Способ контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины и устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины (его варианты)

 

1. Способ контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, включающий измерение распределения постоянного тока между параллельными ветвями, отличающийся тем, что, с целью исключения аварийных режимов и повышения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, через параллельные ветви дополнительно пропускают переменный ток, производят измерение величины переменного тока в параллельных ветвях и определяют равномерность распределения постоянного тока по равномерности раст пределения переменного тока. 2.Устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, содержащее блоки измерения распределения тока в параллельных ветвях, отличагощеес я тем, что, с целью исклйчения аварийных режимов и повышения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, оно снабжено дополнительньми щетками, изолированными от параллельньгх вет-. вей, и источником переменного тока, подключенным между дополнительными щетками и параллельными ветвями, 3.Устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, содержащее блоки измерения распределения тока в параллельных ветвях, отличающеес я тем, что, с целью исключения аварийных режимов и повышения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, параллельные ветви одной полярности разделены на секции, между которыми подключен источник переменного тока. с 9 (Л с: 00 N3 00 00 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н О1 R

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3582852/24-07 (22) 05.05.83 (46) 07.08.87. Бюп. № 29 (71) Институт электродинамики

AH УССР (72) Г.Г.Счастливый, Ю.Я.Меженный, Г.С.Бронштейн, А.А.Бабяк, И,А.КадиОглы, В.П.Чернявский и Т.К.Середа (53) 621.3.047.69(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

¹ 749703, кл. H О1 R 39/46, 1980.

2. Вегнер О.Г. Теория и практика коммутации машин постоянного тока.—

M. — Л.: Госэнергоиздат, 1961, с. 188-191. (54) СПОСОБ -КОНТРОЛЯ ЩЕТОЧНОГО

АППАРАТА ПОСТОЯННОГО ТОКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЩЕТОЧНОГО АППАРАТА ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНБ! (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Способ контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, включающий измерение распределения постоянного тока между параллельными ветвями, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью исключения аварийных режимов и повьппения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измеритепьных цепей от цепи рабочего тока, через параллельные ветви дополнительно пропускают переменный ток, производят измерение величины переменного

„„SU„„1328867 — А4- -. тока в параллельных ветвях и определяют равномерность распределения постоянного тока по равномерности рас-. пределения переменного тока.

2. Устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, содержащее блоки измерения распределения тока в параллельных ветвях, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью исключения аварийных режимов и повьппения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, оно снабжено дополнительными щетками, изолированными от параллельных вет-. вей, и источником переменного тока, подключенным между дополнительными щетками и параллельными ветвями.

3. Устройство для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, содержащее блоки измерения распределения тока в парал" лельных ветвях, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью исключения аварийных режимов и повьппения безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока, параллельные ветви одной полярности разделены на секции, между которыми подключен источник переменного тока.

67 1 13288

Изобретение относится к схемам защиты электрических машин и может быть использовано во всех случаях, когда питание вращающейся обмотки постоянным током осуществляется че5 рез многощеточный токосъемник.

В настоящее время контроль щеточного аппарата в условиях эксплуатации электрических машин заключается в визуальном контроле искрения, осмотре состояния щеток и состояния скользящей поверхности контактных колец и коллекторов.

Известен способ для контроля ще- 15 точного аппарата в условиях эксплуатации по искрению щеток и для выявления кругового огня 11).

С точки зрения эксплуатации электрических машин эти способы и устрой- 20 ства имеют недостатки: процесс контроля щеточного аппарата происходит по вторичному эффекту (повышенному искрению или круговому огню), поэтому не выявляется ухудшение токопере- 25 дачи отдельных щеток на ранней стадии, вЫявляются щетки, несущие повышенную нагрузку, в то время как внимание обслуживающего персонала в первую очередь должно быть обрашено на щетки с ухудшенной токопередачей, например не имеющие контакта с коллектором или кольцом, Наиболее близким техническим реше-нием является способ контроля щеточЗя ного аппарата постоянного тока электрической машины, включающий в себя, измерение равномерности распределения тока по параллельным ветвям f2).

Способ осуществляют устройством для контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, содержащим блоки измерения распределения тока в параллельных ветвях 13) .

Способ позволяет выявить цепи с ухудшенной токопередачей, однако имеет недостатки, из-за которых он широко используется только в иссле- довательских работах, например, при испытании новых конструкций щеточньпх Д аппаратов, новых типсв щеток и тому подоб1 ого, и практически не нашел применения в условиях эксплуатации( электрических машин. Основными недос †. татками этого способа являются: вся

55 измерительная цепь находится под напряжением рабочей цепи машины, процесс измерения весьма трудоемок, должен производиться только высококвалифицированным персоналом с соблюдением особых мер.безопасности, добавление измерительной цепи снижает надежность .работы всей электрической мапыны, например короткое замыкание между цепями разнополюсных токоподводов может привести к аварийному режиму всей машины.

Цель изобретения — исключение аваЭ рийных режимов электрической машины и пов6ппение безопасности в процессе измерения путем гальванической развязки измерительных цепей от цепи рабочего тока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля щеточного аппарата постоянного тока электрической машины, включающем в себя измерение распределения постоянного тока между параллельными ветвями, через параллельные ветви дополнительно пропускают переменный ток, производят измерение величины переменного тока в параллельных ветвях и определяют равномерность распределения постоянного тока по равномерности распределения переменного тока.

Способ может быть осуществлен устройством предлагаемой конструкции для контроля скользящего контакта электрической машины постоянного тока, которое снабжено дополнительными щетками, изолированными от параллельных ветвей, и источником переменного тока, подключенньн между дополнительными щетками и параллельными ветвями.

Кроме того, способ может быть осуществлен устройством предлагаемой конструкции для кснтроля скользящего контакта электрической машины постоянного тока, в котором параллельные ветви разделены на секции; между которыми включен источник переменного тока.

На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа, первый вариант, на фиг.2то же,, второй вариант. устройство по первому варианту содержит токоподвод 1 рабочего постоянного тока, "траверсу (или бракет)

2, параллельные- ветви (рабочие щетки) 3-8, контактнее кольцо (или ламель коллектора) 9, обмотку 10 возбуждения (или Обмотку якоря), блоки

11-1о измерения распределения тока в параллельных ветвях, источник 17 переменного тока, разделительный кон8867

3 132 денсатор 18, дополнительную щетку 19, изолированную от рабочего тока °

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

Постоянный рабочий ток проходит по обычной схеме питания: токопод вод 1 траверса 2, параллельные ветви 3-8, контактное кольцо 9, обмотку

1О возбуждения. второе контактное кольцо 9.

Переменный ток от источника 17 проходит через разделительный конденсатор 18, траверсу 2, параллельные ветви 3-8, контактное кольцо 9, дополнительную щетку 19. Измерение величины переменного тока осуществляется при помощи блоков !1-16 измерения распределения тока в параллельных ветвях (например, измерительных трансформаторов и регистрирующего прибора).

Устройство по второму варианту содержит токоподвод 1 рабочего постоянного тока, секции траверсы 2, параллельные ветви (рабочие щетки) 3-8, контактное кольцо (или ламель коллектора) 9, блоки 11 — 16 измерения распределения тока в параллельных ветвях, источник 17 переменного тока, вход которого подключен к первичной обмотке 20 трансформатора 21, вторичную обмотку 22 трансформатора, к средней точке которой подключен токоподвод рабочего постоянного тока, Устройство по второму варианту работает следующим образом.

Постоянный рабочий ток от токоподвода 1 в средней точке вторичной обмотки 22 трансформатора 21 разделяется на две секции траверсы 2 и проходит по параллельным ветвям 3 — 5 и

6-8, через контактное кольцо 9, обмотку 10 возбуждения, второе контактное кольцо 9.

Переменный ток от источника 17 через вторичную обмотку 22 трансформатора 21 проходит по параллельной ветви 3-5, через контактное кольцо 9, параллельную ветвь 6-8, вторичную обмотку 22 трансформатора 21, т.е. замыкается в пределах одного токосъемника. Измерение переменных токов производится аналогично схеме фиг.1.

Процесс контроля работы скользящего контакта по схемам фиг.1 и 2 заключается в следующем.

После включения источника переменного тока производят измерение пере10

55 менных токов в параллельных ветвях щеточного аппарата, например в цепях каждой щетки, и производят сравнение этих токов между собой. Если токи в параллельных ветвях (щетках) одинаковы или имеют отклонение один от другого в пределах, допустимых для неравномерности протекания постоянного тока (например, + 30X), щеточный àïïàрат работает нормально, если распределение переменных токов по параллельным ветвям отличается большей неравномерностью, значит в щеточном аппарате не обеспечена равномерность протекания рабочего тока. Например, если при измерении обнаружено, что величина переменного тока в отдельных щетках равна нулю, значит в этих щетках отсутствует контакт между щеткой и контактным кольцом или коллектором (щетка "зависает") или оборван токоподвод к щетке.

Таким образом, контроль состояния щеточного аппарата по предлагаемому способу выявляет в первую очередь щетки с ухудшенными характеристиками токопередачи, и, кроме того„ испытания щеточного аппарата могут быть проведены в отсутствии рабочего тока, что в случае обнаружения неисправных щеток указывает на недопустимость включения рабочего тока и может предотвратить аварию машины в момент включения рабочего тока.

Выбор варианта устройства контроля при конкретной реализации зависит от конструктивного решения токосъемника электрической машины. Когда на токоподводе одной полярности имеется несколько траверс (мощные гидрогенераторы ) или щетки сгруппированы в выемные кассеты (некоторые типы турбогенераторов, в том числе турбогенераторы Единой серии, некоторые типы ма" шины постоянного тока), более приемлем способ электрического секционирования траверс или бракетов и включения источника переменного тока между ними. В этом случае обеспечивается более равномерная нагрузка всех щеток переменным током, облегчаются услови измерения токов в параллельных ветвях, однако выходной трансформатор источника переменного тока должен до« пускать пропускание всего рабочего тока щеточного аппарата. Вариант с дополнительной щеткой проще в реализации, в многощеточных токоподводах

1328867

Составитель Б,Волков

Техред И.Верес Корректор С.Шекмар

Редактор И.Горная

Заказ 3493/53 Тираж 625 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ,без ущерба для токопередачи могут быть выделены несколько щеток для использования в качестве дополнитель.ных, а конструкции некоторых современных синхронных генераторов предус- 5 матривают установку дополнительных

Изолированных щеток на траверсе. В этом варианте через дополнительные щетки проходит весь переменный ток, а через каждую из рабочих щеток — fO сравнительно небольшая его часть, поэтому схема измерения переменного тока должна обладать большей чувствительностью и помехоустойчивостью.

Предлагаемый способ и устройства по сравнению с известным (он же базовый объект) обладает большим преимуществом — гальванической развязкой измерительной цепи от силовой, поэтому добавление измерительной цепи не снижает надежности работы электрической машины, обеспечена большая безопасность персонала в процессе измерения. Кроме того, использование предлагаемых устройств позволит проследить за динамикой развития ухудшения работы щеточного аппарата, выявить причины этого ухудшения, обнаружить некачественные щетки и т.п.