Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K13/14 

V : ,

Изобретение относится к электрот ехиике, в частности к средствам анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока.

По основному авт.св. tf 505090 известно устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, состоящее из дополнительной щетки, которая установлена на коллекторе вблизи обегающего края одной из рабочих щеток, электронного ключа, соединенного с дополнительной щеткой, измерительного блока, электронного осциллографа, двухпозиционного переключателя, счетчика с перестраиваемым мо дулем пересчета и датчиков синхронизации, по коллекторным пластинам и оборотам 1 .

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности оценки коммутационной напряженности многовходовых якорных обмоток, так как

известно, что рост числа и применение МПТ с двухходовыми обмотками ограничивается некоторыми отрицательными явлениями, к числу которых относится образование зебристости по коллектору. Явление зебристости характеризуется появлением чередующейся по цвету политуры пластин коллектора. Причем образование зебристости носит строго закономерный ха10ракугер. С течением времени после потемнения пластин коллектора через одну происходит постепенное расстройство коммутации, сопровождающееся интенсивным искрением на темных плас15тинах, приводящим к их выгоранию. Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что явление зебристости обусловлено неодинаковой токовой загрузкой паоаллель20ных ходов двухходовой обмотки. Поэтому для оценки коммутационной напряженности ходов обмотки необходимо раздельно по ходам измерять интенсивность искрения по четным и нечетным пластинам коллектора. А так как через двойное полюсное деление зебра ме.няется на обратную, то в суммарный сигнал искрения по каждому ходу входят импульсы напряжения, соответствующие как темным, так и светлым пластинам. Поэто у раздельное суммирование известным устройством импульсов напряжения, соответствующих искрению по четным и нечетным г пас7мнам за оборот коллектора, несмотр на контрастное различие в цвете соседних пластин и различное внешнее проявление неодинакового токосъема с них дает в среднем приблизительно одинаковые значения коммутационной напряженности обоих ходов обмотки, что не отражает истинной разницы искрения по ходам обмотки. Для измерения действительной разницы величин искрения по ходам необходимо провести эти измерения на участке коллектора, где не происходит смена зебристости на об ратную, для чего необходимо раздельно измерить интенсивность искрения на всех четных и нечетных пластинах на участке коллектора, соответствующем двойному полюсному делению якоря приняв за начало отсчета место расположения двух рядом лежащих темных пластин коллектора. Целью изобретения является повышение достоверности оценки коммутационной напряженности многрвходовых якорных обмоток путам анализа по группам пластин на определенных учас ках коллектора. Это достигается тем, что устройство для анализа коммутации снабжено делителем с переменным коэффициентом деления, включенным между датчиком синхронизации по оборотам и счетчиком с перестраиваемым модулем Пересчета, а счетный вход делителя подключен к датчику синхронизации по коллекторным пластинам. На чертеже изображена функционал ная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из дополнител ной щетки 1, которая установлена на коллекторе испытываемой машины вбли зи сбегающего края одной из ее рабочих щеток 2, электронного ключа 3 измерительного блока А, электронног осциллографа 5 счетчика 6 с перестраиваемым модулем пересчета, датчи ка 7 синхронизации по коллекторным 84 пластинам, датчика 8 синхронизации по оборотам, отражающей метки 9 на полумуфте 10, соединенной с валом коллектора с коллекторными пластинами 11, двухпозиционного переключателя 12 и делителя 13 с переменным коэффициентом деления. Щетка 1 соединена со входом электронного ключа 3, выход ключа - с измерительным блоком Ц и входом электронного осциллографа 5- Измери.тельный блок может быть выполнен из последовательно соединенных интегратора усилителя 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 счетчика 6 с перестраиваемым модулем пересчета и делителя 13 с переменным коэффициентом деления. Датчик 8 синхронизации по оборотам расположен над полумуфтой 10с меткой 9. Вход установки в исходное.состояние делителя 13 подключен к датчику 8, а выход - к сбросовому входу счетчика 6. 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. Во время работы испытываемой машины 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 нормально закрыт. При вращении якоря на фотоэлемент 7 попадает отраженный от коллекторных пластин 11 световой поток, который модулируется промежутками между коллекторными пластинами. В цепи датчика 7 возникают импульсы фототока, длительность которых пропорциональна ширине коллекторных пластин и обратно пропорциональна 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 счетчика 6 и делителя 13- На выходе счетчика 6 с перестраиваемым модулем пересчета количество импульсов равно количеству входных, поделе ных на модуль пересчета, причем длительность импульсов на выходе счетчика равна длительности импульсов на счетном входе. Импульсами с выхода счтечика 6 открывается электронный ключ 3, в результате чего через элек тронный ключ 3 в измерительный блок проходят импульсы напряжения в щеточном контакте за период длительности импульсов на выходе счетчика 6 Установка схемы счетчика 6 в исходное состояние, соответствующее на чалу счета, производится импульсами с выхода делителя 13, число которых определяется коэффициентом деления и равно количеству участков на которых наблюдается явление зебристости. Схема делителя 13 устанавливается в исходное состояние импульсом от датчика 8, поступающим каждый раз в момент прохождения отражающей метки 9 около датчика 8. Метку 9 необходимо наклеивать в .месте расположения двух рядом лежащих темных пластин коллектора. Построение схемы делителя обеспечивается общеизвестными в импульсной 786 технике приемами. Конструктивно данный узел можно выполнить на различных сериях цифровых интегральных микросхем. Предлагаемое устройство позволяет достоверно оценить коммутационную напряженность многовходовых якорных обмоток путем анализа по группам пластин на определенных участках коллектора. Формула изобретения Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока по основному авт. св. N° 505090, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности оценки коммутационной напряженности якорных обмоток, устройство снабжено делителем с переменным коэффициентом деления, включенным между датчиком синхронизации по оборотам и счетчиком с перестраиваемым модулем пересчета, а счетный вход делителя подключен к датчику синхронизации по коллекторным пластинам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 505090, кл. Н 02 К ТЗ/Й, 197.