Устройство для испытаний электрических машин постоянного тока

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее блок индикации и последовательно соединенные датчик пульсаций напряжения, фильтр максимальной гармоники и формирователь, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор тактовых импульсов, фазовый детектор , делитель частоты, многоканальный синхронный фильтр, делитель с переменным коэффициентом деления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход делителя частоты подключен к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, первый вход фазового детектора подключен к выходу делителя частоты, второй вход к вьпсоду формирователя, а выход к второму входу делителя с переменным коэффициентом деления, первые входы каждого канала многоканального синхронного фильтра соединены между собой и подключены к выходу датчика пульсации напряжения , вторые входы каждого канала также соединены между собой и подключены к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, а выход каждого канала соединен с соответствующим входом блока индикации . i 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый канал многоканального синхронного фильтра содержит резистор, первый вывод которого соединен с первым входом канала многоканального синхройного фильтра,первый и второй конденсаторы , первые выводы которых соединены с вторым выводом резистора и с выхосо дом канала многоканального синхронного фильтра,первый и второй ключи, входы которых соединены с соот ветствующими вторыми, выводами первого и второго конденсаторов, а выходы - с общей шиной, триггер, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого ключа , HHBepCHbrfi выход - с управляющим входом второго ключа, а счетный вход триггера - с вторым входом канала многоканального синхрон ного фиЛьтра, причем в первом канале непосредственно, а в остальных - через делитель частоты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5()4 G 01 R 31/34

1

A !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3667287/24-21 (22) 24.11.83 (46) 15.08.85. Бюл, 9 30 (72) В.Н.Потапов и И.В.Кабашкин (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 522535, кл. Н 02 К 13/14.

Лейнов М.Л., Качалуба В.С., Рыжков А.В. Цифровые делители частоты на логических элементах. M.: Энергия, 1975, с ° 93-125.

Радио, 1972, Р 1 с. 54.

Авторское свидетельство СССР

Р 1048458, кл. G 01 R 31/34, 1982. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее блок индикации и последовательно соединенные датчик пульсаций напряжения, фильтр максимальной гармоники и формирователь, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор тактовых импульсов, фазовый детектор, делитель частоты, многоканальный синхронный фильтр, делитель с переменным коэффициентом деления, первый вход которого соединен-с выходом генератора тактовых импульсов, вход делителя частоты подключен к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, первый вход . фазового детектора подключен к выходу делителя частоты, второй вход—

„„SU„„»7 61 А к выходу формирователя, а выход— к второму входу делителя с переменным коэффициентом деления, первые входы калщого канала многоканального синхронного фильтра соединены между собой и подключены к выходу датчика пульсации напряжения, вторые входы каждого канала также соединены между собой и подключены к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, а выход каждого канала соединен с соответствующим входом блока индикации.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый канал многоканального синхронного фильтра содержит резистор, первый вывод которого соединен с первым входом канала многоканального синх ронного фильтра, первый и второй конденсаторы, первые выводы которых соединены с вторым выводом резистора и с выхо- дом канала многоканального синхронного фильтра, первый и второй ключи, входы которых соединены с соответствующими вторыми выводами нарвого и второго конденсаторов, а выходы — с общей шиной, триггер, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, инверсный выход — с управляющим входом второго ключа, а счетный вход триггера — с вторым входом канала многоканального синхронного фиттьтра, причем в первом ка нале непосредственно, а в осталь-. ных — через делитель частоты..1 11

Изобретение относится к контроль но-испытательной технике и может быть использовано при выявлении дефектов скользящего контакта и шарикоподшипников электрических машин постоянного тока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение достоверности результатов испытаний параметров электрических машин за счет применения и специальной организации работы многоканального синхронного фильтра.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— частотные характеристики каналов многоканального синхронного фильтра, примененного . в устройстве; йа фиг. 3 — частотная характеристика синхронногr) фильтра.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, датчик 2 пульсаций напряжения, делитель 3 с пере— менным коэффициентом деления, фильтр 4 максимальной гармоники, фазовый детектор 5, блок 6 индикации, делитель 7 частоты, формирователь 8-многоканальный синхронный фильтр, каждый канал которого содержит первый 9 и второй 10 ключи, триггер 11, делитель .частоты 12, резистор 13, первый 14 и второй 15 конденсаторы.

73361

30 ления (в качестве делителя с переменным коэффициентом деления можно использовать известные устройства (2)). C выхода делителя 3 с переменным коэффициентом деления импульсы поступают через делитель частоты . 7 с коэффициентом деления, равным двум, на первый вход фазового детектора 5. Одновременно фильтр 4 максимальной гармоники выделяет из спектра пульсаций напряжения датчика 2 пульсаций сигнал с частотой f, равной частоте вращения электрической машины, а формирователь

8 формирует из указанного сигнала последовательность импульсов с частотой f o,,подавая их на второй вход фазового детектора 5. На выходе фазового детектора 5 образуется сигнал, пропорциональный разности частот сигналов, подаваемых на его входы. Последний поступает на управляющий вход делителя 3 с переменным коэффициентом деления, изменяя его до тех пор, пока частоты сигналов на обоих входах фазового детектора 5 не сравняются и станут равными f . При этом, так как коэффициент деления делителя 7 частоты равен двум, на выходе делителя 3 с переменным коэффициентом деления будет присутствовать сигнал с частотой 2 f>.

50

m sin

m к 7i

Согласно фиг. 2 позициями l6, i обозначены частотные характеристики

-го канала фильтра (на диаграммах частотные характеристики условно представлены в виде отрезков прямых линий).

Принцип действия устройства основан на использовании для выделения спектральных составляющих пульсаций, кратных частоте вращения электрической машины, свойств синхронного фильтра.

Такие фильтры способны выделятв все кратные f частоты с одинаковыми коэффициентами передачи для исключения искажений картины диагностирования.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает последовательность импульсов, поступающую на делитель

3 с переменным коэффициентом деДалее указанный сигнал поступает на вторые входы, а сигнал с датчика 2 пульсаций напряжения на первые входы п параллельно включенных каналов синхронных AHJIbT— ров, каждый из которых содержит два конденсатора 14 и 15, коммутацией которых через ключи

9-и 10 управляет триггер 11. При подаче на счетный вход триггера

11 первого канала с делителя 3 с переменным коэффициентом деления импульсов частотой 2 f> частотная характеристика первого канала будет иметь вид, показанный .на фиг. 2. Указанный фильтр имеет пик на частотах Чо, 3 Хо ..., 5 при этом относительный коэффициент передачи на частотах, кратных Кд, определяется известным выражением

L3) 1173361

10 з (к1

rPe A амплитуда К вЂ” той гар-, моники ш — число коммутируемых кон. денсаторов;

К вЂ” номер гармоники часто- 5 ты f0å, Ео — частота коммутации.

На частотах, кратных m f о э коэффициент передачи фильтра равен нулю (фиг.3).

В соответствии с формулой (1)

А = 0,405, А )= 0,045, А(>= 0,016. ° .

Одновременно импульсы с часто-, той 2 f с выхода генератора 1 поступают на делители частоты

12 остальных каналов. Делитель

-го канала имеет коэффициент деления D = ; i = 1,... и (так как для первого канала

1, то он на схеме отсутст- 20 вует) .

Это приведет к тому, что коммутация коденсаторов i - го канала будет проходить в i -тый раз реже и при этом первый пик частотной характеристики будет последовательно смещаться . на величину Г„ от канала и для — го канала будет находиться на --;астоте if< . Соответственно второй 30 пик частотной характеристики будет находиться для i — ro канала на частоте 3ifо, третий—

5ifo и т.д. При этом коэффициент передачи каналов фильтра независимо- от номера канала будет попрежнему равен в соответствии с (1).

A(= 0,405; A(= 0,045; А =0,016.

На фиг, 2 приведен пример час тотных характеристик устройства для пятиканальной системы (n

5).

Учитывая, что для каждого канала первая выделенная составляющая на порядок и более превосходит остальные,можно считать, что каждый канал выделяет одну частоту if, где i — номер канала.

Амплитуды всех выделенных спектральных составляющих отображаются в блоке 6 индикации.

При изменении частоты первой гармоники, например из-за изменения скорости вращения электрической машины, на выходе фазового детектора 5 появляется сигнал, соответственно изменяющий коэффициент деления делителя 3 до тех пор, пока на его выходе вновь не установится сигнал с частотой 2f, который соответственно подстроит каналы фильтра.

Таким образом, за счет использования многоканального синхронного фильтра, всегда точно соблюдается условие кратности частот выделяемых сигналов, что обеспечивает точную настройку каналов фильтра на частоты информативных составляющих спектра и тем самым повышается точность контроля амплитуд указанных составляющих. При этом устройство имеет практически неограниченный диапазон перестройки по частоте, что расширяет его функциональные возможности.

1173361

Рие 1

1173361

50 губ Эа 46 Иа ИО 7уе 8уо 90 tnh 114 en Oh 114 (РОЮ. Я

Составитель А.Пржебельский

Техред М. Гергель Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Гунько

Заказ 5048/46 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4!5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4