Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе универсальной электрической машины

Авторы патента:

Харламов Виктор Васильевич (RU)

Сергеев Роман Владимирович (RU)

Ахмедзянов Гаяз Гумарович (RU)

Шкодун Павел Константинович (RU)

H01R39/58 - устройства, конструктивно связанные с токосъемником и служащие для индикации его состояния, например указывающие степень износа щетки

Владельцы патента RU 2396653:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для экспериментального исследования и контроля искрения на коллекторе электрической машины. Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе универсальной электрической машины содержит фильтры высоких и низких частот, входы которых подключены к разнополярным щеткам, установленным на коллекторе испытуемой машины, переключатель, подключенный к фильтру низких частот через формирователь прямоугольных импульсов и к фильтру высоких частот напрямую и через инвертор. Устройство снабжено дополнительным счетчиком, генератором прямоугольных импульсов и блоком памяти. Техническим результатом является повышение объективности оценки искрения щеток универсальных двигателей за счет использования информации о фазе коммутации импульсов искрения. 2 ил.

Известно устройство для объективной оценки коммутации электрической машины по переменной составляющей напряжения на разнополярных щетках, содержащее последовательно включенные фильтр, выпрямитель, ограничитель низкочастотных пульсаций напряжения, амплитудный ограничитель и электроизмерительный прибор. (Авторское свидетельство СССР №855873, кл. Н02К 15/00, Н02К 13/14, 1981).

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно не позволяет осуществлять раздельную оценку искрения, вызванного недо- и перекоммутированными секциями.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе универсальной электрической машины, содержащее фильтры низких и высоких частот, входы которых подключены к разнополярным щеткам испытуемой машины. Выход фильтра высоких частот соединен с первым входом переключателя напрямую, а со вторым его входом - через инвертор. Выход фильтра низких частот подключен через формирователь прямоугольных импульсов к управляющему входу переключателя. Выход переключателя соединен с двумя разнополярно включенными диодами, выход каждого диода соединен с входом соответствующего канала двухканального блока управления и с основным входом соответствующего линейного ключа. Выход каждого канала блока управления соединен с управляющим входом соответствующего линейного ключа, выход каждого линейного ключа соединен с входом соответствующего канала блока индикации. (Патент на полезную модель RU №65302, кл. Н01R 39/58, G01R 31/34 2007).

Недостатком указанного устройства является то, что оно не учитывает значение фазы коммутации при оценке интенсивности искрения щеток.

Целью изобретения является повышение объективности оценки интенсивности искрения щеток универсальных двигателей за счет получения информации о фазе коммутации импульсов искрения.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее фильтры высоких и низких частот, входы которых подключены к разнополярным щеткам, установленным на коллекторе испытуемой машины, переключатель, подключенный к фильтру низких частот через формирователь прямоугольных импульсов и к фильтру высоких частот напрямую и через инвертор, два вентильных элемента, разнополярно подключеных к выходу переключателя, причем выходы вентильных элементов присоединены через линейные ключи к входам двухканального блока индикации, а управляющие входы каждого линейного ключа присоединены к соответствующим выходам двухканального блока управления, входы которого подключены к выходам соответствующих вентильных элементов, дополнительно снабжено счетчиком, генератором прямоугольных импульсов и блоком памяти, причем управляющий вход счетчика подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, генератор прямоугольных импульсов подключен к счетчику, входы блока памяти подключены к выходам счетчика и переключателя.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Предложенное устройство содержит фильтры низких 1 и высоких 2 частот, входы которых подключены к разнополярным рабочим щеткам испытуемой машины. Выход фильтра высоких частот соединен с первым входом переключателя 5 напрямую, а со вторым его входом - через инвертор 6. Выход фильтра низких частот 1 подключен через формирователь прямоугольных импульсов 4 к управляющему входу переключателя 5 и управляющему входу счетчика 7. Генератор прямоугольных импульсов 3 подключен к счетчику 7. Выход счетчика 7 подключен к первому входу блока памяти 10. Выход переключателя 5 соединен со вторым входом блока памяти 10 и с двумя разнополярно включенными диодами 8, выход каждого диода соединен с входом соответствующего канала двухканального блока управления 9 и с основным входом соответствующего линейного ключа 11 или 12. Выход каждого канала блока управления 9 соединен с управляющим входом соответствующего линейного ключа, выход каждого линейного ключа соединен с входом соответствующего канала блока индикации 13.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал (фиг.2а), снимаемый с разнополярных щеток испытуемой машины, содержит несущую составляющую напряжения промышленной частоты и высокочастотные импульсы, связанные с процессом коммутации. Фильтр низких частот 1 подавляет высокочастотные пульсации и пропускает несущее напряжение (фиг.2б). Полученный сигнал поступает на вход формирователя прямоугольных импульсов 4, который вырабатывает управляющие сигналы (фиг.2в), соответствующие изменению полярности несущего напряжения. Эти сигналы поступают на управляющий вход переключателя 5 и управляющий вход счетчика 7. Фильтр высоких частот 2 ограничивает прохождение переменной составляющей напряжения и пропускает только высокочастотные импульсы (фиг.2г), связанные с процессом коммутации. Эти импульсы поступают на первый вход переключателя 5 и на вход инвертора 6, который изменяет их полярность. Полученные импульсы (фиг.2д) поступают на второй вход переключателя 5. Переключатель 5 по управляющему сигналу пропускает высокочастотные импульсы с выхода фильтра высоких частот 2 при положительных полуволнах несущего напряжения и импульсы с выхода инвертора 6 при отрицательных полуволнах. Полученный на выходе переключателя 5 сигнал (фиг.2е) содержит положительные импульсы, вызванные недокоммутированными секциями, и отрицательные импульсы, вызванные перекоммутированными секциями. Разделенные диодами 8 по признаку полярности импульсы поступают на основные входы линейных ключей 11 и 12 и на входы двухканального блока управления 9. Блок управления 9 формирует импульсы разрешения, которые подаются на управляющие входы линейных ключей 11 и 12. Линейный ключ пропускает импульс, поступающий на его основной вход лишь в том случае, когда одновременно с этим импульсом на управляющем входе присутствует импульс разрешения. Высокочастотные импульсы, разделенные по признаку полярности, поступают на входы двухканального блока индикации 13, показывающего искрение от недо- и перекоммутации. Импульсы с выхода генератора прямоугольных импульсов 3 (фиг.2ж) поступают на вход счетчика, который считает фазу коммутации и сбрасывается каждый раз, когда поступают управляющие сигналы с выхода формирователя прямоугольных импульсов 4. Информация об импульсах искрения, получаемая с выхода переключателя 5, и информация о фазе коммутации, формируемая счетчиком 7, поступает на вход блока памяти 10 и формируется в виде записей базы данных, которая затем обрабатывается с помощью ЭВМ.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить объективность оценки искрения щеток универсальных двигателей за счет использования информации о фазе коммутации импульсов искрения. Также полученная база данных импульсов искрения и фаз коммутации может использоваться для диагностирования коллекторно-шеточного узла.

Устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе универсальной электрической машины, содержащее фильтры высоких и низких частот, входы которых подключены к разнополярным щеткам, установленным на коллекторе испытуемой машины, переключатель, подключенный к фильтру низких частот через формирователь прямоугольных импульсов и к фильтру высоких частот напрямую и через инвертор, два вентильных элемента, разнополярно подключенные к выходу переключателя, причем выходы вентильных элементов присоединены через линейные ключи к входам двухканального блока индикации, а управляющие входы каждого линейного ключа присоединены к соответствующим выходам двухканального блока управления, входы которого подключены к выходам соответствующих вентильных элементов, отличающееся тем, что снабжено счетчиком, генератором прямоугольных импульсов и блоком памяти, причем управляющий вход счетчика подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, генератор прямоугольных импульсов подключен к счетчику, входы блока памяти подключены к выходам счетчика и переключателя.

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано для определения степени их искрения. .

Устройство для диагностики состояния щеточно-контактного аппарата электрической машины // 2228566

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики состояния щеточно-контактного аппарата электрических машин. .

Устройство для притирки щеток коллекторных электродвигателей // 2212741

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для притирки щеток коллекторных электродвигателей. .

Стенд испытательный на долговечность контактно-щеточных узлов // 2187182

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и может быть использовано в промышленности и сельском хозяйстве для проведения ускоренных стендовых испытаний контактно-щеточных узлов.

Способ контроля токораспределения по комплектам щеток узла токосъема электрической машины и устройство для его осуществления // 2178609

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к измерениям характеристик электрических машин, и может быть использовано для постоянного контроля качества работы щеточно-контактных аппаратов в электрических машинах.

Устройство для контроля токораспределения щеточно- контактного аппарата электрической машины // 2157033

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля работы и настройки щеточно-контактных аппаратов крупных электрических машин.

Способ и устройство испытаний составных щеток // 2101814

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к способам и устройствам измерения и испытания щеток электрических машин. .

Устройство для контроля и испытаний щеток тяговых электрических машин // 2095895

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для ресурсных и отладочных испытаний щеток тяговых электродвигателей в условиях, близких к эксплуатационным.

Устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрической машины // 2089030

Щеточный узел электрической машины // 2040838

Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин // 2399999

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме

Устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрических машин // 2467441

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения давления щетки на коллектор электрических машин, и может быть использовано в ремонтном хозяйстве электротехнической, железнодорожной и других отраслях

Способ контроля износа щеток и работы щеточно-коллекторного узла электрической машины // 2548020

Изобретение относится к автоматизированному контролю и диагностике коллекторных электрических машин и обеспечивает расширение функциональных возможностей путем организации непрерывного контроля остаточного ресурса и определения качества работы щеточно-коллекторного узла и повышение надежности контроля. В процессе работы электрической машины (2) непрерывно производится моделирование работы щеточно-коллекторного узла на основании измеренных тока, угловой скорости и полного времени работы щеток от момента начала эксплуатации и вычисление остаточного ресурса щеток по математической зависимости. Одновременно производится контроль рабочей длины щеток с помощью встроенного датчика (6). При уменьшении длины щетки до предельного значения происходит формирование контрольного сигнала. При этом с помощью контроллера (7) фиксируется значение полного времени работы щеток, при котором произошло исчерпание ресурса их работы. Техническим результатом является повышение надежности контроля. 2 ил.

Способ диагностики состояния коммутации коллекторных электрических машин // 2551429

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний и настройки коммутации коллекторных электрических машин (КЭМ). Технический результат - повышение точности диагностики состояния коммутации КЭМ. В способе диагностики состояния коммутации при вращении коллектора во время прохождения коллекторной пластины с заранее нанесенной меткой мимо датчика положения коллектора световой поток от неепреобразуют датчиком в синхроимпульс с длительностью, равной времени прохождения коллекторной пластины под сбегающим краем щетки, который задерживают устройством для регулируемой задержки импульса до момента подхода исследуемой, предварительно промаркированной коллекторной пластины под сбегающий край щетки. В момент подхода исследуемой коллекторной пластины под сбегающий край щетки синхроимпульс подают на фотоэлектрический преобразователь, которым при помощи ПЗС-матрицы преобразуют световое излучение от искрения в сигнал, эквивалентный изображению щеточно-коллекторного узла и процесса искрения за время прохождения исследуемой пластины под сбегающим краем щетки. Полученные сигналы суммируют, фильтруют до получения результирующего сигнала, эквивалентного изображению искрения, интегрируют и визуализируют. Получают значения интенсивности искрения и отношения длины искрящего края щетки к полной длине края щетки, по которым устанавливают в баллах степень искрения на исследуемой коллекторной пластине так, как указано в материалах заявки. 1 ил.,1 табл.

Угольная щетка с отключающим устройством // 2588056

Изобретение относится к угольной щетке с отключающим устройством. Угольная щетка (10) с отключающим устройством (20) имеет в полости (12) своего щеточного элемента (11) выполненный из электроизоляционного материала отключающий элемент (21) с предварительно сжатым, упруго нагружающим его нажимным упругим элементом (24). Нажимной упругий элемент (24) и/или отключающий элемент (21) выполнены/выполнен из полимерного материала и имеет на одном своем конце выполненное за одно целое с ним цилиндрическое продолжение, которое в виде запрессованной детали запрессовано в полость щеточного элемента и герметично удерживается в ней по прессовой посадке. Техническим результатом является снижение затрат на ее изготовление. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Щёточно-контактный узел электрической машины // 2600107

Изобретение относится к электромашиностроению, преимущественно к электрическим машинам значительной мощности, и может быть использовано для токосъема с помощью групп параллельно включенных электрощеток. Техническим результатом является повышение надежности работы щеточно-контактного узла. Щеточно-контактный узел электрической машины содержит щеткодержатель с электрощеткой, которая выполнена с возможностью перемещения, вдоль оси щеткодержателя, пневмоцилиндр, изменяющий усилие нажатия на щетку, датчик перемещения и датчик давления, связанный с дросселирующим устройством, управляемым дистанционно, измеритель тока, установленный на клемме шины электрической машины, и датчик температуры, установленный в рабочей зоне щетки, при этом датчик давления установлен между дросселирующим устройством и пневмоцилиндром. 3 ил.

Способ проверки отсутствия перерывов контактирования между щетками и кольцами в коллекторном токоподводе и устройство для его реализации // 2626196

Способ проверки отсутствия перерывов контактирования между щетками и кольцами в коллекторном токоподводе и устройство для его реализации относятся к контрольно-измерительной технике и могут быть использованы при проверке отсутствия перерывов контактирования между кольцами коллектора и щетками в цепях коллекторного токоподвода (ТП). В способе проверки отсутствия перерывов контактирования между щетками и кольцами в коллекторном токоподводе (ТП), заключающемся в одновременном пропускании через электрические цепи вращающегося коллектора контрольных высокочастотных импульсов, регистрации контрольных импульсов и импульсов, прошедших через цепи ТП, определении разности между этими импульсами, по которой судят о исправности цепей, для чего формируют пары четных и нечетных цепей ТП с замкнутыми щетками, в указанных парах одними кольцами образуют входную группу, другими кольцами образуют выходную группу; на входную группу и эталонный счетчик подают контрольные импульсы, а с выходной группы прошедшие через ТП импульсы подают на соответствующие контрольные счетчики, выполняют вращение ТП, в счетчиках производят счет импульсов при совершении ТП не менее одного оборота, результаты счета подают в микропроцессор, в котором определяют разности между числом контрольных импульсов и числом импульсов, прошедших через ТП, если разности не превышают допустимую величину, соответствующие пары цепей ТП признают исправными, если разности превышают допустимую величину, то применяют иное формирование пар цепей и аналогично проверяют пары цепей ТП и по результатам проверки определяют неисправные цепи ТП в парах. Техническим результатом изобретения является возможность проверки различных ТП, в том числе и малогабаритных, работающих в режимах передачи микротоков, малые затраты времени на контроль, повышение надежности и достоверности результатов контроля путем автоматизации процесса испытаний, повышение технологичности, снижение номенклатуры используемого оборудования, упрощение схемы испытаний. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.