Устройство для испытания щеток электрических машин

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1649073 61) Дополнительное к а ви -в 22) Заявлено 12,01,76 (21с присоединением заявк23) Приоритет -2312774/24-07(51) М. Кл. Н 01 В 39/60 осударствеииый комит СССР ио делам изобрете и открытийний 53) УДК 621.3. .047,69(088.8 бликовано 250279,Бюллетень Я Дат икования описания 280279 2) Авторы изобретени идзо и зинов 1) Заявитель(54 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШЕТО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Изобре сти электроте ойства дпя испыт щ р их машинИзвестны устройства для испыт щеток, включающие имитатор колле ра в виде вращающегося короткоза того коллектора или кольца с уст ленными на нем щетками, включенн в цепь, состоящую из источника и ния и сопротивления.Испытание щеток проводят с целью определения их коллекторных характеристик, к которым относят величину переходного падения напряжения между двумя щетками и коллектором, износ и коэффициент трения (1,Недостатком известного устройства является его малый срок службы.В процессе испытаний электрощеток 2 О появляется искрение, которое вызвано местными или Общими биениями ими" татора коллектора и вибрациями щеточно-коллекторного аппарата. При каждом обороте имитатора коллектора иск 2 рение повторяется в одном и том же месте поверхности имитатора, что приводит к появлению подгаров в месте искрения и быстрому выходу из строя имитатора коллектора. Кроме того, при 80 ания кто- мкну- анов- итаью изобретесрока служб ия является повы имитатора колле ени тение относится к обла хники и касается устр ания еток элект ическ испытании щеток на имитаторе коллектора, имеющем подгары, условия работы щеток не соответствуют условиямработы на коллекторе реальной машины..Все это, а также отсутствие в таких устройствах воэможности регулировки искрения снижает достоверность результатоаиспытаний, что вынуждает проводить испытание щеток на дорогостоящих машинах.Наиболее близким к предложенному по технической сущности является известное устройство для испытания щеток, содержащее имитатор коллектора в виде вращающегося короткозамкнутого коллектора или кольца с установленными на нем щетками, включенными в цепь, состоящую из источника питания, сопротивления и регулируемой индуктивности 2.Такое устройство позволяет получить регулируемое искрение путем изменения величины индуктивности, за счет чего повышается достоверность испытаний. Однако это устройство имеет также малый срок службы имитатора.Цел нтора и достоверности результатов испытанийЭто достигается за счет того, чтов предложенном устройстве, содержащем имитатор коллектора, испытуемующетку и источник питания, в цепь между щеткой и источником питания включен геркон, управляемый постоянныммагнитом, установленным на диске,находящемся на валу, который соединен с валом имитатора коллекторачерез редуктор, причем ширина магнитной зоны равна части длины окружности диска, заключенной между двумя лучами, исходящими из центра диска, угол между которыми равен2 й 152где 2,2 - число зубьев колеса;К - любое целое число, боль"шее нуля,а число зубьев шестерни и колеса Ютаковы, что при делении на К даютцелые числа, не имеющие общего делителя,кроме единицы.При вращении диска с магнитом конттакты геркона замыкаются и размыкаются, подавая импульсы тока на щетки и поверхность имитатора коллектора. В результате того, что числазубьев шестерни и колеса выбраны .вопределенном соотношении, импульсытока распределяются по поверхностиколлектора равномерно, вне зависимости от его скорости вращения.На .фиг. 1 приведена схема предложенного устройства. для испытаниящеток электрических машин на фиг.2магнитный диск.К имитатору коллектора 1, выполненного, например, в виде короткоэамкнутого коллектора, подведенопостоянное напряжение через регулируемое сопротивление 2 и через щетки 3. Параллельно сопротивлению 2включен геркон 4, последовательносоединенный с регулируемым сопротивлением 5. На валу б с имитаторомколлектора 1 находится ведущая шестерня 7, входящая в зацепление с колесом 8, находящимся на одном валу 9 с диском 10, на котором укреп"лен магнит 11. Имитатор коллектора 1 50приводится двигателем 12. Ширину маг-.нитной зоны выбирают по ширине укрепленного на диске 10 магнита 11.Эта ширина отсчитывается по длинедуги окружности диска 10,заключенной 55между двумя лучами, исходящими из центра диска,уголмежду которыми равенЫК -60где 3 2 - число зубьев колеса;К - любое целое число.Число зубьев шестерни и колесатаковы, что при давлении на К даютчисла, не имеющие общего делителя. Устройство работает следующим образом.Приводной двигатель 12 вращает имитатор коллектора 1, при разомкнутых контактах геркона 4 через сопротивление 2, щетки 3 и имитатор коллектора 1 протекает постоянный ток Ю 1, величина которого равнагде гп - переходное сопротивление щетка-коллектор.При прохождении магнитом 11 зоны чувствительности геркона 4 последний замыкает свои контакты и по цепи через сопротивление 5 и контакты геркона 4, включенные параллельно сопротивлению 2, через щетки 3 и имитатор коллектора, протекает постоянный ток Л 2, величина которого равналя =а 18Ч +р+ и5и регулируется регулируемым сопротивлением 5, а длительность протека-, ния тока Г 2 равна времени нахождения контактов геркона 4 в замкнутом состоянии, которое зависит от размера укрепленного на диске магнита и скорости вращения диска, кинематически связанного с имитатором коллектора 1.Таким образом, при замыкании контактов геркона 4 ток, протекающий через щетки 3 и имитатор коллектора 1, возрастает скачком от Ю 1 до д 2,т,е. возникает импульс тока, величина которого равна,-з,:Ю1- -а32+3Перемещение импульсов по окружноС- ти имитатора коллектора происходит до полного равномерного покрытия всей поверхности имитатора коллектора. Таким образом регулируемое искрение распределяется по поверхности имитатора коллектора равномерно, не вызывая чрезмерного подгара в одном месте имитатора коллектора, что значительно увеличивает срок службы установки и улучшает качество испытаний электрощетокЭффект равномерного распределения импульсов по окружности имитатора коллектора достигается тем, что ширина магнитной зоны, определяемая шириной магнита, укрепленного на диске и отсчитываемая по длине дуги окружности диска, заключенной междудвумя лучами, исходящими из центрадиска, угол между которыми равенМо К2где 22- число зубьев колесаК - любое число больше нуля, а числа зубьев шестерни и колеса таковы, что при делении на К дают целые числа, не имеющие общего делителя, р кроме единицы. Если же это условие не будет выполнено, т.е. числа зубьев щестерни и колеса будут таковы, что . при делении на К дадут целые числа, имеющие общий делитель, кроме единицы, не будет происходить равномерногоИ покрытия импульсами всей поверхности имитатора коллектора и на ней останутся участки, на которые импульсы совсем не будут попадать.20На таком устройстве проводят износные испытания щеток, являющиесясамыми важными для электрощеточногоматериала, в условиях импульсныхтоковых нагрузок, наиболее соответст- Ивующих режиму работы щеток на реальных машинах. Износ щеток определяется, как разность Ь 2 - 11,где Ь- исходная высота щетки доиспытаний; 30Ь 2- высота щетки после испытания за определенное число часовработы, Высота щеток измеряется одним из известных измерительных устройств, например микрометром. 35Предложенное устройство позволяет значительно повысить срок службы имитатора коллектора. Кроме того,в процессе испытаний электрощетокна установке важное значение имеетполучение зависимостей характеристик электрощеток от скорости вращения имитатора коллектора при неизменной мощности импульса, т.е. неизменными должны быть величина импульсатока, равная разности токов д 2- Ю 1и отношение длительности импульсасц к длительности оборотаПредложенная схема позволяет осуществлять автоматическое поддержание постоянства отношения длитель ности импульса 1 ц к длительности оборота 1 ов. При различной скоростиц вращения имитатора коллектора в сопвС при ц кол.чог, что достигается ки нематической связью между вращающимся диском с укрепленным на нем магнитом и имитатором коллектора, в результате отпадает необходимость в перестройке длительности импульсов при изменении скорости вращения имитатора коллектора.Формула изобретенияУстройство для испытания щеток электоических машин, содержащее имитатор коллектора с установленными на нем щетками, включенными в цепь, состоящую из источника питания, сопротивления и регулируемой индуктивности, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения срока службы имитатора коллектора, оно снабжено герконом, включенным в цепь между щеткой и источником питания и управляемым постоянным магнитом, установленным на диске, вал которого соединен с валом имитатора коллектора через редуктор, причем ширина магнитной зоны равна части длины окружности диска, заключенной между двумя лучами, исходящими из центра диска, угол между которыми равен2. 1 сКггде 22-число зубьев колеса;К - любое целое число, большенуля,а числа шестерни и колеса таковы,что при делении на К дают целые числа, не имеющие делителя, кроме единицы.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Темкин И. В. Производство электроугольных иэделий. М., Высшаяшкола, 1970, с. 235 в 2.2. Заявка Р 2167017, кл. Н 01 В39/60, по которой принято решение овыдаче авторского свидетельства.б 49073 Вцд А Заказ 570/50 Тираж 922 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. ПоповаРедактор Е. Кравцова ТехредС. Мигай Корректор В. Куприянов