Устройство контроля скользящего контакта электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК G01R31/34 

1

Изобретение относится к электрическим машинам и может найти применение в специализированных приборах диагностирования для безразборного контроля технического состояния электродвигателей непосредственно на объекте, например на борту самолета.

Известны устройства контроля электрических машин, содержащие датчик коммутационных пульсаций напряжения, фильтр и индикатор l .

Недостатками подобных устройств являются ограниченная область применения и малая достоверность диагноза, обусловленная зависимостью контроли- ,5 руемого параметра от различных факторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, сО7о держащее Датчик коммутационных пульсаций напряжения, блок измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения.

индикатор, датчик частоты вращения, схему сравнения, генератор опорной частоты и блок индикации отклонения частоты вращения от опорной 2.

Недостатком известного устройства является низкая точность контроля коэффициента усреднения пульсаций напряжения (отношение пикового значения к средневыпрямленному), используемого в качестве диагностического параметра, что приводит к снижению достоверности диагноза. В частности, при использовании известного устройства в переносных диагностических приборах.(которые эксплуатируются в температурном диапазоне -60 - +60 С) невозможно контролировать коэффициент усреднения пульсаций напряжения с погрешностью менее .Целью изобретения является повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля снабжено переключателем режима работы, RS-триг39герой, схемой И, счетчиком и дешифра тором, причем генератор опорной частоты выполнен в виде последовательно соединенных генератора высокой частоты и делителя частоты, выход делителя частоты соединен с S-вхрдом RS-триггера, входы схемы И соединены с выходами RS-триггера и генератора высокой частоты, выход схе1мы И - с входом счетчика, выход счетчика с входом дешифратора, выход дешифратора - с R-входом RS-триггера и установочным входом счетчика, входы пе реключателя соединены с выходами дат ;чика коммутационных пульсаций напряжения и Я5-триггера, а выход - с входом блока измерения отношения пи кового и средневыпрямленного значений. Поскольку недостаток известного устройства обусловлен в основном тем пературой и временной нестабильность блока измерения отношения пи({:ового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения, то эффективным способом повышения точности контроля является калибровка указанного измеритёльного тракта непосредственно перед проведением измерений. С этой целью на вход измерительного тракта коэффициента усреднения пульсаций напряжения необходимо подать эталонный сигнал, представляющий собой модель сигнала коммутацион ных пульсаций напряжения, в качестве которого (как экспериментально установлено) , целесообразно использовать периодическую последовательность пря моугольных импульсов с заданными параметрами, причем коэффициент усреднения такого сигнала пропорционален его скважности. Однако применение для переносного прибора (эксплуатирующегося на борту самолета) в качестве калибровочных генераторов про мышленных или подобных им измеритель ных генераторов импульсов практически невозможно как по причине их нера ботоспособности (или не обеспечения требуемой точности) в температурном диапазоне -60 - , так и вследствии их значительных габаритов и массы. Учитывая, что коэффициент усреднения периодической последовательности прямоугольных импульсов пропор ционален их скважности, следует отметить возможностью использования в качестве калибровочного генератора. 24 создающий сигнал со стабильной скважностью. На чертеже представлено устройство контроля скользящего контакта электродвигателя постоянного тока. Устройство включает датчик 1 коммутационных пульсаций напряжения 1, переключатель 2 .режима работы, блок 3 измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения, индикатор k, блок 5 индикации отклонения частоты вращения от опорной, RS-триггер 6, схему И 7, счетчик 8, дешифратор 9, делитель 10 частоты, генератор 11 высокой частоты, блок выделения максимальной составляющей спектра пульсаций (датчик 12 частоты вращения) и схему 13 сравнения. Устройство контроля работает в двух режимах, а именно в режиме Измерение и режиме Калибровка, задаваемых с помощью переключателя 2 режима работы. В режиме Измерение сигнал коммутационных пульсаций напряжения с датчика 1 одновременно поступает в канал измерения коэффициента усреднения (т. е. через переключатель 2 в блок 3 измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения и на индикатор Ц} и канал контроля частоты вращения (т. е, в блок 12 выделения максимальной составляющей спектра пульсаций, например ко;1лекторной, схему 13 сравнения, куда также поступает сигнал опорной частоты с делителя 10 частоты, и далее в блок индикации отклонения частоты вращения от опорной). Режиму Измерение предшествует работа устройства в режиме Калибровка причем в этом режиме на вход блока измерения отношения пикового, и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения через переключатель 2 поступает калибровочный сигнал в виде периодической последовательности импульсов со стабильной скважностью. Калибровочный сигнал формируется следующим образом. Импульсы прямоугольной формы с. генератора 6 высокой частоты, поступают на цифровой делитель 10 частоты (например, на триггерах или счетчиках) и с изменяемым Коэффициентом деления , на выходе которого получаем импульсы с частотой следования равной, например, частоте коллекторной состав59ляющей спектра пульсаций напряжения. Передним фронтом импульса с делителя 10частоты RS-триггер 6 (выход которого соединен с одним из входов схемы И, а также с входом переключателя 2), устанавливается в состояние 1, разрешая тем самым прохождение импул сов от генератора 11 на вход счетчика 8 импульсов. Указанный счетчик подсчитывает количество поступающих на его вход импульсов от генератора 11высокой частоты до тех пор, пока дешифратор 9, соединенный с выходами счетчика, не обнаружит кодовой комбинации, соответствующей заданному числу импульсов Nд,. При этом на. выходе дешифратора появляется сигнал сброса, который устанавливает RS-триггер 6 и счетчик 8 в исходное О состояние и прекращает подсчет импульсов от генератора 11. Триггер 6 и счетчик 8 будут находиться в этом состоянии до тех пор, пока на S-вход триггера не поступит следующий импульс с делителя частоты и про цесс повторится. Таким образом, рассмотренная схема обеспечивает получение на выходе триггера 6 последовательности прямоугольных импульсов, период следова.ния которых определяется периодом следования импульсов на выходе делителя частоты Т.,, а дли тельность - временем счета заданного дешифратором количества импульсов мм N д,ел . Трд , где -период следования импульсов генератора высокой частоты. При этом отношение периода следования импульсов к их длительности (скважность импульсов) будет зависет только от соотношения коэффициента деления частоты цифровым делителем и числа импульсов, вызывающих срабатывание дешифратора. Так как максимальная ошибка цифрового устройства (счетчик, делитель частоты) не превышает единицы младшего разряда, а длительности фронтов.импульсов этих цифровых устройств на 3 - порядка меньше длительностей выходных калибровочнь1х импульсов, то погрешность воспроизводства на выходе устройства последовательности прямоугольных импульсов с заданной скважностью определяется только числом Идеи., которое выбирается, из условия получения допу стимой погрешности. 26 Таким образом, содержащийся в предлагаемом устройстве генератор импульсов со стабильной скважностью позволяет с .высокой точностью калибровать канал измерения коэффициента усреднения непосредственно перед выполнением контроля электродвигателя. Указанная калибровка может выполг няться, например, путем регулировки выходного сигнала измерителя отношения , содержащегося в блоке 3 - Следует отметить, что калибратор предлагаемо- го устройства является простым, поскольку для его построения использованы функциональные блоки, одновременно используемые и в канале контроля частоты вращения. Все это позволяет, суще ственно не усложняя схему устройства контроля ,обеспечить существенное повышение его точности и тем самым повысить эффективность оценки технического состояния электродвигателей как за счет возможности увеличения интервала между проверками, так и за счет повышения достоверности диагноза. Формула изобретения Устройство контроля скользящего контакта электродвигателя, -содержащее датчик коммутационных пульсаций напряжения, блок измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений, индикатор, датчик частоты вращения, выполненный в виде блока вы- деления максимальной составляющей спектра пульсаций, схему сравнения, генератор опорной частоты и блок индикации отклонения частоты вращения от опорной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено переключателем режима работы, RS-триг-. гером, схемой И, счетчиком и дешифратором, причем генератор опорной частоты выполнен в виде последовательно соединенных генератора высокой частоты и делителя частоты, выход делителя частоты соединен с S-входом RS-триггера, входы схемы И соединены с выходами RS-триггера и генератора высокой частоты, выход схемы И - с входом счетчика, выход счетчика - с входом дешифратора, выход дешифратора - с R-входом RS-триггера и установочным входом счетчика, входы переключателя соединены с выходами датчика коммутационных пульсаций напряжения и RS-триггера, а выход с входом блока измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

957112

1. Авторское свидетельство СССР № 131821, кл. Н 02 К 15/00, I960.

5 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2707968, кл. Н 02 К 15/00, 1978.