Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . НАЖАТИЙ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее регистрирующий прибор, датчик силы в виде упругого чувствительного и компенсационного элементов с обмотками возбуждения и измерительными обмотками расположенными в корпусе, чувствительный элемент датчика силы через металлический шар и защитное устройство связан со щеткой, расположенной в щеткодержателе, генератор синусоидального напряжения с контурным, конденсатором , о тличающееся тем, что, с целью повьпиения надежности ибезопасности эксплуатации, введены дополнительно второй генератор синусоидального напряжения с контурным конденсатором, смеситель, преобразователь , приемная и передающая магнитные антенны с обмотками, установленные вне корпуса датчика силы, при этом обмотка передающей магнитной антенны соединена через смеситель с измерительными обмотками чувствитёльного и компенсационного элементов датчика, обмотки возбуждения л которых соединены с контурными конденсаторами первого и второго генераторов синусоидального напряжения, которые выполнены в виде блока питания , расположенного в корпусе датчика силы, а обмотка приемной маг .нитной антенны через преобразователь соединена с регистрирующим прибором. (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ур 4I)

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( Э

ll в= А 4.": °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3757497/24-07 (22) 21.06.84 (46) 15.11.85. Бюл, 9 42 (7 1) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С. П. Королева (72) А. Е. Дубинин и В. И. Бережной (53) 621.3.047:53).781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 828280, кл. Н Ol R 39/58, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 919004, кл. Н 01 R 39/58, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НАЖАТИЙ ЩЕТКИ HA КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее регистрирующий прибор, датчик силы в виде упругого чувствительного и компенсационного элементов с обмотками возбуждения и измерительными обмотками, расположенными в корпусе, чувствительный элемент датчика силы через металлический шар и защитное устройство связан со щеткой, расположенной

„„Я0„„1192007 A (1) 4 Н 01. R 39/58 в щеткодержателе, генератор синусондального напряжения с контурным,конденсатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежно сти и. безопасности эксплуатации, введены дополнительно второй генера тор синусоидального напряжения с контурным конденсатором, смеситель, преобразователь, приемная и передающая магнитные антенны с обмотками, установленные вне корпуса датчика силы, при этом обмотка передающей магнитной антенны соединена через смеситель с измерительными Обмотками чувствительного и компенсационного эле ментов датчика, обмотки возбуждения которых соединены с контурными конденсаторами первого и второго генераторов синусоидального напряжения, С которые выполнены в виде блока пиI ФЬ тания, расположенного в корпусе й: датчика силы, а обмотка приемной магнитной антенны через преобразователь соединена с регистрирующим прибором.

1192007

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности эксплуатации. .На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для измерения нажатий !О щетки на коллектор электрических машин содержит датчик силы) расположенный в корпусе 1 и взаимодействующий со щеткой 2, установленной в щеткодержателе 3, Датчик силы выпол- !5 нен в виде расположенных в корпусе 1 упругого чувствительного силоизмерительного элемента 4 с обмотками возбуждения 5 и измерительной 6 и компенсационного силоизмерительного

20 элемента 7 с обмотками возбуждения

8 и измерительной 9 ° Щетка 2 через защитное устройство 10, металлический шар 11 связана с упругим чувствительным элементом 4. Нажимной палец

12 опирается на корпус 1 и через чувствительный элемент 4, шар ll, защитное устройство 10 и щетку 2 на коллектор 13 электрической машины, Устройство содержит также олок пита- З0 ния 14 в виде первого генератора 15 синусоицального напряжения с контурным конденсатором 16 и второго генератора 17 синусоидальиого напряжения с контурным конденсатором 18. Оба З5 генератора могут быть выполнены, на-" пример, на микросхемах и соединены с источником постоянного напряжения

19. Обмотка возбуждения 5 чувствительного элемента 4 соединена с коитуриым40 конденсатором 16 первого генератора

15 синусоидальиого напряжения, Обмотка возбуждения 8 компенсационного элемента 7 соединена с контурным конденсатором 18 второго генератора 17. 45

Выходные обмотки 6 и 9 чувствительного 4 и компенсационного 7 силоизмерительных элементов датчика силы включены последовательно между собой и соединены с входом смесителя 20, 50 выход которого соединен с обмоткой

21 передающей магнитной антенны 22, расположенной вне корпуса 1 датчика силы, На определeííîrr расстоянии от передающей магнитной антенны 22 рас- 5 положена приемная магнитная антенна

23, обмотка 24 которой соединена с входом преобразователя 25, Преобразователь 25 может быть выполнен, например, из последовательно соединенных усилителя высокой частоты 26, амплитуд»ного ограничителя 27 и частотного дискриминатора 28, второй вход которого соединен с гетеродином 29. Выход преобразователя ?5 (частотного дискриминатора 28 ) соединен с регистрирующим прибором 30.

Устройство работает следующим образом

Перед измерением схема устройства приводится в исходное состояние, для чего путем настройки схем генераторов 15 и 17 синусоидального напряжения в отсутствии усилия нажатия паль ца 12 на корпус 1 и чувствительный силоизмерительный элемент 4 устанавливается разность частот между ними, соответствующая часготам передающеи

22 и приемной 23 магнитных антенн, При зтам переменные напряжения генераторов 15 и 17, в колебательные контуры которых включены конденсаторы 16 и 18 и обмотки возбуждения

5 и 8 трансформируются в измерительные обмотки 6 и 9 силоизмерительных элемептов 4 и 7. Эти напряжения подаются на вход смесителя 20, где выделяется напряжение разностной частсты генераторов 15 и 17, которая под;reтся на обмотку 21 передающей магнитной антенны 22. Излучаемая передающей магнитной антенной 22 электромагнитная волна распространяется иа ог.ределенное рассгояние и принимается приемной магнитной антенной 23. Наведенная в обмотке 24 антенны 23 ЭДС разностной частоты генераторов 15 и 17 поступает на вход усилителя 26 преобразователя

25. Усиленное напряжение с усилителя 26 подается иа вход амплитудного ограничителя 27. Ограниченное по амплитуде напря>кение с выхода огра = иичителя 27 подается на первый вход частоr»or дискриминатора 28, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 29, равное по частоте разности частот генераторов 15 и 17.

В этом случае на выходе частотного дискриминатора 28 сигнал будет равен нулю и на регистрирующий прибор 30 не подается, С помощью подстройки гетеродина 29 устанавливается нуль регистрирующего прибора 30 при отсутствии давления щетки 2 на коллектор 13, При опущенном нажимном пальце

1 19200

12 щеткодержателя 3 и вращении коллектора 13 создаются динамические давления на корпус 1 и чувствительный элемент 4, которые через металлический шар 11, защитное устройство 10 5 и щетку 2 передаются в коллектор 13 электрической машины. Под действием давления в чувствительном силоизмерительном элементе 4 возникают механические напряжения, которые приводят 10 к изменению его магнитной проницаемости. B результате этого изменяется индуктивность обмотки 5, колебательного контура генератора 15, который изменяет частоту своих колебаний. На 15 выходе измерительной обмотки 6 сило измерительного элемента 4 появляется измененный по частоте сигнал, пропорциональный усилию нажатия щетки 2 на коллектор 13 электрической машины, 20 который подается на смеситель 20 одновременно с неизменным по частоте сигналом генератора 17 с измерительной обмотки 9 элемента 7. На выходе смесителя 20 образуется сигнал изме- 25 ненной разности частоты генераторов

15 и 17, который подается в обмотку

21 передающей магнитной антенны 22.

Приемная магнитная антенна 23 принимает этот сигнал, который усиливает-. Зц ся усилителем 26, ограничивается амплитудным ограничителем 27 и подается на первый вход частотного дискриминатора 28. На выходе дискриминато7

4 ра 28 появляется сигнал,пропорциональный изменению разностной частоты генераторов 15 и 17, который и подается на регистрирующий прибор 30, фиксируя величину нажатия щетки 2 на коллектор 13 электрической машины.

Использование в устройстве расположенных в корпусе 1 двух генераторов

15 и 17 синусоидального напряжения, в колебательные контуры которых включены обмотки возбуждения 5 и 8 силоизмерительных элементов 4 и 7 с измерительными обмотками 6 и 9,. соединенными со смесителем 20, позволяет скомпенсировать действием на схему дестабилизирующих факторов (температурных, электромагнитных полей, изменений параметров блока питания 7. Защитное устройство 10 предохраняет чувствительный силоизмерительный элемент

4 от резких ударов нажимного пальца 12.

Использование в устройстве передающей 22 и приемной 23 магнитных антенн совместно с элементами датчика силы, блока 14 питания и преобразователя 25 позволяют с высокой степенью надежности и безотказности развязать измерительные цепи устройства от высокого потенциала щеточно-коллекторно го узла электрической машины. При этом устройство позволяет измерять динамические усилия нажатий щетки на коллектор на работающих машинах.

ВНИИПИ Заказ 7167/5) Тираж 637 Подписное

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