Способ диагностирования дефектаколлекторных электрических машин

. СоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт, свид-ву 22) Заявлено 04.06. 79 (21) 2785980(24-07 . (5 Н 01 КЗ оеяинением заявк Гвеудврствеииый комитет СССР ло делам иэввретеиий и втирытий) П риорите Опубликовано 23,07,81, Бвллетень ЖДата опубликования описания 25 .07 7 (53)УДК 621 316 .543. 25(088.8) ко Ю,Е. Бовэ, вилов, В.Ф. Дрынкин, хсин 72) Авторы изобретен Д. Глущенко, В.Н. Петров, В.И. А.П. Федотов, П.И. 1 ахаров, В.Ф. А.И, Скупченко и Р.З. Ташкентский ордена Трудового Крас инженеров железнодорожного трансп конструкторское бюро Главного упр хозяйства Министерства путеА,ного Знамени инстиорта и Проектноавления локомотивй сообщения СССР(71) Заявители но НОСТИРОВАНИЯ ДЕФЕКТА КОЛЛЕКЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 54) СНОС Выполнен ехничесоверки го токан Изобретение от кой диагностике и лектрических маш контроля техническоежимах повышенных напряжений 100-700 В, 200-300 кВт и часдо 2480 об/мин. сится к го состо токов 70расхода яния на0-1100 Амощностиния як сается пр постоянно от вр в способа применителродвигателям теплледующие недостат звесты но к тяговым эле возов характерны например тяговых электродвигателеи локомотивов.Известен способ, устройства и режимы испытаний для определения техни -,ческого состояния электрических машин, в том числе коллекторно-щеточ узлов и обмоток якорей тяговых элек родвигателей (ТЭД) тепловозов после их заводского ремонта, согласно кот рым производится поэлементная прове ка узлов ТЭД, по измерениям сопроти лений изоляции и обмоток якоря, на нагрев и коммутацию коллекторно-щеточных узлов и т,п. По отклонениям показателей от нормативных судят о техническом состоянии электрической машины 11,т аще оря52. Для реализации режимов контроля необходимо использование специальных источников тока мощностью свьвле300 кВт, стендов мощными фундаментами, сложной специальной аппаратуры.Применение подобного способа режимови устройств оправдано при заводскомремонте ТЭД тепловозов. В процессеэксплуатации тепловозов, их осмотрах 15(ТО) и малых видах ремонта (ТР 1,ТР 2)осуществляют малько визуальный осмотр коллекторно-щеточного. узлов иизмерения сопротивлений изоляции относительно корпуса (статора) . Такие виды контроля не позволяют прогнозировать. наступление внезапного отказаколлекторно-щеточных узлов и обмотокякорей.,3Известен также способ измерения емкостей и индуктивностей, включающий вдзбуждфние электрической цепи, составленной из индуктивности и емкости, в резонансном режиме с помощью генеч5 ратора высокои частоты и определения по резонансной частоте собственныхколебаний контура одной из неизвестных величин: емкости или индуктив-ности 2 .Указанный способ измерения использует явление электромагнитного резонанса токов в электрической цепи, что позволяет получать в контролируемом участке цепи большие токи при невысо ких мощностях источников, но его при-, менение для диагностирования электродвигателей в известном виде невозможно ввиду того, что для вращения коллекторного электродвигателя нужен источ ник постоянного тока и не применим генератор высокой частоты.Цель изобретения - повышение надежности способа диагностирования дефекта коллекторных электрических машин. 25Поставленная цель достигается тем, что резонансный режим для возбуждения электрической цепи осуществляется путем изменения частоты вращения якоря, после регистрации колебаний их срав нивают с эталонными значениями коле баний. Кроме того, испытуемый контур питают от источника пульсирующего тока, а для возбуждения резонансного режима изменяют резонансную частоту испы туемого контура электрической цепи.Последний возбуждается при помощи генератора высокой частоты и по известным зависимостям определяется искомая емкость (индуктивность), а в 40 предлагаемом способе резонанс в контуре возбуждается параметрически (так как переходное сопротивление между щетками и коллектором периодически:меняется при вращении якоря из за того, что площадь меди коллектора .перекрывается щеткой, непостоянна за счет пазов между коллекторными пластинами)регистрируется кривая электрического тока в контуре,и о тех" 50 ническом состоянии электрической машины судят, сравнивая полученную запись с эталонной. Кроме того, если цепь подключена к источнику пульсирующего тока, контур изменением емкос ти настраивается на резонансную частоту, равную частоте пульсации электрического тока, Предложенный способ 57 4реализуется с помощью устройства, содержащего источник электрического тока, параллельный колебательный контур,одна ветвь которого содержит конденсатор с регулируемой емкостью, а другая - диагностируемую электрическуюмашину в качестве индуктивности аппа 1Фратуру, регистрирующую колебания токав контуре, соединительные провода,На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа технического диагностирования коллекторных электрических машин.Устройство содержит источникэлектрического тока (ностоянного илипульсирующего), подключенный проводамик параллельному колебательному контуру,одна ветвь которого содержит диагностируемую электрическую машину 2,содержащую якорь 3, коллекторно-щеточный узел 4, обмотку 5 возбуждения, адругая конденсатор 6 регулируемой емкости и аппаратуру 7 для регистрацииколебаний электрического тока в контуре, подключенную параллельно резистору 8.При подключении источника 1 электрического тока к контуру, образованному диагностируемой электрическоймашиной 2 и конденсатором 6, якорьэлектрической машины начинает вращаться. При вращении якоря из-за наличия пазов между коллекторными пластинами возникает колебание переходного сопротивления между щетками и коллектором. Эти колебания сопротивления вызывают колебания электрическоготока в контуре. Подобрав надлежащимобразомчастоту вращения якоря, добиваются возникновения в контуре резонанса. токов, Таким образом, в диагностируемой электрической машине циркулирует переменный электрический ток,колеблющийся с коллекторной частотой(т,е. частотой вращения якоря, умноженной на число коллекторных пластин),усиленный явлением электромагнитногорезонанса, Если контур питается отисточника пульсирующим электрическимтоком, то соответствующим регулированием емкости конденсатора 6 добиваются того, чтобы собственная частотаконтура была равна частоте пульсацииэлектрического тока,Способ осуществляется следующимобразом.Колесно-моторный блок устанавливается на стенд, позволяющий вращатьород, ул, Проектная, 4 иал ППП 11 атен 5 84935 колесную пару вхолостую, Тяговый электродвигатель подключается к источнику пульсирующего или постоянного тока. К выводам ТЭД подключается конденса тор 6 и аппаратура 7 для регистрацииг электрических токов. Якорь ТЭД приводится во вращение с круговой частотой, которая определяется выражениеми=1 рельс,где 2- число коллекторных пластин на 11коллекторе;индуктивность ТЭД (Г);С- емкость конденсатора (Ф).При питании ТЭД пульсирующим током дополнительно должно соблюдаться ус З ловие Ф =2 ЙЯЙп, гдето,2,3 целое число;- частота пульсации электрического тока.Измерительной аппаратурой 7 производится регистрация токов, которые 20 протекают в контуре. Путем сравнивания с ранее полученными эталонными записями (на ТЭД , техническое состояние якорей которых определено после разборки и визуального осмотра с поэ лементной проверки) например определе нием коэффициента взаимной корреляции колебательных процессов, судят о техническом состоянии якоря ТЭД. 7 ФФормула изобретения1. Способ диагностирования дефектаколлекторных электрических машин,включающий возбуждение электрическойцепи в резонансном режиме, регистрацию колебаний электрического тока, вцепи .образованной якорем электрической машины и переменной емкостью,о т л и ч а ю щ и.й с я тем, что, сцелью повышения надежности резонансный режим для возбуждения электрической цепи осуществляется путем изменения частоты вращения якоря, послерегистрации колебаний их сравниваютс эталонными значениями колебаний.2. Способ по п.,1, о т л и ч а ющ ий с я тем, что испытуемый контур питают,от источника пульсирующего тока, а для возбуждения резонансного режима изменяют резонансную частоту испытуемого контура.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Правила заводского ремонта тепловозов типа ТЭЗ и ТЭ 10, М., "Транспорт", 1972, стр. 250-2602.Карпов Р. Г Карпов Н, Р. Электрорадиоизмерения, М "Высшая школа",1978, стр. 139-149.