Устройство для испытания щеток электрических машин

(1 ц 752580 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз,советскикСоциалистическикРеспублик Ф уж ф Фв(51) М Кч 3 Н 01 К 43/00 Гасударственный комитет Опубликовано 30.07.80. Бюллетень 28Дата опубликования описания 05.08.80(53) УДК 621.3. .047.69 (088.8) по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЩЕТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН1Изобретение относится к электротехнике,а именно к устройствам для испытания щеток электрических машин.Известны устройства для испытания щеток, включающие приводной двигатель, имитатор коллектора в виде короткозамкнутого фрезерованного кольца с установленными на нем щетками, включенными в цепь, состоящую из источника питания и сопротивления 1. Недостатком подобных устройств явля ется малая достоверность испытаний ввиду отсутствия в контактной зоне процесса искрения, близкого по интенсивности и физической природе к искрению контактных пар реальных электрических машин. В тех15 же случаях, когда в контактной зоне появляется искрение, вследствие повышенного общего или местного биения короткозамкнутого коллектора, ослабления нажатия пружин и других причин механического характера, регулировать его интенсивность не пред ставляется возможным, в результате чего величины износа щеток и состояние поверхности коллектора (подгары, износ ламелей) получаются самыми различными в зависимости от наличия или отсутствия процесса искрения.Известно устройство для испытаний щеток, состоящее из приводного двигателя, короткозамкнутого коллектора с установленными на нем шетками, включенными в цепь источника питания через сопротивление, геркона, управляемого магнитом на валу имитатора 2,Подобные устройства имитируют основные процессы узла токосъема реальных машин, включая искрение, однако обеспечивают уровень искрения не выше 1 - балла,1так как не имеют элементов, разрывающих ток под щетками и работают за счет разрывов микропотоков в уничтожающихся контактных пятнах.Известно устройство для испытания щеток, состоящее из приводного двигателя, имитатора, например, в виде короткозамкнутого кольца с изолированными вставками, установленных на нем щеток, включенных в цепь источника питания через сопротивление и индуктивность 3.Это устройство обеспечивает регулирование мощности искрения в неограниченных пределах путем изменения величин напря752580 жения, тока и индуктивности, однако может работать при токах не более 5-6 А, потому что при прохождении под щеткой изолирован. ной вставки выключается полный рабочий ток и, следовательно, выделяемая при этом в контакте электромагнитная энергия, реализуемая в искрение, зависящая, как известно, от квадрата величины изменяемого тока, весьма велика, что приводит к подгару и выходу из строя имитатора. В результате этого, а также из-за отсутствия разделения рабочего тока и тока разрыва, снижается точность и достоверность оценки эксплуатационных свойств щеток.Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов в оценке эксплуатационных свойств щеток.Указанная цель достигается тем, что известное устройство, включающее приводной двигатель, имитатор коллектора в виде фрезерова нного короткозамкнутого кольца по меньшей мере с одной изолированной вставкой, установленные на имитаторе щетки, включенные в цепь источника питания через сопротивление и индуктивность, дополнительно содержит усилитель переменного тока и синхронизируюшее устройство, выполненное в виде диска с управляющим элементом, например магнитом, и катушкой, причем вход усилителя соединен с синхронизируюшим устройством, а выход - с испытуемыми щетками, при этом центральный угол, образованный радиусами, проходящими через крайние точки управляющего элемента, в 1,2 - 1,5 раза больше центрального угла, образованного радиусами, проходящими через крайние точки вставки.Нижний предел этого соотношения ограничивается величиной 1,2, так как ввиду нестабильности сбегающего края щетки время размыкания всех возможных точек контакта щетки и короткозамкнутой части коллектора равно 0,1 Т (аналогично и для набегающего края щетки), где Т - период ком мутации, а верхний предел - величиной 1,5, так как применяемые при монтаже и работе устройства приборы и измерительные приспособления имеют различную величину погрешности результатов при их эксплуатации.На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.На рабочей поверхности имитатора 1 коллектора, выполненного например, в виде фрезерованного короткозамкнутого кольца, имеется по меньшей мере один паз с закрепленной в нем вставкой 2 из изоляционного материала, проточеннои по диаметру совместно с имитатором 1, и имеющей ширину, большую ширины каждой из щеток.Имитатор 1 коллектора с установленными на нем щетками 3 подключен к двум не связанным друг с другом электрическим цепям, Первая цепь - источник постоянного напряжения 11, индуктивность 1., и сопротивление К. Вторая цепь представляет собой транзисторный усилитель переменного 5 гг 2 О 25 30 З 5 4 тока, состоящий из транзистора 4 типаР-п-Р, источника питания Е эмиттер-коллектор, цепи подачи напряжения смещения на базу (делитель с регулируемыми сопротивлениями Ки, Кз). Выход усилителя через регулируемые сопротивления нагрузки К,г и индуктивность 1.а подключен к цеткам 3 имитатора 1. На одной оси с имитатором коллектора установлено синхронизирующее устройство в виде диска 5 с управляющим элементом, например, встроенным в диск 5 постоянным магнитом 6 и находящейся в зоне действия магнита 6 катушки 7 инлуктивности, которая подключена к вхолу транзисторного усилителя через переходную емкость С.Устройство работает следующим образом.В период, когда щетка 3 нахолится на короткозамкнутой части имитатора 1, ток, протекающий через нее, равен сумме токов Л + 1 а Когда же щетка 3 набегает на вставку 2 из изолированного материала и приближается момент размыкания контакта между щеткой 3 и короткозамкнутой частью имитатора 1, катушка 7 индуктивности попалает в зону действия магнита 6, установленного на диске 5, и при пересечении ее магнитным полем на зажимах катушки 7 возникает импульс напряжения 11, который пола- ется на вход усилителя. Величина этого импульса рассчитывается таким образом, чтобы она была больше или равна напряжению смещения, подаваемому на базу транзистора 4 посредством делителя Ка: Кз. а полярность импульса противоположна полярности напряжения смещения. При этом входной импульс запирает транзистор 4, ток становится равным нулю, и процесс разчыкания контакта щетки 3 с ксроткозамкнуть м контуром 1, а также последующее восстановление его при набегании щетки 3 происходит только при токе л, величина К которого меньше величины тока 3Таким образом, происхолит разделение рабочего тока, протекающего по щетке, и тока разрыва короткоз ам кнутого эл ект ром а гнитного контура с выделением электромагнитной энергии, накопленной в контуре. Этим достигается аналогия с процессами протекания рабочего тока и тока разрыва коротко- замкнутого контура при коммутации в скользящем контакте реальной электрической машины. Данное устройство для испытания щеток позволяет регулировкой элементов схемы изменять независимо один от другого зна. чения тока разрыва короткозамкнутого электромагнитного контура 3, и рабочего тока 3 +а тем самым осуществляется возможность выбора режима испытания наиболее достоверного и близкого к режиму работы щеток на электрических машинах с повышенной токовой нагрузкой.752580 Фориула изобретения Устройство для испытания шеток электрических машин, включающее приводной двигатель, имитатор коллектора в виде фрезерованного короткозамкнутого кольца по меньшей мере с одной изолированной вставкои, установленные на имитаторе щетки, включенные в цепь источника питания через сопротивление и индуктивность. отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов в оценке эксплуата ционных свойств щеток, оно дополнительно содержит усилитель переменного тока и синхронизируюгцее устройство, выполненное в виде диска с управляющим элементом, например магнитом, и катушкой, причем вход15 усилителя соединен с синхронизирующим устройством, а выход -- с испытуемыми гцстками, при этом центральный угол. образованный радиусами, проходящими через крайниеточки управлявшего элемента, в 1,2 1.5аза больше центрального угла, обра пшнного радиусами, проходящими через крайниеточки вставки.Источники информации,принятые во внимание при экспег-н.. Бордаченков А. М., Гнездилов Б. В.Коллекторно-шеточный узел тяговых лекг -рических машин локомотивов. Трапспор, .1974, с. 92 - 94.2, Авторское свидетельство СССР по заявке М 231277 Р 24-07, кл.01 К 39 60,1977.3. Авторское свиде ельство СССРМ 532923, кл. Н 01 К 43/ОО, 975.752580 вид А Фиг.2 Составитель В. ЧерноваТехред К. Шуфрич Корректор М. Коста Тираж 844 Подлисное Редактор А. АлексеенкоЗаказ 4756/13 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4