Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин

(23) Приоритет по делам нэабретений и открытийОпубликовано 07,04,82, Бюллетень 13 Дата опубликования описания 10.04.82(72) Авторы изобретения А. Е, Дубинин, А. В. Потапов и В. Г. Чолкачев сКуйбьпцевский пнс титут инженеров жеЛезнодорожноготранспортаФдю %(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ШЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН1 О 15 Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для измерения давления щетки на коллектор электрических машин.Известно устройство для измерения давления щетки на коллектор тяговых машин, применяемое для контроля шеткодержателей, содержащее электроизмерительный прибор, датчик давления, разрезную щетку и шеткодержатель 11Недостаток данного устройства заключается в невозможности измерения давления щетки на коллектор непосредственно на электрических машинах, работающих при больших напряжениях питания.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее электроизмерительный прибор, датчик давления в виде упругого чувствительного силоизмерительного элемента с обмотками возбуждения и измерительной, расположенный в корпусе металлический шар, взаимодействующий с указанным датчиком, щетку, шеткодержатель и источник синусоидального напряжения 2Недостатком данного устройства является невозможность измерения давления щетки на коллектор непосредственно на электрической машине работающей при большом напряжении питания, так как возникает опасность попадания напряжения в цепь электроизмерительного прибора. Кроме того, подобная конструкция не обеспечивает высокой надежности устройства и безопасности работы с ним; Устройство имеет также низкую чувствительность и точность измерения вследствие значительных помех иэ-за наличия больших электромагнитных полей в зоне измерения давления.Иель изобретения - повышение надежности и безопасности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устроВ:тво дополнительно введены второй упругий компенсационный сило 919004Кроме того, с целью повышения чувствительности и точности измерения, чувствительный и компенсацнонный силоизмерителъный элемент и магнитопроводы разделительных трансформаторов30 выполнены из магнитомягкого феррита, а также в него введены биметаллические экраны, в которые заключены силоизмерительные элементы.Конструкция устройства для измерения давлений щетки на коллектор электрических машин представлена на чертеже,Устройство для измерения давлений щетки на коллектор электрических машин состоит из биметаллического корпуса 1, с которым соединена щетка 2, располо 40 женные в щеткодержателе 3. Шетка 2 через защитное устройство 4 и металлический шар 5 связана с чувствитель- ным силоизмерительным элементом 6. Компенсационный силоизмерителъный элемент 7 также установлен в корпусе 1. Измерительная обмотка 8 чувствительного силоизмерительного элемента 6 соединена с измерительной обмоткой 9 компенсационного силоизмерителъного злемента 7 последовательно встречно. Выходные концы обмоток 8 и 9 силоизмерителъных элементов 6 и 7 подключены параллельно обмотке 10 разделительного трансформатора 11 и па раллельно им подключен контурный конденсатор 12, образующий совместно с этими обмотками резонансный контур. 50 измерительный элемент с обмоткамивозбуждения и измерительной, два разделительных трансформа тора, четыреразделительных высоковольтных конденсатора и контурный конденсатор, образук;ший совместно с включенными последовательно встречно измерительнымиобмотками чувствительного и компенсационного силоизмерительных элементов и первичной обмоткой первого раз- Ф 0делительного трансформатора резонансныйконтур, а вторичная обмотка этого жетрансформатора через первую пару разделителъных высоковольтных конденсаторов связана с измерительным прибором, 15при этом источник синусоидального напряжения через другую пару разделительных высоковольтных конденсаторов связанс первичной обмоткой второго разделительного трансформатора, вторичная обмотка которого связана с последовательно согласно включенными обмоткамивозбуждения чувствительного и компенсационного силоизмерителъных элементов,Вторичная обмотка 13 разделительноготрансформатора 11 связана с измерительным прибором 14 через раздельные высоковольтные конденсаторы 15и 16. Обмотка 17 возбуждения чувствительного снлоизмерительного элемента6 соединена с обмоткой 18 компенсационного силоизмерителъного элемента 7последовательно согласно. Выходныеконцы обмоток 17 и 18 силоизмерительных элементов 6 и 7 подключеныпараллельно обмотке 19 разделительноготрансформатора 20, Первичная обмотка 21этого трансформатора через разделительные высоковолътные конденсаторы 22 и23 связана с источником 24 синусоидального напряжения. Нажимной палец 25,опирается на корпус 1. Магнитопроводысилоизмерительных элементов 6, 7 иразделительных трансформаторов 11, 2 Овыполнены из материала одной магнитнойпроницаемости, например, магнитомягкого феррита,Устройство для измерения давлений щетки на коллектор электрических машин работает следующим образом.При отсутствии давления нажимного пальца 25 на щетку 2 схема устройства сбалансирована, и сигнал на входе измерительного прибора 14 равен нулю.При опушенном нажимном пальце 25 щеткодержателя 3, находящемся под высоким потенциалом, создается давлепе на корпус 1 и через чувствительный силоиэмерительный элемент 6, металлический шар 5, защитное устройство 4, щетку 2 передается на коллектор электрической машины. Под действием давления нажимного пальца 25 в чувствительном силоизмерительном элементе 6 возникают механические напряжения, которые приводят к уменьшению магнитной проницаем ос ти этого элем ен та. В результате на выходе измерительных обмоток 8 и 9 силоизмерительных элементов 6 и 7 появляется разностный сигнал. Этот сигнал эа счет резонансных свойств контура, образованного измерительными обмотками 8 и 9, обмоткой 10 разделительного трансформатора 11 и контурного конденсатора 12 усиливается в первичной обмотке 10 трансформатора 11 и трансформируется в обмотку 13 того же трансформатора 11, отделяясь от высокого потенциала шеткодержателя 3 электрической машины, Сигнал измерения, пропорционалъный давлению щетки 2 на коллектор, со вторичной обмотки 135 .9разделительного трансформатора 11 черезразделительные высоковольтные конденсаторы 15 и 16, предназначенные дляповышения надежности и безопасностив случае пробоя изоляции обмоток 10и 13 разделительного трансформатора 11,подается на вход измерительного прибора 14. Обмотки возбуждения 17 и 18силоизмерителъных элементов 6 и 7питаются от источника 24 синусоидального напряжения через разделительныевысоковольтные конденсаторы 22, 23и обмотки 19, 21 разделительноготрансформатора 20, отделяя тем самымисточник 24 синусоидального напряженияот высокого потенциала щеткодержателя 3, Защитное устройство 4 предохраняет чувствительный .силоизмерительныйэлемент 6 от резких ударов нажимногопальца,Использование в предлагаемой конструкции устройства силоиэмерительныхэлементов и магнитопроводов разделительных трансформаторов из магнитомягкого феррита позволяет повысить уровеньвыходного сигнала и линейность выходнойхарактеристики устройства. Биметаллическое экранирование датчика давленияпозволяет снизить уровень помех отработающей машины, увеличивая полезный сигнал, Наличие этих конструктивных. особенностей устройства повышает чувствительность и точность измерения. Вцелом вся конструкция устройства позволяет измерять статические и динамические давления на электрических машинах,работающих при больших напряжениях свысокой степенью надежности и безопасности. формула изобретения1. Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин, содержащее электроизмеритель ный прибор, датчик давления в виде упругого чувствительного силоизмерительного элемента с обмотками возбуждения и измерительной, расположенный в корпусе металлический шар, взаимодействующий с датчиком, щетку, щетко 19004держатель и источник синусоидальногонапряжения, о т л и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью повышения надежностии безопасности измерения, в него дополнительно введены второй упругийкомпенсационный силоизмерительныйэлемент с обмотками возбуждения иизмерительной, два разделительныхтрансформатора, четыре разделительных10 высоковольтных конденсатора и контурный конденсатор, образующий совместнос включенными последовательно встречноизмерительными обмотками чувс твительного и компенсационного силоизмеритель 15 ных элементов и первичной обмоткойпервого разделительного трансформаторарезонансный контур, а вторичная обмоткаэтого же трансформатора через первуюпару разделительных высоковольтныхконденсаторов связана с измерительнымприбором, при этом источник синусоидального напряжения через другую пару разделительных высоковольтных конденсаторов связан с первичной обмоткой втоБ рого разделительного трансформатора,вторичная обмотка которого связана споследовательно согласно включеннымиобмотками возбуждения чувствительногои компенсационного силоиэмерительныхэлементов.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с цельюповышения чувствительности и точностиизмерения, чувствительный и компенсационный силоизмерительные элементы и35магнитопроводы разделительных трансформаторов выполнены из магнитомягкогоферрита.3, Устройство по и. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что в него введены биметаллические экраны, в которыезаключены силоизмерительные элементы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизЕ451. Электровоз ВПТ. Руководствопо эксплуатации под ред, БондаренкоБ. Р.М"Транспорт, 1977, с. 507.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2786136/24-07,кл. Н 0139/58, 20.06.79 (прото 50тип) .919004 1 У 1 Д Ф Составитель Н. Вовчук Редактор Е. Папп Техред М. Рейвес Корректор У, Пономаренко Заказ 2154/35 Тираж 629 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4