Устройство для определения уровня искрения щеток электрических машин постоянного тока

/24-07 8. Бюл. институ транспо ламов 47.69(0 ое свидН 01 инженеров желета 88)тельство СССР39/58, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯНЯ ИСКРЕНИЯ ЩЕТОКШИН ПОСТОЯННОГО ТО(57) Изобретение оэлектротехники, вствам анализа комм ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВЛЕКТРИЧЕСКИХ МАносится к област астности к средтационных процес СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(61) 532921 (21) 4115574 (22) 26,06,8 (46) 07,02,8 (71) Омский нодорожного (72) В,В.Хар (53) 621.3.0 (56) Авторск У 532921, кл сов в коллекторных машинах постоянного тока. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.Устройство состоит из зажимов 1 дляподсоединения разнополярных щеток,установленных на коллекторе испытуемой машины, фильтрующего элемента2, аналогового коммутатора 3, фильтр4 высокой частоты, формирователя 5импульсов запрета, вентилей 6, блока7 управления, линейных ключей 8, 9,блок 10 индикации и дросселя 11,включенного в якорную цепь машины.формирователь 5 импульсов запретасодержит двухполупериодный выпрямитель, ждущий мультивибратор и инвертор. 1 э.п. ф-лы, 9 ил.1 372 14 10 15 20 25 30 35 Изобретение О 1 насится к областиэлектротехники, в частности к средствам зндпиза коммутационных процессов В колпекторных машинах постоянного тока, и является усовершенствованием известного устройства, описанного н авт.св. У 532921,Цепь изобретения - повышение помехоустойчивости,На фиг,1 и 2 представлена функциОнал 1,ная схема предлагаемого устройства; на фиг.3 - 9 - разверткипо времени сигналон (напряжений) вразличных точках, обозначенных соответствующей буквой на функциональной схеме.Устройство (фиг.1) состоит из зажимов 1 для подсоединения разнопопярных щеток, установленных на коллекторе испытуемой машины, фильтруюшего э:1 емента 2, аналогового коммутатора 3, фильтра 4 высокой частоты, формирователя 5 импульсов запрета, вен г 11 пей б, б.Еака 7 управления, линейных ключей 8 и 9, блока 10 ин;Еикации и дросселя 11, включенного в якорную цепь машины. Формирователь 5 импульсов запрета (фиг.2) содержит двухпалупериодный выпрямитель 12, жду 1 иий му 11 ьтивибратор 13 и инвертор 14. Разнапопярные щетки через зажимы 1 подключены к фильтрующему элементу 2, выход которого соединен с информационным входом аналогового коммутатора 3, Фильтр 4 высокой частоты и формирователь 5 импульсов запрета соединены последовательно и подклю цены к управляющему входу аналогового коммутатора 3, выход каждого вентиля соединен с одним из входов блока 7 управления и с основным входомодного из линейных ключей 8 и 9, выходы которых подключены к блоку 10индикации, а управляк 1 щие входы линейных ключей соединены с выходами блока 7 управ:Еения. Кроме тога, последовательно с якорной цепью испытуемой машины вклк 1 чен дроссель 11, авходы фи-ьтрд 4 высокой частоты присоединены к шинам питания, Формиранатель 5 импупьсан запрета содержит последовательно соединенные двухполу периодный выпрялн 1 тель 12, ждущийму.1 ьтивибратар 13 и инвертор 14, выход которого саединее 1 с управляющимВходом аналогов Ега камл 1 утатора 3, а вха;1 ньперямитепя 12 подключен к Выхепеу фильтра 4 высокой частоты,Сигнал, снимдемый с разнопапярных шаток испьпуемай машины (фиг.3),имеет настоянную состав:Еяющую, низкочастотные пульсации (оборотные и па.1 юсные), высокочастотные пульсации, возникающие, например, при тиристарнам питании машины, и высокочастотные импульсы, связанные с процессам коммутации. Фильтрующий элемент 2, например фильтр верхних частот, срезает постоянную составльющую и низкочастотные пульсации, частично ослабляет высокочастотныепульсации и дифферен; ирует высокочастотные импульсы искрения, С выходафипьтрующега элемента (фиг.4) импул 1,сы искрения и импу:1 ьсы помехи,Обусловленные импульсным характеромякорного така, поступают на информационный вход анапогового коммутатора. Сигнал на входе фильтра 4 высокой частоты, подключенного к шинам питания, не содержит высокочастотных импульсов искрения, которыеподавляются интегрируюшей цепью, образованной дросселем и внутренним сопротивлением источника питания. Им 11 упьсы с выхода фильтра 4 ВысОкОЙ частоты (фиг.5), полярность которых определяется формой высокочастотных пульсаций на входе фильтра, детектируются двухполупериадным ныпрямигелем 12 и поступают на ждуший мульгивибратар 13, запуск которого осущетвляется по переднему фронту этих импульсов, С выхода ждущего мультинибратара прямоугольные импульсы, длительность которых еустанавливается несколько большей, чем макимальная длительность импульсов помехи на выходе фильтрующего элеменга 2, поступает на вход инвертара 14, Импульсы запрета с выхода иннергора (фиг.б) осуществляют управление анало 1 овым компаратаром, закрывая его н момент появления на информационном Входе импульса помехи. 1 аким образом, через аналоговый коммутатор про; ходят только высокочастотные импульсы, связанные с процессом искрения ;фиг.7). Разделенные вентилями б по признаку полярности ти импульсы по тупают нд основной вход линейныхключей 8 и 9 и на входы блока 7 управления. Выбросы напряжения зд счетдифференцирования импу:Еьган ;еугавыхимпульсы искрения, частота которыхзависит от скорости вращения якоря,не синхронизированы друг с другом.Поэтому при установке длительностиимпульсов запрета большей, чем максимальная длительность импульсов помехи на выходе фильтрующего элемента, в любых режимах работы исследуемой машины аналоговый коммутаторбудет периодически закрываться, апоказания блока индикации, соответствующие среднему значению площадиимпульсов искрения, будут соответст 50 55 разрядов имеют противоположную полярность и представляют собой поме -ху, которую устраняет блок управления. Импульсы разрешения, длительностькоторых равна длительности импульсов дуговых разрядов (фиг,8), с выходов блока управления поступают науправляющие входы линейных ключей 8и 9. Высокочастотные импульсы (фиг,9),10очищенные от помех, проходят черезлинейный ключ и поступают на входдвухканального блока 10 индикации,каждый канал которого состоит, например, из интегратора и стрелочного прибора, присоединенного к еговыходу, Таким образом, высокочастотные импульсы, связанные с процессомкоммутации и разделенные по признакуполярности, индицируются раздельновдумя стрелочными приборами,При временном совпадении высокочастотного импульса искрения и импульса помехи в переходных режимахработы электрической машины, а также при кратковременном нарушении контакта н ее якорной цепи импульс искрения не пройдет через аналоговыйкоммутатор. Однако при этом показания блока индикации, основанного наизмерении средней площади импульсовискрения в единицу времени (например за 1 с), изменяется незначительно,При тиристорном питании электрической машины на выходе фильтрующего элемента появляется периодическая импульсная помеха, период которой постоянен и определяется способом коммутации тиристорного преобразователя, а длительность импульса зависит от амплитуды дополнительной составляющей в сигнале с раэнополярных щеток и, следовательно, от режима работы исследуемой машины. Причем эта 45 импульсная помеха и высокочастотныевонать действительному уровню искре -ния с учетом скважности импульсов чав прета, =(где Т Т н,злпериод и длительность импульсов запрета).Таким образом, при тиристорном питании истинный уровень искрения можно определить следующим образом: А = А1н.Ъ где А - показания блока индикации, соответствующие истинному уровню искрения;- показания блока индикации А т.п при тиристорном питании,Отношение Я /Ц- 1 = К - величина постоянная и, следовательно, коррекцию показания блока индикации можно осуществить путем увеличения коэффициента усиления этого блока н К раз.Построение схем фильтра 4 высокой частоты, двухполупериодного выпрямителя 12, ждущего мультивибратора 13 и инвертора 14 обеспечинается общеизвестными в электронной технике приемами. Конструктивно данные узлы тропривода, в состав которого входит испытуемая машина.Использование предлагаемого устройства для диагностики и определения уровня искрения щеток электрических машин постоянного тока позволяет повысить помехоустойчивость за счет исключения влияния высокочастотных пульсаций большой амплитуды, в том числе и при тиристорном питании,что обеспечивает понышение достоверности определения уровня искрения и дает возможность увеличить точность настройки коммутации электрических машин, что скажется на увеличении срока службы шеточно-коллекторного узла и увеличении межремонтного периода,можно выполнить на различных серияханалоговых интегральных схем. Дроссель 11, вводимый в якорную цепьэлектрической машины, должен иметьтакую индуктивность, чтобы обеспечитьдостаточное подавление высокочастотных импульсов искрения на входе фильтра 4 высокой частоты, а такж" неснизить динамические свйостна элек/5 1 ЭОЭ кая н 1 роектная,изводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород 5 137формула изобретения 1, Устройство для определения уровня искрения щеток электрических машин постоянного тока по авт,св. У 532921, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено фильтром высокой частоты и формирователем импульсов запрета, соединенными последовательно, а подклю. чение фильтрующего элемента к вентилям выполнено через дополнительно введенный аналоговый коммутатор, управляющий вход которого соединен 2434 бс выходом формирователя импульсовзапрета, а входы фильтра высокой частоты присоединены к шинам питания Вэлектродвигателя,2Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь импульсов запрета содержит 10 последовательно соединенные двухпопупериодный выпрямитель, ждущий муль.тивибратор и инвертор, причем выходинвертора соединен с управляющим входом аналогового коммутатора, а вход 1 б выпрямителя подключен к выходу фильтра высокой частоты.