Способ определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6905 А 1 5)5 1 й 39/ Е К А КОМУ С ЬС ожкин ящего ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Ленинградский политехнический институт им, М.И,Калинина и Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) С.А.Гераськов, В.А,Изотов и В.И.Тимошина(56) Вегнер О.Г. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. - М.; Госэнергоиздат, 1981,Неллин В,И., Богатырев Н,Я., Л И,И., Михеев В.П. Механика скольз контакта. - М,: Транспорт, 1966.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА(57) Изобретение предназначено для исследования и определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта коллекторных электрических машин, Цель изобретения состоит в упрощении способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта и расширении области его применения. Отсоединяют бракет 3 с исследуемой щеткой 4 от соединительной шины, Пропускают ток от постороннего источника тока 8 через исследуемую щетку 4, установленную в одном и том же бракете с изолированной от нее и от бракета щеткой 6, В качестве дополнительной щетки используют основную щетку 10, установленную в другом бракете 11. Включают в измерительную цепь элемент обмотки якоря, с помощью которого электрически соединяют исследуемую и дополнительную щетки. Для определения падения напряжения в щеточном контакте проводят два измерения напряжения между бракетами, в которых установлены исследуемые и дополнительные щетки. Одно измерение проводят без тока в исследуемых щетках, другое - с током, а падение напряжения в щеточном контакте определяют по разности двух изме рен ий. 4 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для исследования и определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта коллекторных электрических машин (ЭМ).Цель изобретения состоит в упрощении способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта и расширении области его применения.На фиг.1,2 представлена принципиальная схема, используемая для определения вольт-амперных. характеристик скользящего контакта; на фиг,З - схема с использованием уравнителей первого рода со стороны коллектора; на фиг,4 - схема простой волновой обмотки якоря. Схема состоит из приводного электродвигателя 1, механически связанного с машиной 2 постоянного тока (МПТ), используемой в режиме генератора холостого хода без тока в обмотке возбуждения. В одном из бракетов генератора, например 3, установлена исследуемая основная щетка 4 и изолированная от по следней и от бракета 3 с помощью корпуса 5 из диэлектрического материала, например стеклотексталита, щетка 6, Бракет 3, в котором установлена щетка 4, отсоединен от соединительной шины 7, объединяющей бракеты одноименной полярности. Для снятия статических вольт-амперных характеристик скользящего контакта от постороннего источника 8 тока пропускается ток через щетки 4, 6 и вдоль коллекторной пластины коллектора 9 (фиг.2).Для измерения падения напряжения в щеточном контакте используется основная щетка 10, установленная в другом бракете 11, В зависимости от конструктивного исполнения обмотки якоря используется либо щетка, установленная в бракете противоположной полярности 12 (фиг.З), либо щетка, установленная в бракете 13 одноименной полярности (фиг.4). Как видно из фиг,З, между исследуемой щеткой 4 и основной щеткой 10 в измерительную цепь включают элемент обмотки якоря 14, представляющий собой параллельную цепь простой петлевой обмотки якоря, Так как в режиме холостого хода генератора обмотка якоря не обтекается током, то потенциал коллекторной пластины 15 близок к потенциалу коллекторной пластины 9, электрически соединенных с помощью части обмотки якоря 14. Измеряемое падение напряжения между исследуемой 4 и основной 10 щетками представляет собой падение напряжения в скользящем контакте между исследуемой щеткой 4 и коллекторной пластиной 9. Так как на холостом ходу генератора без тока возбуждения 1 = 0 вследствие остаточной50 55 10 15 20 25 30 35 40 45 намагниченности магнитопровода в обмотке якоря индуцируется остаточная ЭДС, тодля исключения ее проводят два измеренияпадения напряжения между исследуемой 4 и основной 10 щетками, без тока и с токомв исследуемой щетке, При отсутствии тока в исследуемой щетке 4 на участке цепи между щетками 4 и 10 измеряется результирующая остаточная ЭДС, индуцируемая в обмоткеякоря, ЛОо При наличии тока в исследуемой щетке между этими точками измеряется сумма результирующей остаточной ЭДС обмотки якоря и падения напряжения в скользящем контакте щетки 4 и коллекторной пластины ЛО = ЬО+ЛОщ,Падение напряжения в щеточном контакте ЛОщ находится по разности двух измерений й/щ=ЛО 1 ЛОо=(ЛОо+Ь Оц)- ЛОо В случае полного числа уравнителей первого рода в петлевой обмотке якоря появляется возможность их использования в качестве элемента обмотки якоря, электрически соединяющего исследуемую 4 и основную 10 щетки. При установке уравнителей первого рода со стороны коллектора (фиг,З) уравнители 16 показаны штриховой линией, Они соединяют исследуемую щетку 4 и основную щетку 10, установленную в другом бракете 13 одноименной с бракетом 3 полярности, в котором установлена исследуемая щетка. При установке уравнителей со стороны, противоположной коллектору (фиг,З), в измерительную цепь включают часть секций обмотки якоря 17 и уравнитель 18. На фиг,4 представлена схема простой волновой обмотки якоря, когда в измерительную цепь между исследуемой щеткой 4 и щеткой 10, установленной в бракете одноименной с отсоединенным бракетом 3 полярности, включают секцию обмотки якоря 14, представляющую собой элемент обмотки якоря и электрически соединяющую щетку 4 и щетку 10, установленную в бракете 13 одноименной полярности с бракетом 3,Для определения падения напряжения в скользящем контакте как в случае простой петлевой обмотки, так и простой волновой обмотки якоря по предложенному способу необходимы два измерения падения напряжения при пропуска нии тока (ЬО 1) от постороннего источника тока через исследуемую щетку и без тока ( ЛОо) и по разности измерений найти ЛОщ = Л О 1 - Ь О, что позволяет исключить остаточную ЭДС, наводимую в элементе обмотки якоря, соединяющем исследуемую щетку и основную щетку, установленную в другом бракете.Снятие статических вольт-амперных характеристик щеток по предложенному способу заключается в том, что после запуска приводного электродвигателя. притирки щеток, установленных на МПТ, включают ис точник питания и пропускают ток через исследуемую щетку и изолированную от нее и от бракета щетку, установленную в том же бракете. После вращения коллектора под током и наведения политуры снимают ста тические вольт-амперные характеристики щеток. Для этого включают вольтметр на исследуемую щетку, установленную в другом бракете, и измеряют падение напряжения между ними. Затем включают 15 посторонний источник тока и, пропуская ток через исследуемую щетку, повторяют измерение падения напряжения в тех же точках, Падение напряжения в скользящем контакте между исследуемой щеткой и коллектор ной пластиной, находящейся в непосредственном контакте с ней, определяют по разности двух измерений, ЛОщ = =ЛО 1 - ЛО. Так как характер статических вольт-амперных характеристик ЛОщ = фщ), 25 где)щ - плотность тока под щеткой, зависит от полярности исследуемой щетки, то для учета этого фактора изменяют направление тока в цепи посторонний источник тока - исследуемая щетка - коллекторная пласти на - щетка, установленная в том же бракете, что и исследуемая, и изолированная от нее и от бракета - посторонний источник тока, Затем повторяют измерение падений напряжения ЛО 1 и ЛО и находят ЛОщ. 35Использование предлагаемого способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта расширяет возможности исследования характеристик скользящего контакта коллекторных ЭМ как 40 путем использования этого способа для высокоиспользованных МПТ с жесткими массо-габаритными ограничениями, так и использованием вго для МПТ со специальными конструкциями коллекторов(торцевы ми и т.д.), а также применения для различных сочетаний материалов скользящих контактов, упрощает способ определения вольт-амперных характеристик50 скользящего контакта, так как не требуется дополнительная щетка, сокращает время подготовительных работ и время проведения эксперимента, так как отпадает необходимость изготовления дополнительной щетки, ее установки и настройки на коллекторе, а также снижает трудоемкость исследования влияния различных материалов и конструкций элементов контактной пары коллектор - щетка на их характеристики, так как нет необходимости изготавливать коллекторы из различных материалов и различных конструкций для выяснения вопроса о влиянии этих факторов на вольт-амперные характеристики скользящего контакта,Кроме того. предложенный способ может быть использован для качественной оценки механического состояния коллекто- ра (статического и динамического состояния поверхности коллектора). Формула изобретения Способ определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта при работе машин постоянного тока в режиме генератора на холостом ходу без тока в обмотке возбуждения, включающий пропускание тока по цепи, содержащей посторонний источник тока - исследуемая основная щетка - коллекторная пластина - щетка, установленная в одном бракете с исследуемой и изолированная от нее и от бракета - посторонний источник тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа определения вольт-амперных характеристик скользящего контакта и расширения области его применения, отключают бракет, в котором установлена исследуемая щетка, ат соединительной шины, измеряют падение напряжения на участке цепи, включающем исследуемую щетку, основную щетку, установленную в другом бракете, и элемент обмотки якоря, электрически соединяющий указанные щетки, при пропускании тока через исследуемую щетку, измеряют падение напряжения на том же участке цепи без пропускания тока и по разности двух измерений находят падение напряжение в скользящем контакте.1636905 7 7 Составитель Ю. НиколаевРедактор А. Мотыль Техред М.Моргентал тор С, Шекм Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 819 Тираж 327 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ С