Устройство для контроля коммутации электрической машины

 

Союз Советск их

Социалистические

Республик

О Л И С А Н И Е (щ907476

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 10.06. 80 (21) 2937591/24-07 (53)М. Кл.

G 01 R 31/34 с присоединением заявки №(23) Приоритет

)ааударетееиный каннтет

СССР

60 делан иэеаретений и аткрытнй

Опубликовано 23 02 ° 82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 23.02 . 82 (53) УДК 621. 313 (088. B) Е.А. Горбунов и В. Б. Волонцевич (72) Авторы изобретения

f

/ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОММУТАЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАБИНЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

t для оценки ускоренной и замедленной коммутации электрических машин постоянного тока.

Известно устройство, действие кото. рого основано на количественной регистрации светового эффекта под набегающим и сбегающим краем щетки, например ИИ-1, ИСИ-1 1) .

Такой фотоэлектрический индикатор. имеет следующие недостатки: фотоэлементы не в состоянии обнаружить искрение, локализованное под щеткой, кроме того, показания индикатора зависят не тол ь ко от интенси вности излучения светового источника, но и от взаимного расположения источника и элемента.

Известно также устройство для оценки интенсивности искрения, содержащее в качестве чувствительного эле. мент а фотодат чи к, перед которым устанавливается светофильтр, выделяю2 щий спектр паров меди (если искрение происходит у сбегающего края щетки, и блок принятия решения (если в отфильтрованном сигнале спектра паров меди нет, принимается решение о наличии искрения у набегающего края щетки) (2 .

Данное устройство не позволяет добиться приемлемой точности измерения, так как наличие и отсутствие

10 спектра паров меди зависит от интенсивности искрения, и при слабом искрении (степень искрения 1,5 балла), которое со временем может приобрести прогрессирующий характер, спектр па15 ров меди не регистрируется. Этот недостаток обусловлен тем, что испарение меди зависит от среднего значения выделяющейся энергии, которая в

20. свою очередь связана с интенсивностью искрения. Другими словами, пары меди я вл я ют ся тем и нер ци он нь(м з веном (из-за связи с тепловой энергией), которое не позволяет осущест15

3 9074 вить измерения с требуемой точностью. Кроме того, в некоторых типах электрических машин (авиационные) и с крени е под набегающим и сбегающим краями щеток не дает однозначного ответа о типе коммутации (ускоренная, нормальная, замедленная), так как авиационные электрические машины работ ают с бол ьши ми ли ней ны ми на груз ками . 1О

Известно устройство для контроля коммутации электрической машины, содержащее датчик радиосигналов, блок радиофильтров и блок индикации 3).

Недостатком его является малая точность и невозможность выявления вида коммутации.

Цель изобретения — повышение точности выявления ускоренной и замедленной коммутации машины. го

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено интеграторами, блок фильтров выполнен в виде набора настроенных на разную частоту пОЛОсОВых фил ьтрОВ, ВыхОды кОтОрых подключены к соответствующим интеграторам, а блок индикации содержит наборы схем сравнения, схем опорных сигналов и дешифратор., каждая из схем сравнения подключена одним входом к соответствующему интегратору,() а другим входом - к схеме опорных си гналов, а выходы схем сравнения соединены с входами дешифратора.

На фиг. 1 приведена блок-схема

35 устройства для контроля коммутации, на фиг. 2 — один из каналов блока индикации; на фиг. 3 - энергетические спектры радиопомех, излучаемых областью "щетка- коллектор", на фиг.440 таблица вероятностей правильного обнаружения типов коммутации по данным экспериментальной проверки, на фиг. 5 - фрагменты "таблицы истиннос. ти спектров".

Устройство для контроля коммутации содержит датчик 1, принимающий электромагнитные колебания — радиопомехи, полосовые радиофильтры 2 с интеграторами, которые осуществляют квантование по частоте и усреднение

$0 по амплитуде, блок 3 индикации, осуществляющий сравнение принятого и априорно известного сигнала радиопомехи при разных видах коммутации. Блок 3 индикации состоит из схемы 4 опорных сигналов, схем 5 сравнения. принятого и опорного сигнала, дешифратора 6, который принимает решение

76 4 о виде неисправности. На фиг. 3 кривая 7 относится к нормальной коммутации, 8 - к замедленной, 9 — к ускоренной коммутации. Схема 5 сравнения содержит переключатель 10 с положениями 11 и 12 переключения и пороговый элемент 13, а блок опорных сигналов 4 — потенциометр 14 уствновки опорного напряжения, нуль-индикатор 15, предназначенный для точного измерения уровня совпадения опорного напряжения (с 14) и сигнала помехи от машины с "темной" коммутацией „и элемент сравнения 16.

Устройство работает следующим образом.

Область щетка-коллектор" излучает помеховые радиосигналы. Из кривых 7-9 видно, что корреляция форм. спектров помехи при различных видах коммутации наиболее высокая в полосе частот 560-980 кГц и в диапазоне. частот 0-1100 кГц. На других участках диапазона радиочастот указанная зависимость менее четкая. Поэтому фильтрацию форм спектров принимаемых помех следует осуществлять в ограниченном и строго определенном диапазоне частот.

Датчик 1, осуществляющий прием радиопомех, располагают в непосредственной близости от щетки. Принятый сигнал поступает в и полосовые фильтры с интеграторами 2. Полосовые фил ьтры с интеграторами 2 квантуют принятый сигнал по частоте, детектируют, вводят в квадрат и интегрируют. Число полосовых фильтров равно числу частотных участков, на которые разбивается частотный диапазон энергетического спектра, где установлена наибольшая зависимость формы спектра помехи от типа коммутации в электрической машине, С выходов интеграторов 2 усредненный сигнал поступает в блок 3 индикации, где осуществляется сравнение принятого и известного сигнала радиопомехи, На выходе интегратора 2 каждого канала выделяется сигнал, сосредоточенный в полосе частот, равной полосе пропускания полосового

Фильтра. Сигнал с выхода интегратора 2 поступает через переключатель 10 в положении 11 на вход пороговых элементов 13 схемы 5 сравнения "режим определения коммутации" и в положении 12 — на вход схемы 4 опорных сигналов "режим подготовки устройства к работе и установки опорного нап76 6

По сравнению с известным точность измерения увеличивается на 40-50, что объясняется использованием оптимальной обработки сигнала, при которой в качестве критерия выступает не амплитуда сигнала, а более "тонкая" его характеристика - форма энергетического спектра.

Повышение точности измерения на

40-503 приводит к принятию своевременных мер по повышению надежности работы электрических машин. Так, например, для авиационных преобразователей типа ПО-750А увеличение точности измерения на 40-504 приводит к увеличению времени безотказной работы на

10- 15 ., что s конечнои счете равносильно снижению стоимости данного агрегата. формула изобретения

Устройство для контроля коммутации электрической машины, содержащее датчик радиосигналов, блок радиофильтров, и блок индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности выявления ускоренной и замедленной коммутации машины, оно снабжено интеграторами, блок фильтров выполнен в виде набора настроенных на разную частоту полосовых фильтров, выходы которых под. ключены к соответствующим интеграторам, а блок индикации содержит наборы схем сравнения, схем опорных сигналов и дешифратор, каждая иэ схем сравнения подключена однии входои к соответствующему интегратору, а другим входои — к схеме опорных сигналов, а выходы схем сравнения соединены с входами дешифратора.

Источни ки информации, принятые во внимание при экспертизе

Толкунов В.П. Теория и практика комиутации машин постоянного тока.

М., "Энергия", 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

И 575731, кл. Н 02 K 13/14, 1974

3. Ермолин H. П. Электрические мавины. И., "Высшая школа", 1975, с.9496.

5 9074 ряжения". В качестве опорного (сравни вающе ro) спе ктр а выбирается спектр помехи при "темнойн коммутации, эквивалентные уровни которой (эквивалентные амплитуды) на каждом квантованном частотном участке используются в качестве порога сравнения.

При установке переключателя 10 в положение ll опорное напряжение с потенциометра 14 подается на пороговый элемент 13 схемы 5 сравнения, который выдает результат сравнения в виде напряжения логической 1 или О.

Если уровень напряжения принятого помехового сигнала больше опорного, то пороговый элемент 13 выдает 1, если меньше,то — О. Результат сравнения подастся в дешифратор 6, собранный на микросхемах 4И-НЕ. 1ешифратор 6 срабатывает в том случае, если 20 на его входы поступают напряжения, соответствующие 0 или 1 с других каналов. Логика принятия решения дешифраторам 6 формируется в соответствии с таблицей "истинности спектров" 25 (фиг. 5) . Сигналы с различных схем дешифратора 6 сигнализируют о различных видах коммутации в электрической машине.

Эффективность работы предлагаемо- 30 го устройства оценена с помощью натурных испытаний и моделированием на ЭВИ. Получена хорошая сходимость результатов оценки коммутации. Обобщенные данные приведены на фиг. 4.

Из приведенных данных видно, что усредненная вероятность определения . типа коммутации с помощью предлагаемого устройства 0,94-0,96.

Использование предлагаеиого устрой10 ства возможно благодаря обнаруженной зависимости энергетического спектра радиопомех, излучаемых участком

"щетка-коллектор" работающей электрической машины, от вида коммутации.

Использование устройства для оценки ускоренной и замедленной коммутации позволяет автоматически определить вид коимутации, что повышает объекти-вный фактор измерений, кроме 1 того, оценка коммутации производится при всех степенях искрения щеток, начиная с минимальной "темной" коммутации.