Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока Советский патент 1982 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. Известны устройства, позволяющие определить характер и интенсивность искрения на любой коллекторной пластине шш группе пластин, состоящие из дополнительной щетки, электронного ключа, устройства синхронизации и измерительного блока 1. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для анализа коммутации кол лекторных мащин постоянного тока, состоящее из дополнительной щетки, которая установлена на Коллекторе вблизи . сбегающего края одной из рабочих щеток, электронного ключа, соединенного с дополнительной щеткой, измерительного блока, электронного осциллографа, двухпозиционного переключатели, счетчика с перестраиваемым модулем пересче та и датчиков синхронизации па коллекторны пластинам и оборотам 2. В качестве первичного преобразователя датчика синхронизации по коллекторным пластинам использован фотоэлемент, преобразующий световой поток, отраженный от пластин, в импульсы фототока, из которых формируются прямоугольные импульсы с постоянной амплитудой, поступающие на счетчик. Однако длительность этих импульсов вследствие инер циошюсти фотоэлемента несколько меньше длительности импульсов падения напряжения в щеточном контакте, поступающих от дополнительной щетки на вход электронного ключа. В результате теряется часть информации. Кроме того, при появлении подгара коллекторных пластин, при их неравномерной отражающей способности, а также при вибрации и смещении датчика синхронизации вследствие резких ударных нагрузок на машину иа выходе датчика формируются импульсы разной длительности или же могут возникнуть сбои в работе датчика, что приводит к наличию ложной информации и резкому снижению достоверности измерений и выводов. 397 В машинах постоянного тока зачастую щетки установлены по всей длине коллектора, поэтому при установке фотодатчика для обеспечения достаточной отражающей способности коллекторных пластин, необходимо вынимать из всех бракетов щетки, работающие по одному следу, а освободившуюся часта коллектора шлифуют. При этом значительно возраста ет время подготовки к измерению, а увеличение плотности тока под остальными щеткаполучаеми несколько снижает достоверность мых результатов. Установка и настройка самого датчика также является сложной и трудоемкой операцией, требующей значительных затрат . Цель изобретения - повышение достоверности измерения, снижение трудоемкости и уменьшение времени анализа коммутации. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее дополнительную шетку установленную на коллекторе маш}шы вблизи сбегающего края одной кз ее рабочих щеток и соединенную с входом электронного ключа, на выходе которого включен блок измерения и индикации,и датчик синхронизации, подключенный к счетчику с перестраиваемым модулем пересчета, соедине шому с управляющим входом электронного ключа, снабжено формирователем импульсов, вход которого подсоеди нен к дополнительной щетке, а выход - к счетчику с перестраиваемым модулем пересчета. На чертеже изображена общая функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из дополнительной щетки 1, которая установлена на колл жторе исп тываемой машины вблизи сбегающего края од ной из ее рабочих щеток 2, электронного клю ча 3, блока 4 измерения и индикащш, счетчика 5 с перестраиваемым модулем пересчета, формирователя 6 импульсов, датчика 7 синхронизации по оборотам, отражающей метки 8 на полу муфте 9, соединенной с валом коллектора с коллекторными пластина ш 10. Щетка 1 соединена параллельно с формирователем импульсов и электронным ключом 3, а выход ключа подключен к блоку 4 измерения и индикации. Этот блок может быть вьшолнен из последовательно соединенных интегратора, усилителя постоянного тока и осциллографа. Датчик 7 синхронизации по оборотам расположен над полумуфтой 9 с на клеенной отражающей меткой 8. Импульсы с выхода этого датчика поступают на сбросовый вход счетчика 5 с перестраиваемым модулем пересчета. Его счетный вход соединен с форм рователем импульсов, а выход - с разрещаю щим входом. электронного к.гаоча. Во время работы испытываемой машины имульсы падения напряжения, образующиеся в еточном контакте на заверщающих этапах коммутации между щеткой 2 и каждой коллекторной пластиной, подаются с помощью дополнительной щетки I на электронный ключ 3, который нормально закрыт. Те же самые импульсы поступают на вход формирователя 6 импульсов, вьшолненного по схеме компаратора. Импульсы на выходе формирователя имеют постоянную амплитуду и длительность, равную длительности импульсов падения напряжения в щеточном контакте, поступающего от дополнительной щетки на вход электронного ключа 3, и совпадают с ними по фазе. С выхода формирователя 6 импульсы, число которых за один оборот коллектора равно количеству коллекторных пластин, подаются на счетный вход счетчика 5, имеющего перестраиваемый модуль пересчета, поэтому на выходе счетчика количество импульсов равно количеству входных, поделенных на модуль пересчета, причем длительность импульсов на выходе счетчика равна длительности импульсов на счетном входе. Импульсами с выхода счетчика 5 открывается электронный ключ 3, в результате через него на блок 4 измерения и индикации проходят импульсы напряжения в щеточном контакте за период длительности импульсов на выходе счетчика 5. Установка схемы счетчика в исходное состояние, соответствующее моменту начала счета за кайсдый оборот коллектора, производится от датчика 7 импульсом, поступающим каждый раз в момент прохождения метки 8 около датчика 7. Момент появления первого импульса на выходе счетчика 6 после установки счетной схемы в исходное положение может быть задержан на определенное число импульсов, поступающих на счетный вход от формировате;1Я 6 импульсов, путем соответствующих переключений в схеме счетчика. Периодичность последующих импульсов на выходе счетчика за оставщуюся часть оборота коллектора определяется модулем пересчета счетчика. В результате задержки момента появления первого импульса вся серия импульсов на выходе счетчика за один оборот коллектора также сдвигается на установленную величину времени задержки. Следовательно, отпирание электронного ключа 3 можно осуществлять не только с требуемой периодичностью, но и со сдвигом во времени по отношению к моменту срабатывания датчика 7 от метки 8. Построение схемы формирователя импульсов обеспечивается общеизвестными в импульсной технике приемами. Конструктивно формирователь можно вьтолнить на различных сериях аналоговых интегральных микросхем.

Использование изобретения позволит, во-первых, уменьшить трудоемкость и время проведения анализа коммутации путем сокращения времени на установку и настройку датчиков, во-вторых, повысить достоверность результатов измерений вследствие совпадения импульсов синхронизации с импульсами в щеточном контакте по фазе и равенства их длительностей.

Формула изобретения

Устройство для анализа коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, содержащее дополнительную щетку, установленную на коллекторе машины вблизи , сбегающего края одной из ее рабочих щеток

И соединенную с входом злектронного ключа, на выходе которого включен блок измерения и индикации, и датчик синхронизации, подключенный к счетчику с перестраиваемым модулем пересчета, соединенно1 1у с управляюцшм входом электронного ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности измерения, снижения трудоемкости и уменьшения времени анализа коммутации, оно снабжено формирователем импульсов, вход которого подсоединен к дополнительной щетке, а выход - к счетчику с перестраиваемым модулем пересчета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 505090, кл. Н 02 К 13/14, 1974.