Устройство для измерения коэффициента относительной неустойчивости контактирования отдельной щетки щеточно- коллекторного узла электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике и может применяться для проверки механической стабильности работы скользящих контактов электрических машин, а также других объектов,имеющих контактные системы , подверженные сильным механическим воздействиям Целью изобретения является повышение точности измерения Устройство содержит источник 1 постоянно го напряжения первая клемма которые предназначена для подсоединения к исследуемой щетке 2 а вторая клемма источника подключена к первому входу интегрирующего элемента 3, второй вход которого прелназначен для подключения к кэллектсСО С

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з Н 01 R 39/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

° (,, » .н. . „-» .

,: »» ь », :" ; »Ы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:-.=..»;-+.»» (21) 4741027/07 (22) 25.09.89 (46) 30.12.91. Бюл. N 48 (71) Псковский филиал Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина (72) И. В. Плохов, В. Е. Егоров и В. И. Харченко (53) 621.3,047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 843059, кл, Н Oi R 39/58, 1979.

Нэллин В. И, и др. Механика скользящего контакта. М,; Транспорт, 1966, с, 12 (прототип) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ КОНТАКТИРОВАНИЯ

„„. Ж „„1702465 À1

ОТДЕЛЬНОЙ ЩЕТКИ ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНОГО УЗЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может применяться для проверки механической стабильности работы скользящих контактов электрических машин, а также других объектов»имеющих контактные системы, подверженные сильным механи ческим воздействиям. Целью изобретения является повышение точности измерения

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, первая клемма которого предназначена для подсоединения к исследуемой щетке 2, а вторая клемма источника подключена к первому входу интегрирующего элемента 3, второй вход которого предназначен для подключения к коллекто1702465

35 ру 4. При этом выход интегрирующего элемента подключен к регистратору 6, Интегрирующий элемент выполнен в виде интегрирующего усилителя. При этом ме>кду первым входом этого усилителя и второй клеммой источника постоянного напряжения дополнительно введен нормально разомкнутый ключ 7 с вь}держкой времени T=4 8

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано для обьективной оценки механической стабильности работы скользящих контактов электрических машин при их наладке, приемосдаточ- 5 ных испытаниях и E} экспериментальных исследованиях.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже представлена в рабочем со- 10 стоянии схема устройства для измерения коэффициента относительной неустойчивости контактирования отдельной щетки щеточного коллекторногс узла электрической машины, 15

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, первая клемма которого предназначена для подсоединения к исследуемой щетке 2, а вторая клемма источника подключена к первому входу интег- 20 риру}ощего элемента, выполненного в виде интегрирун.-щего усилителя 3. Второй вход интегрирующего усилителя предназна BH для подключения к коллектору 4, например, посредством других щеток 5 щеточно-кол- 25 лекторного узла. Выход интегрирующего усилителя 3 подключен к регистратору 6.

Между первым входом интегрируюшего усилителя 3 и второй клеммой источника 1 постоянного напряжения дополнительно 30 введен замыкающий ключ 7 с выдержкой времени Т=4 — 8 с на размыкание, Причем постоянная времени Ти интегрирующего усилителя 3 определена по формуле где U — номинальное значение напря>кения источника 1 постоянного тока; 40

Un — предел шкалы регистратора 6, Для упрощения настройки устройства между первой клеммол источника 1 и вторым входом интегрирующего усилителя 3 может быть дополнительно введен ключ 8. 45

Щетки 2 и 5 щеточно-коллекторного узла прижаты к коллектору 4 и размещены в щетс на размыкание, Причем постоянная времени Тя интегрирующего усилителя определяется как отношение номинального значения напряжения лсточника постоянного напряжения к значению предела шкалы регистратора, умноженному на указанную выдержку времени, 1. з; и. ф — лы, 1 ил, кодержателях 9. Щетки 5 соединены, например параллельно, общей шиной 10. Щетки 5 связаны с дополнительными нажимными устройствами 11 (основные на>кимные механизмы не показаны). Б качестве регистратора 6 может быть использован вольтметр с равномерной шкалой, имеющей

100 основных делений, нумерация которых для удобства измерения начинается от конца шкалы (от максимального отклонения стрелки вольтметра).

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы электрической машины через ее щеточно-коллекторный узел (через щетки 5) протекает ток. При этом между общей шиной 10 и контактной поверхностью коллектора 4 имеется переходное падение напряжения, При взаимодействии с неровностями контактной поверхности коллектора 4 щетки совершают колебательное движение. При этом возникают кратковременные нарушения электрического контакта отдельных щеток с контактной поверхностью.

При проведении измерений кл}оч 7 замыкается и соединяет втору:о клемму источника 1 и первый вход интегрирующего усилителя 3 на время Т, в течение которого постоянное напряжение U источника 1. передаваясь на второй вход интегрирующего усилителя 3 через исследуемую щетку 2, коллектор 4 и совокупный контакт щеток 5, прерывается отскоками (нарушениями скользящего контакта) исследуемой щетки

2. При этом полагают, что совокупный контакт щеток 5 не нарушается, так как их несколько и они в процессе работы дополнительно поджимаются к коллектору

4 усилием нажимных устройств 11. Таким образом, между двумя входами интегрирующего усилителя 3 приложено импульсное напряжение прямоугольной формы, которое интегрируетСя с постоянной времени

Ти, а затем поступает на регистратор 6, по ранее описанной шкале которого визуально определяется величина коэффициента от1702465 носительной неустойчивости контактирования исследуемой щетки 2.

Исследования показывают, что для обеспечения оптимальных пределов допустимой погрешности измерений целесооб- 5 разно выбрать номинальное значение напряжения источника 1 в диапазоне 100—

300 В, При этом нижний предел диапазона ограничен стремлением уменьшить погрешность измерения, вносимую переходным 10 падением напряжения под щеткой из-за суммирования с результирующим напряжением, поступающим на интегрирующий усилитель. Верхний предел диапазона ограничен стремлением исключить допол- 15 нительную погрешность измерения, связанную с возможностью возникновения в зоне размыкаемого слаботочного контакта тлеющего разряда.

Результаты экспериментальных и тео- 20 ретических исследований показывают, что выдержка времени ключа 7 на размыкание должна быть в интервале 4 — 8 с, При выходе за эти пределы составляющие суммарной погрешности измерения, обусловленные 25 нецелым числом оборотов коллектора за время измерения при работе ключа 7 (т. е. погрешность измерений, связанная с потерей информации о реакции щетки на непройденный ею участок профиля ЭО коллектора при его нецелом числе оборотов), и погрешность измерений, связанная с собственной работой ключа 7. возрастают и становятся недопустимыми для данных метрологических устройств с суммарной по- 35 грешностью порядка 10%.

Ключ 8 позволяет упростить настройку устройства, так как при его замыкании напряжение источника 1 непосредственно поступает в течение времени Т на входы 40 интегрирующего усилителя 3, а регулировкой постоянной Ти интегрирования добиваются минимального показания регистратора 6(полного отклонения стрелки вольтметра). После этого постоянная вре- 45 мени Т становится равной требуемому формулой (1) значению.

Таким образам, по сравнению с прототипом за счет выполнения интегрирующего 50 элемента в виде интегрирующего усилителя с введением между одним из его входов и источником напряжения ключа с определенными параметрами и указанным выбором постоянной времени интегрирования (что позволяет исключить ручной подсчет по осциллограммам временных промежутков, соответствующих неустойчивости контактирования отдельной щетки, необходимый для предварительной градуировки регистратора в прототипе и имеющий большую погрешность — 50 ) в предлагаемом устройстве не ме.<ее чем пятикратно повышена точность измерения коэффициента относительной неустойчивости контактирования отдельной щетки. При этом устройство используется при измерении на реальной машине (а в прототипе — лишь на короткоэамкнутом коллекторе).

Формула изобретения

1. Устройство для измерения коэффициента относительной неустойчивости контактирования отдельной щетки щеточно-коллекторного узла электрической машины, содержащее источник постоянного напряжения, первая клемма которого предназначена для подсоединения к исследуемой щетке, а вторая клемма подключена к первому входу интегриру.ощего элемента, второй вход которого предназначе;; для подключения к коллектору, при этом выход интегрируюшего элемента подключен к регистратору, о т r и ч а ю щ е е - я тем, что. с целью повышения точности измерения, интегрирующий элемент выполнен в виде интегрирующего усилителя, при этом между первым ьходом этого усилителя и второй клеммой источника постоянного напряжения дополнительно введен замыкающий ключ с выдержкой времени Т=4 — 8 с на размыкание, причем погтоянчая времени Тя интегрирующего усилителя определена по формуле

Ти= Т

ji где U — номинальное значение напряжения источника постоянного напояжения;

Uï — предел шкалы регистратора.

2. Уотройство по и. 1, от - и ча ю щ -ес я тем, ч.ro, с целью упрощения настройки, между первей клеммой источника, остаянного напряжения и BTopblM входом интегрирующего усилитело. дополнительно введен кл юч.