Устройство для определения уровня искрения щеток электрических машин

(54) УСТРОЙСТВО ДЛНЯ ИСКРЕНИЯ ЩЕТОШИН(57) Изобретениетехнике, в частндиагностики синхмашин. Целью изовышение точностиискрения щеток. Я ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов(56) Авторское свидетельство СССР В 669456, кл. Н 01 К 39/54, 1977.Авторское свидетельство СССР У 532921, кл. Н 01 К 39/58, 1975,относится к электроости к устройствамронных электрическихбретения является поопределения уровняУстройство содержит два токопровода 5 с возбудительнымустройством 6, формирователь 14 импульсов, диод 10 и блок индикации.Устройство снабжено двумя токовыми .датчиками 7, выполненными в виде маг"нитопровода с обмоткой и установленными на одном токопроводе. Иежду датчиками к токопроводу подключена однаиз клемм шунтирующегоконденсатора 8,другая клемма которого подключенак другому токопроводу. Обмотки токовых датчиков соединены встречночерез резонансный усилитель 9. Диоди интегратор подключены к первомувходу коммутатора 12, второй входкоторого подключен к выходу формирователя 14 импульсов, вход которогоподключен к одному из токопроводов,авыход коммутатора связан через релейный блок 15 с блоком индикации,1 ил. 1249636 2зости от щеток 4. Блок 17 питанияи дифференцирующая цепь 13 подключены их к токопроводам 5 в непосредственнойблизости к возбудительному устройч ству б, причем параметры дифференцие- рующей цепи 13 выбраны такими, чтобыони не влияли на частоту возбуждес ния контура (т.е. емкость дифференцирующей цепи 13 значительно меньше ь" 10 емкости шунтирующего конденсатора 8).Устройство работает следующим, образом.Шунтирующий конденсатор 8 вместе т- с индуктивностью обмотки 2 ротора 115 образует резонансный контур. Резону нансная частота контура больше частоты сети и высших гармонических внапряжении возбудительнбго устройства6, В нормальном режиме работы щеточ 20 ного аппарата, когда щетки 4 исправны и не искрят, на выходе токовыхдатчиков 7 отсутствует сигнал, и н- независимо от наличия или отсутствия з сигнала на втором входе коммутатора12 релейный блок 15 не срабатывает. го- При появлении искрений на одной иэщеток 4 возбуждается резонансныйконтур, состоящий из шунтирующегоконденсатора 8 и индуктивности оба 30 мотки 2 ротора 1. В обмотке токового датчика 7, расположенного на токопроводе 5 в зоне резонансного контура, индуктируется ЭДС с резонансной частотой контура, В обмотке тоа- З 5 кового датчика 7, расположенного натокопроводе 5 вне резонансного контура, не наводится ЭДС с резонансной частотой поскольку в этой цепиотсутствует ток с резонансной часто 40 той контура. ЭДС, наводимые в обмотй ках токовых датчиков 7, от высшихгармонических тока возбудительного о- устройства 6 с помощью встречноговключения обмоток токовых датчиков и н дифференциальной схемы компенсируются.В 50 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к системамдиагностики синхронных электрическмашин.Цель изобретения - повышение тоности за счет исключения при опредленни уровня искрения щеток сигналов, не связанных непосредственнонарушением работы щеток.На чертеже приведена принципиалная схема устройства.Устройство содержит ротор 1 синхронной машины с обмоткой 2 возбуждения и контактными кольцами 3. Щеки 4 с помощью токопроводов 5 подключены к возбудительному устройст6, На одном иэ токопроводов 5 установлены два одинаковых токовых датчика 7, выполненных в виде магнитопровода с обмоткой, Обмотки токовыхдатчиков 7 соединены между собойвстречно по дифференциальной схемеМежду токовыми датчиками 7 к указаному токопроводу подключена одна иклемм шунтирующего конденсатора 8,другая его клемма подключена к друму токопроводу 5. Обмотки токовыхдатчиков 7 через резонансный усилитель 9, диод 10, интегратор 11 подключены к первому входу коммутатор12. Один иэ токопроводов 5.черездифференцирующую цепь 13 подключенк входу формирователя 14 импульсоввыход которого подключен к второмувходу коммутатора 12. Выход коммуттора 12 связан через репейный блок15 с блоком индикации (не показан)В цепи блока индикации введены контакты электромагнитного реле 16 релейного блока. Устройство содержиттакже блок 17 питания, подключеннык токопроводам 5.Токовый датчик 7 представляет сбой кольцевой магнитопровод иэ феррита с обмоткой, равномерно намотаной на магнитопровод. В окно магнитопровода обоих датчиков проходиттокопровод 5, соединяющий возбудительное устройство б с щеткой 4. Параметры магнитопровода выбраны изусловия исключения его насыщенияпри максимальном постоянном токе возбудительного устройства 6,Питание блоков 9, 14 и 15 осуществляется от параметрического стабилизатора, блока 17 питания. Токовые датчики 7 и шунтирующий конденсатор 8установлены в непосредственной блиНапряжение с обмоток токовых датчиков 7 подается на резонансный усилитель 9, затем детектируется диодом 10, интегрируется интегратором 11 и подается на первый вход коммутатора 12, Последний обеспечивает прохождение сигнала постоянного тока к релейному блоку 15 лишь при наличии на своем втором входе отрицательного напряжения. Отрицательное напряжение на второй вход коммутатора 12 поступает от формирователя3 1214 импульсон, работающего в ждущемрежиме. В ждущем режиме на выходеформирователя присутствует отрицательное напряжение и сигнал с выходаинтегратора 11 поступает на релейный блок 15, вызывая срабатываниереле 16.Запуск формирователя 14 импульсон осуществляется импульсами, поступающими от дифференцирующей цепи 13, которая формирует запускающиекороткие импульсы при появлении скачков напряжения возбудительного устройства 6. Положительный импульсформирователя 14 вызывает запираниекоммутатора 12 на время, равное длительности импульса. Длительностьположительного импульса на выходеформирователя 14 выбирается больше,чем .время затухания резонансного контура (обмотка 2, конденсатор 8).Поскольку современные возбудительные устройства содержат тиристорныепреобразователи с фазовым. регулированием напряжения, то возможно появление скачков напряжения с крутымифронтами и ударное возбуждение резонансного контура этими фронтами. Этиколебания подавляются коммутатором12, поскольку вход релейного блока15 закрывается на время, равное постоянной затухания резонансного контура. При отсутствии скачков напряжения на выходе возбудительного устройства 6 коммутатор 12 постояннооткрыт и сигнал от интегратора 11поступает постоянно на вход релейного блока 15,51015 20 30 35 40 воде, между датчиками к этому токопроводу подключена первая клеммашунтирующего конденсатора, втораяклемма которого подключена к другомутокопроводу, обмотки токовых датчиков соединены встречно по дифференциальной схеме и через резонансныйусилитель, диод и интегратор подключены к первому входукоммутатора,второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, входкоторого через дифференцирующую цепьподключен к одному из токопроводов,а выход коммутатора связан через релейный блок с блоком индикации. Дифференциальная схема включения обмоток токовых датчиков 7 обеспечивает компенсацию всех составляющих ЭДС, кроме ЭДС, имеющих частоту резонансного контура. Резонансная час-, тота контура выбирается таким образом, чтобы она не совпадала с высшими гармоническими тока возбуждения синхронной машины, и не была бы кратной частоте питающей сети (как правило, частота более 5 кГц).Срабатывание релейного блока 15 контролирует состояние контактов электромагнитного реле 16, включенных в схему блока индикации контролируемой электрической машины, фик 49636 4 сируя соответствующий уровень искрения щеток,Устройство позволяет также контролировать искрения щеток, не обнаруживаемые визуалыо, т.е. происходящие в теле щеток.В предлагаемом устройстве обеспечивается высокая точность определения уровня искрения щеток, посколькуисключается фиксация .сигналов, несвязанных непосредственно с нарушением работы щеток, например, колебаний, вызванных скачками напряжениявозбудительного устройства в нормальном режиме его работы, колебаний,возникающих при форсировке возбуждения, в переходных режимах. Формула изобретенияВ Устройство для определения уровня искрения щеток электрических машин, содержащее контурдля подключения к щеткам в виде двух токопрово-. дов с возбудительным устройством, формирователь импульсов, диод и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения при определении уровня искрения щеток сигналов,не связанных непосредственно с нарушением работы щеток, в него дополнительно введены два одинаковых токовых датчика, шунтирующий конденсатор, резонансный усилитель, интегратор, коммутатор, дифференцирующаяцепь и релейный. блок, при этом каждый из токовых датчиков выполнен ввиде магнитопровода с обмоткой и обадатчика установлены на одном токопро