. Устройство для измерения давлений щетки на коллектор электрических маши состоит из биметаллического корпуса 1 с которым соединена щетка 2, расположенные в щеткодержателе 3. Щетка 2 через защитное устройство 4 и металлический шар 5 связана с чувствител1з- ным силоизмерительным элементом 6. Компенсационный силоизмерительный элемент 7 также установлен в корпусе Измерительная обмотка 8 чувствительного силоизмерительного элемента 6 соединена с измерительной обмоткой 9 компенсационного силоизмерительного эле мента 7 последовательно встречно. Выходные концы обмоток 8 и 9 силоизмерительных элементов 6 и 7 подключены параллельно обмотке 10 разделительного трансформатора 11 и па- раллельно им подключен контурный конденсатор 12, образующий совместно с этими обмотками резонансный контур. Вторичная обмотка 13 разделительного трансформатора 11 связана с измерительным прибором 14 через раздельные высоковольтные конденсаторы 15 и 16. Обмотка 17 возбуждения чувствительного силоизмерительного элемента 6 соединена с обмоткой 18 компенсационного силоизмерительного элемента 7 последовательно согласно. Выходные концы обмоток 17 и 18 силоизмерительных элементов 6 и 7 подключены параллельно обмотке 19 разделительного трансформатора 20. Первичная обмотка 21 этого трансформатора через разделительные высоковольтные конденсаторы 22 и 23 связана с источником 24 синусоидального напряжения. Нажимной палец 25: опирается на корпус 1. Магнитопроводы силоизмерительных элементов 6, 7 и разделительных трансформаторов 11, 20 выполнены из материала одной магнитной проницаемости, например, магнитомягкого феррита. Устройство для измерения давлений щетки на коллектор электрических машин р 1ботает следующим образом. При отсутствии давления нажимного пальца 25 на щетку 2 схема устройства сбалансирована, и сигнал на входе измерительного прибора 14 равен нулю. При опущенном нажимном пальце 25 щеткодержателя 3, находящемся под высоким потенциалом, создается давле- ш-ie на корпус 1 и через чувствительный силоизмерительный элемент 6, металлический щар 5, защитное устройство 4, щетку 2 передается на коллектор электpi-FjecKOji машины. Под действием давле 1ия нажимного пальца 25 в чувствительном силоизмерительном элементе 6 возникают механические напряжения, которые приводят к уменьшению магнитной проницаемости этого элемента. В результате на выходе измерительных обмоток 8 и 9 силоизмерительных элементов б и 7 появляется разностный сигнал. Этот сигнал за счет резонансных свойств контура, образованного измерительными обмоткаии 8 и 9, обмоткой 10 разделительного трансформатора 11 и контурного конденсатора 12 усиливается в первичной обмотке 10 трансформатора 11 и трансформируется в обмотку 13 того зке трансформатора 11, отделяясь от высокого потенциала щеткодержателя 3 электрической машины. Сигнал измерения, пропорционашэный давленто щетки 2 на коллектор, со вторичной обмотки 13 разделительного трансформатора 11 чере разделительные высоковольтные конденсаторы 15 и 16, предназначенные для повьшдения надежности и безопасности в случае пробоя изоляции обмоток Ю и 13 разделительного трансформатора 1 подается на вход измерительного прибора 14. Обмотки возбуждения 17 и 18 силоизмерителъных элементов 6 и 7 питаются от источника 24 синусоидального напряжения через разделительные высоковольтные конденсаторы 22, 23 и обмотки 19, 21 разделительного трансформатора 20, отделяя тем самым источник 24 синусоидального напряжени от высокого потен1щала щеткодержателя 3. Защитное устройство 4 предохраняет чувствительный силоизмерительный элемент 6 от резких ударов нажимного пальца. Использование в предлагаемой конструкции устройства силоизмерителъных элементов и магнитопроводов разделительных трансформаторов из магнитомяг кого феррита позволяет повысить уровен выходного сигнала и линейность выходн характеристики устройства. Биметаллическое экранирование датчика давления позволяет снизить уровень помех от работающей машины, увеличивая полез- ный сигнал. Наличие этих конструктивны .особенностей устройства повьпвает чувс вительность и точность измерения. В целом вся конструкция устройства позво ляет измерять статические и динамичес- кие давления на электрических машинах работающих при больших напряжениях с высокой степенью надежности и безопас ности. V формула изобрет.ения 1. Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин, содержащее электроизмеритель- ный прибор, датчик давления в виде упругого чувствительного силоизмери- тельного элемента с обмотками возбуждения и измерительной, расположенный в корпусе металлический шар, взаимодействующий с датчиком, щетку, щеткодержатель и источник синусоидального напряжения, отличающееся тем, что, с целью повьпиения надежности и безопасности измерения, в него дополнительно введены второй упругий компенсационный силоизмерительный элемент с обмотками возбуждения и измерительной, два разделительных трансформатора, четыре разделительных высоковольтных конденсатора и контут ный конденсатор, образующий совместно с включенными последовательно встречно измерительными обмотками чувствительного и компенсационного силоизмерительных элементов и первичной обмоткой первого разделительного трансформатора резонансный контур, а вторичная обмотка этого же трансформатора через первую пару разделительных высоковольтных конденсаторов связана с измерительным прибором, при этом источник синусоидального напряжения через другую пару разделительных высоковольтных конденсаторов связан с первичной обмоттсой второго разделительного трансформатора, вторичная обмотка которого связана с последовательно согласно включенными обмотками возбуждения чувствительного и компенсационного силоизмерительных элементов. 2.Устройство поп. 1, отли - чающееся тем, что, с целью повьшгения чувствительности и точности измерения, чувствительный и компенсационный силоизмерительные элементы и магнитопроводы разделительных трансформаторов выполнены из магнитомягкого феррита. 3.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что в него введены биметаллические экраны, в которые заключены силоизмерительные элементы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Электровоз ВП-80Т. Руководство по эксплуатации под ред. Бондаренко Б. Р. М., Транспорт, 1977, с. 507. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2786136/24-07, кл. Н 01 1 39/58, 20.Об.79 (прототип).
