Способ определения кривой магнитного поля электрических машин постоянного тока и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1010.79 (21) 2826091/18-21с присоединением заявки Ио(51) М. Кл. С 01 Р 33/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Омский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВОЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммута.ционных испытаний коллекторных машин постоянного тока с целью определения значений магнитной индукции в воздушном зазоре машины. Изобретение может быть использовано при настройке коммутации машин перед эксплуатацией после их изготовления или ремон- о та.Известен способ определения кривой магнитного поля, заключающийся в том, что посылают ультразвуковой импульс в направлении считывания магнитного рельефа, измеряют мгновенные значения ЭДС, наведенных в катушке, расположенной на пути следования импульса, и по ним судят о распределении магнитного поля 1.20Устройство для реализации этого способа содержит звуковод с расположенной на нем катушкой. Известные способ и устройство для его осуществления обладают достаточ О но высокой точностью измерения, но практическое использование для определения кривой магнитного поля электрической машины нецелесообразно ввиду трудности установки устройства в 30 ее воздушном зазоре вследствие малых размеров последнего.Ближайшим по технической сущности к заявляемому способу является. способ определения кривой магнитного поля электрических машин постоянного тока, заключающийся в измерении нескольких непрерывных последовательностей импульсов напряжения секций обмотки якоря, смещеиных друг относительно друга во времени на известный заранее интервал, усреднении каждой последовательности, получении результирующей последовательности из усредненных импульсов и алгебраическом сложении с ней усредненной величины падения напряжения в активном сопротивлении секции обмотки якоря и получения кривои, по котомкой судят о распределении магнитного поля машины 2.По известному способу, в конечнсцк итоге, с каждой пары щеток снимают усредненный импульс напряжения, полу" ченный из суммы напряжений всех секций, прошедших под данной парой щеток за один оборот якоря, и поделенный на число секций обмотки. Число усредненных импульсов равно числу пар щеток устройства, используемого для реализации известного способа, и879522 5 О 5 20 25 30 35 40 45 При вращении якоря коллекторныепластины 10-11, с которыми соединенасекция 12 обмотки якоря, подходят кщеткам 1, 2. В этот момент синхронизатор 9 импульсов посылает на электронный коммутатор 7 электрическийсигнал разрешения для прохожденияк входу индикатора 8 импульса напряжения с щеток 1, 2, снятого ими ссекции 12. При прохождении коллекторных пластин 10, 11 под щетками 1, 2на индикатор 8 напряжения поступаетодин импульс напряжения секции 12.60 При подходе коллекторных пластин10, 11 к щеткам 2, 3 синхронизатор9 импульсов подает на электронныйкоммутатор 7 сигнал разрешения дляпрохождения к входу индикатора 8 импульса напряжения с щеток 2, 3. представляет собой результирующую последовательность импульсов напряжения секций обмотки якоря. Усредненную величину падения напряжения на активном сопротивлении секции обмотки якоря алгебраически складывают с результирующей последовательностью и по полученным точкам проводят кривую распределения магнитного поЛя, позволяю. щую судить о величине Магнитной индукции воздушного зазора машины,Однако известному способу присуща низкая точность определения кривой. магнитного поля. Это происходит вследствие того, что кривая соответствует не мгновенному значению магнитной индукции в какой-либо определенной точке воздушного зазора машины, а.ее среднему значению на расстоянии коллекторного деления, если в пазу якоря находится одна секция. Целью настоящего изобретения является повышение точности определениякривой магнитного поля. Поставленная цель достигается тем,что при определении кривой магнитного поля электрических машин постоянного тока способом, заключающимся в измерении непрерывных последовательностей импульсов напряжения, получении из них результирующей последовательности и алгебраическом суммировании С ней величины падения напряжения на активном сопротивлении секции, из каждой измеренной непрерывной последовательности выделяют поочередноимпульс, соответствующий выбраннойсекции обмотки якоря, из отобранныхимпульсов получают результирующуюпоследовательность и алгебраическоесуммирование производят по величине падения напряжения на активном сопротивлении выбранной секции. Заявляемый способ реализуется устройством, содержащим индикатор и установленные в щеткодержателе на расстоянии шага обмотки якоря щетки,ширина кажцой из которых меньше ширины межламельной изоляции, котороеснабжено синхронизатором импульсов напряжения и включенным между индикатором и щетками электронным коммутатором. При этом выходы синхронизатора подсоединены к управляющим входам коммутатора и индикатора. На фиг. 1 представлены общий вид устройства, установленного на коллек торе машины постоянного тока, и егоструктурная схема; на фиг. 2 изображены временные диаграммЫ импульсовнапряжения. Устройство для реализации заявляемого способа (фиг, 1) содержит щетки 1-6, образующие пять пар соседних щеток, закрепленные в общем щеткодержателе (на чертеже не показан) так,чтопри установке на коллектор машины между ними обеспечивается расстояние, равное шагу обмотки якоря испытуемой электрической машины постоянного тока. Ширина каждой из щеток меньше ширины межламельной изоляции. Каждаяпара щеток подключена через электронный коммутатор 7 к входу индикатора8 напряжения, в качестве которогоможет быть использован электронныйосциллограф. Индикатор 8 предназначендля измерения непрерывных последовательностей импульсов напряжения и получения из них результирующей последовательности. Принцип работы коммутатора 7 аналогичен принципу работыобычного шагового искателя, предназначенного для переключения электроцепей, но обеспечивает большее быстродействие,Устройство также содержит синхронизатор 9 импульсов, соединенный суправляющими входами индикатора 8 напряжения и электронного коммутатора7 и предназначенныи для синхронизации их работы.Для иллюстрации работы заявляемого устройства на фиг. 1 изображеныколлекторные пластины 10, 11 и соединенная с ними своими концами секция12 обмотки якоря,Способ реализуется устройствомследующим образом.устанавливают щеткодержатель сощетками 1-6 на коллектор испытуемоймашины постоянного тока.Приводят во вращение якорь обычным путем, например, подачей напряжения на коллектор.Для определения картины магнитного поля этой машины на участке окружности якоря, соответствующемучастку коллектора между щетками 1-6,настраивают синхронизатор импульсовна одну из секций обмоток якоря, концы которой соединены с коллекторнымипластинами 10, 11 указанного участка. Например, настраивают синхронизатор 9 импульсов на секцию 12 с тем,чтобы использовать ее импульс напряжения для снятия кривой магнитногополя.Аналогичные операции осуществляются при прохождении коллекторныхпластин 10, 11 под щетками 3, 4, 4,5 и 5, 6.Таким с разом, на экране индикатора 8 получают результирующую последовательность импульсов напряженияЦрб, соответствующую выбраннойсекции 12 и состоящую из последовательности импульсов напряжения О й,02 э г О 4 к 04 6 р Оу снятых со рответственно с щеток 1-2, 2-3, 3-4,4-5, 5-6 и показанных штриховкойна фиг. 2. Когда к щеткам заявляемого устройства подходят все прочиесекции обмотки якоря, импульсы напряжения от них не проходят через электронный коммутатор 7 на вход индикатора 8 напряжения, т.к. синхронизатор9 импульсов не,дает сигналов разрешения на их прохождение, Эти, не прошедшие через электронный коммутатор 207, импульсы напряжения от других секций обмотки якоря показаны без штриховки на фиг, 2.Для получения устойчивого изображения результирующей последовательности импульсов напряжения выбраннойсекции 12 на экране индикатора 8 напряжения синхронизатор 9 импульсовдает один сигнал разрешения на запуск развертки индикатора эа одиноборот якоря машины.Далее производят операцию алгебраического суммирования ОрйЗ и величины падения напряжения на активномсопротивлении секции 12. Для этогорезультирующую последовательностьимпульсов напряжения смещают относительно нулевой линии на экране индикатора 8 на величину падения напряжения на активном сопротивлении секции 12. 40Полученная кривая дает достоверную картину магнитного поля машиныпостоянного тока на определенном .участке ее воздушного зазора, соответствующем определенной секции обмотки якоря. Для определения кривоймагнитного поля на другом участке,соответствующем другой секции,синхронизатор 9 настраивают на этусекцию, и все операции повторяют вы Ошеописанным способом.Кривая магнитного поля позволяетопределить условия коммутации машины постоянного тока, т,к. по виду и характеру этой кривой можно судить о необходимости сдвига щеток машины в одну или другую сторону, Поскольку заявляемый способ основан на измерении не усредненных значений, а мгновенных значений импульсов напряжения, он обладает высокой точностью определения кривой и может быть использован при настройке коммутации машин.формула изобретения1. Способ определения кривой магнитного по.".я электрических машин постоянного тока, заключающийся в измерении непрерывных последовательностей импульсов напряжения, получении из них результирующей последовательности и алгебраическом суммировании с ней величины падения напряжения на активном сопротивлении секции, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения кривой магнитного поля, иэ каждой измеренной непрерывной последовательности выделяют поочередно импульс, соответствующий выбранной секции обмотки якоря, из отобранных импульсов получают результирующую последовательность импульсов и алгебраическое суммирование производят по величине радения напряжения на активном сопротивлении выбранной секции.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее индикатор и установленные в щеткодержателе на расстоянии обмотки якоря щетки, ширина каждой из которых меньше ширины межламельной изоляции, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено синхронизатором импульсов напряжения и включенным между индикатором и щетками электронным коммутатором, при этом выходы синхронизатора подсоединены к управляющим входам коммутатора и индикатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 233948, кл. б 01 К 33/10, 1967. 2, Заявка Японии Р 52-13283,кл. Н 02 Р 7/00, 1971 (прототип).879522 Сост Техр тель ЕА,Ач. нилин акт Федот орректор Н. Швыдк Эака илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4Р 3/1 б . Тираж 735ВНИИПИ ГосударственноГопо делам иэобретений113035, Москва, Ж, Р Подписикомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4