Устройство для измерения силы давления щетки на коллектор электрической машины

(56) Лившиц П.Скам электрическихгоатомиздат, 1983Авторское свидУ 1239778, кл, Н ов Справочник по щетмашин, - М.: Энерс.144-145.етельство СССР 01 К 39/58, 1986. ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛДАВЛЕНИЯ ЩЕТКИ НАЧЕСКОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Установка состоит изэлектрической центрифуги, на .платформе 6 которой установлена электрическая машина 3, и блока управления, включающего электрический элемент контроля момента отрыва щеткиот коллектора 4, блок изменения частоты вращения центрифуги, блок питания электродвигателя 7 и регистрирующий прибор )О. На валу электрической машины 3 установлены коллектор 4, с которым контактируют щетки 1. Электрическая, машина 3 установлена на платформе 6 центрифуги с радиальным смещением К относительно центра и ориентирована таким образом, чтобы сила давления исследуе-мой щетки Г была направлена к оси вращения цетрифуги. Платформа 6 центрифуги установлена на валу приводного электродвигателя 11. При вращении платформы 1 центрифуги на щетку действует центробежная сила Г , пропорциональная величине (К+К,) и стремящаяся оторвать ее от коллектора. Электрический сигнал с элемента контроля отрыва 5 поступает в с обмотку управления электромагнитной муфты 12, механическая связь электродвигателя 11 с переменным конденсатором генератора 13 размыкается, процесс повышения частоты выходного сигнала прерывается и частота вращения платформы 6 с электрической машиной 3 устанавливается постоянной, Регистрирующий прибор 10 фиксирует эту частоту. Сила давления щетки на коллектор определяется по известному выражению для центробежной силы.ил еИзобретение относится к электротехнике, в части создания устройств. для измерения силы давления щеткина коллектор электрической машины, иможет быть использовано для собранных электрических машин, преимущественно малой мощности,в условиях ихизготовления, исследования, эксплуатации и ремонта,Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностейустройства,На чертеже показана блок-схемаустройства для измерения силы давления щетки на коллектор электрической машины.Устройство содержит исследуемующетку 1, взаимодействующую с установленным на валу 2 электрическоймашины 3 коллектором 4, связанныйсо щеткой 1 электрический элемент5 контроля момента отрыва щетки отколлектора 4 Устройство дополнительно содержит электрическую центрифугу с платформой 6, блок 7 питанияэлектродвига геля 8 которой связансвоим входом с управляемым блоком9 изменения частоты вращения центрифуги 6. Электрический элемент 5контроля включен в цепь управленияблока 9 изменения частоты вращения.Параллельно на.входе блока 7 питания электродвигателя включен регистратор 10 например частотомер.На вращающейся платформе 6 установлена электрическая машина 3, приэтом фиксировано ее радиальное смещение относительно оси вращенияплатформы центрифуги (на чертежепоказано фиксированное радиальноесмещение К оси вала 2 машины относительно оси вращения платформы 6).Машина 3 установлена на платформе6 так, что сила Р давления исследуемой щетки 1 найравлена к оси вращения платформы 6 центрифуги. Элемент 5 контроля момента отрыва щетки от коллектора может бытьЪвыполнен по-разному. В простейшем случае - это источник тока (батарейка) и лампочка, включенные последовательно в щеточно-коллекторную цель электрической машины. При необходимости более детального анализа процесса отрыва щетки от коллектора он может быть выполнен в видекомпаратора (как в прототипе),один вход которого соединен через мало 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мощный источник постоянного тока сисследуемыми щетками, второй входсоединен с задатчиком пороговогоуровня сигналом, а выход через ключсоединен с индикатором.Блок 9 изменения частоты вращения центрифуги состоит из электродвигателя 1 1, электромагнитной муфты 12 и генератора 13 переменнойчастоты.Вал электродвигателя 11 через электромагнитную муфту 12 соединен с осью конденсатора переменнойемкости генератора 13. В зависимости от сигнала, поступающего с элемента 5 в обмотку управления электромагнитной муфты 12, она можетбыть замкнута или разомкнута.Электрическая связь элемента 5контроля со щетками 1 осуществляется, например, через скользящие контакты и контактные кольца (не показаны, связь условно обозначенаштриховыми линиями), установленныена оси приводного двигателя 8 центрифуги. Возможен вариант, когдаэлемент 5 контроля расположен наплатформе 6, а связь его с блоком9 изменения частоты вращения цен-,трифуги осуществляется через фотоэлемент.Устройство работает следующим образом.При подключении блока 9 изменениячастоты вращения центрифуги к источнику питания электродвигатель 11начинает через замкнутую электромагнитную муфту 12 вращать ось конденсатора переменной емкости генератора 13 переменной частоты. Выходной сигнал генератора 13 поступаетна вход блока 7 питания электродвигателя 8 центрифуги. Вал электродвигателя 8 с укрепленной на его концеплатформой 6 начинает вращаться снарастающей частотой.При вращении платформы 6 центрифуги на щетку 1 действует центробежная сила Р,пропорциональная величине (К + К),(где К, - расстояние отоси (вала 2) электрической машины 3до центра тяжести щетки 1) и стремящаяся оторвать ее от коллектора4. При достижении некоторого значения скорости (частоты) вращенияплатформы происходит уравновешивание сил Р и Р, и наступает моментотрыва щетки от коллектора,В зависимости от выполнения ипринципа действия элемента 5 кон7033 Предлагаемое устройство обладает широкой применимостью, так как позволяет выполнять изменения силы давления щетки на коллектор в любых электрических машинах с различной конструкцией щеточно-коллекторных узлов, независимо от того, имеются в зоне этих узлов окна, необходимые для осуществления механической связи щетки с силоизмерительным устройством, необходимость которых требует известное устройство. Формула изобретения Г =Р =ш(К+К)Я 2 Ц где ш - масса щетки. Составитель М.Кузнецова Редактор А,Шандор Техред М.Дидык КорректорС.ШекмарЗаказ 7557/51 Тираж 615 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з145 троля момента отрыва на его выходе формируется соответствующий электрический сигнал, поступающий в обмотку управления электромагнитной муфтой 12, Последняя срабатывает, размыкается механическая связь электродвигателя 11 с переменным конденсатором генератора 13, процесс повышения частоты выходного сигнала прерывается, и частота вращения платформы 6 с электрической машиной 3 устанавливается постоянной. Регистрирующий прибор 10 фиксирует эту частоту.Сила давления щетки 1 на коллектор 4 определяется по выражению для центробежной силы При необходимости устройство обеспечивает возможность определения силы давления щетки в динамике, т.е. при работе многополюсной электрической машины в режиме двигателя или на электрической машине, вал которой с коллектором приводится принудительно во вращение от вспомогательного электродвигателя (как в прототипе). Для этого на платформе 6 должны быть установлены соосно закрепленные исследуемая электрическая машина и вспомогательный электродвигатель, валы которых направлены встречно и соединены муфтой. Питание на вспомогательный электродвигатель подается от специального источника через контактные кольца на оси электродвигателя 8. Устройство для измерения силыдавления щетки на коллектор электрической машины, содержащее электрический элемент контроля моментаотрыва щетки от коллектора, связанный с регистратором, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных воэможностей,оно дополнительно содержит электрическую центрифугу сплатформой,предназначенной для установки на нейэлектрической машины, с фиксированнымрадиальным смещением относительнооси платформы так, что сила давления исследуемой щетки направлена коси вращения платформы, при этомвход блока питания электродвигателясвязан с дополнительно введенным управляемым блоком изменения частоты ЗБ вращения центрифуги, причем электрический элемент контроля моментаотрыва щетки от коллектора включенв цепь управления блока изменениячастоты вращения центрифуги, а регистратор включен также на входеблока питания электродвигателя центрифуги.