Устройство контроля скользящего контакта электродвигателя

и 957112 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциапистичвсиикРеспублик(51)М. Кд, О 01 К 31/3 Ц Государственный комитет ло делам изобретений и открытий. Опубликовано 07. 09. 82. Бюллетень33Дата опубликования описания 07.09 .82(72) Авторь 1 изобретения В. ф. Герман и В. Н. Потапов Рижский Краснознаменный институт ин нерор. гр авиации им. Ленинского комсом(5) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 1Изобретение относится к электрическим машинам и может найти применение в специализированных приборах диагностирования для безразборного контроля технического состояния электродвигателей непосредственно на5 объекте, например на борту самолета.Известны устройства контроля электрических машин, содержащие датчик коммутационных пульсаций напряжения, фильтр и индикатор 11.Недостатками подобных устройств являются ограниченная область применения и малая достоверность диагноза, обусловленная зависимостью контролируемого параметра от различных факторов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, соо держащее Датчик коммутационных пульсаций напряжения, блок измерения от" ношения пикового и средневыпрямленно-. го значений пульсаций напряжения,индикатор, датчик частоты вращения, схему сравнения, генератор опорной частоты и блок индикации отклонения частоты вращения от опорной 21.Недостатком известного устройства является низкая точность контроля коэффициента усреднения пульсаций напряжения (отношение пикового значения к средневыпрямленному), используемого в качестве диагностического параметра, что приводит к снижению достоверности диагноза. В частности, при использовайии известного устройства в переносных диагностических приборах, (которые эксплуатируются в температурном диапазоне -60 - +60 С)оневозможно контролировать коэффици- . ент усреднения пульсаций напряжения с погрешностью менее 15-20:Целью изобретения является повышение точности контроля.Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля снабжено переключателем режима работы, В 5- триг 3 9571 гером, схемой И, сцетчиком и дешифра. тором, причем генератор опорной частоты выполнен в виде последовательно соединенных генератора высокой частоты и делителя частоты, выход делителя частоты соединен с 5-входом Р 5-триггера, входы схемы И соединены с выходами Р 5-триггера и генератора высокой частоты, выход схемы И - с входом счетчика, выход счетчика - 1 о с входом дешифратора, выход дешифратора - с Р-, входом Р 5-триггера и установоцным входом счетчика, входы переключателя соединены с выходами дат- чика коммутационных пульсаций напря Б жения и Р 5-триггера, а выход - с входом блока измерения отношения пи кового и средневыпрямленного значений,Поскольку недостаток известного. устройства обусловлен в основном температурой и временной нестабильностью блока измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения, то эффективным способом повышения точности контроля является калибровка указанного измерительного тракта непосредственно перед проведением измерений. С этой целью на вход измерительного тракта коэффициента усреднения пульсаций напряжения необходимо подать эталонный сигнал, представляющий собой модель сигнала коммутационных пульсаций напряжения, в качестве которого (как экспериментально установлено), целесообразно использовать периодическую последовательность прямоугольных импульсов с заданными па-. раметрами, причем коэффициент усреднения такого сигнала пропорционален его скважности. Однако применение для переносного прибора (эксплуатирующегося на борту самолета) в качестве калибровочных генераторов про мышленных или подобных им измерительных генераторов импульсов практически невозможно как по причине их неработоспособности (или не обеспечения требуемой точности) в температурном диапазоне -60 - +бО С, так и вследствии их значительных габаритов и массы. Учитывая, что коэффициент усреднения периодической последовательности прямоугольных импульсов пропор-ционален их скважности, следует отметить возможностью использования в качестве калибровочного генератора,12 4оздающий сигнал со стабильной скважностью.На чертеже представлено устройствоконтроля скользящего контакта электродвигателя постоянного тока.Устройство включает датчик 1 коммутационных пульсаций напряжения 1, переключатель 2 .режима работы, блок 3измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсацийнапряжения, индикатор 4, блок 5 индикации отклонения частоты вращения отопорной, Р 5- триггер 6, схему И 7,счетчик 8, дешифратор 9, делитель 1 Очастоты, генератор 11 высокой цастоты, блок выделения максимальной составляющей спектра пульсаций (датчик12 частоты вращения) и схему 13 сравнения.Устройство контроля работает вдвух режимах, а именно в режиме "Измерение" и режиме "Калибровка", задаваемыхс помощью переключателя 2 режима работы,В режиме "Измерение" сигнал .коммутационных пульсаций напряжения сдатчика 1 одновременно поступает вканал измерения коэффициента усреднения (т, е. через переключатель2 в блок 3 измерения отношения пикового и средневыпрямленного значенийпульсаций напряжения и на индикатор 4)и канал контроля частоты вращения(т. е, в блок 12 выделения максимальной составляющей спектра пульсаций,например коЛлекторной, схему 13 сравнения, куда также поступает сигналопорной частоты с делителя 10 частоты, и далее в блок индикации отклонения частоты вращения от опорной).Режиму "Измерение" предшествует работа устройства в режиме "Калибровка",причем в этом режиме на вход блокаизмерения отношения пикового, и средневыпрямленного значений пульсацийнапряжения через переключатель 2 поступает калибровочный сигнал в видепериодической последовательности импульсов со стабильной скважностью.Калибровочный сигнал формируетсяследующим образом, Импульсы прямоугольной формы с. генератора 6 высокой частоты, поступают на цифровойделитель 10 частоты (например, натриггерах или счетчиках) и с изменяемым коэффициентом деления Мдв,на выходе которого получаем импульсы с частотой следования равной, например, частоте коллекторной состав5 95711ляющей спектра пульсаций напряжения,Передним фронтом импульса с делителя10 частоты Ю-триггер 6 (выход которого соединен с одним из входов схемы И, а также с входом переключателя2), устанавливается в состояние "1",разрешая тем самым прохождение импульсов от генератора 11 на вход счетчика 8 импульсов, Укаэанный счетчикподсчитывает количество поступающих 10на его вход импульсов от генератора11 высокой частоты до тех пор, покадешифратор 9, соединенный с выходамисчетчика, не обнаружит кодовой комбинации, соответствующей заданному 15числу импульсов Й ьв При этом нд,выходе дешифратора появляется сигнал сброса, который устанавливаетР 5-триггер 6 и счетчик 8 в исходное"0 состояние и прекращает подсчет 20импульсов от генератора 11, Триггер6 и счетчик 8 будут находиться вэтом состоянии до тех пор, пока на-вход триггера не поступит следующий импульс с делителя частоты и процесс повторится.Таким образом, рассмотренная схема Обеспечивает получение на выходетриггера 6 последовательности прямоугольных импульсов, период следова,ния которых определяется периодомследования импульсов на выходе делителя частоты Т м = Й,л,ел Т, а длительность - временем счета заданногодешифратором количества импульсов"им =лел Тгвчгде Тгвч пери дследования импульсов генератора высокой цастоты,Формула изобретения При этом отношение периода следо"40 вания импульсов к их длительности (скважность импульсов) будет зависеть только от соотношения коэффициента деления частоты цифровым делителем и числа импульсов, вызывающих срабатывание дешифратора. Так как максимальная ошибка цифрового устройства (счетчик, делитель частоты) не пре-, вышает единицы младшего разряда, а длительности фронтов, импульсов этих50 цифровых устройств на 3 - 4 порядка меньше длительностей выходных калибровочных импульсов, то погрешность воспроизводства на выходе устройства последовательности прямоугольных импульсов с заданноЙ скважностью опре 55 деляется только числом Неш, которое выбирается. Из условия получения допу" стимой погрешности. г 6Таким образом, содержащийся впредлагаемом устройстве генераторимпульсов со стабильной скважностьюпозволяет с высокой точностью калибровать канал измерения коэффициентаусреднения непосредственно перед выполнением контроля электродвигателя.Указанная калибровка может выпол-.няться, например, путем регулировкивыходного сигнала измерителя отношения, содержащегося в блоке 3. Следуетотметить, цто калибратор предлагаемо-го устройства является простым, поскольку для его построения использованы функциональные блоки, одновременно используемые и в канале контролячастоты вращения. Все это позволяет,. существенно не усложняя схему устройства контроля , обеспечить существенное повышение его точности и темсамым повысить эффективность оценкитехнического состояния электродвигателей как за счет возможности увеличения интервала между проверками,так и за счет повышения достоверностидиагноза,Устройство контроля скользящего контакта электродвигателя, содержащее датчик коммутационнь 1 х пульсаций напряжения, блок измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений, индикатор, датчик цастоты вращения, выполненный в виде блока вы- " деления максимальной составляющей спектра пульсаций, схему сравнения, генератор опорной частоты и блок индикации отклонения частоты вращения от опорной, о т л. и ц а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено переключателем режима работы, В 5- триг-. гером, схемой И, счетчиком и дешифратором, причем генератор опорной частоты выполнен в виде последователь. но соединенных генератора высокой частоты и делителя частоты, выход делителя частоты соединен с 5-вхо" дом Ю-триггера, входы схемы И соединены с выходами В 5-триггера и ге-" нератора высокой частоты, выход схемы И - с входом сцетчика, выход счетчика - с входом дешифратора, выход дешифратора - с В-входом В 5-триггера . и установочным входом счетчика, входы переключателя соединены с выхода/33 Тираж 717 ВНИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, 1Подписноевенного комитета СССетений и открытий35, Раушская наб д а илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 7 95711 ми датчика коммутационных пульсаций напряжения и Ю-триггера, а выходс входом блока измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений. 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 2 81. Авторское свидетельство СССРй 131821, кл. Н 02 К 15/00,1960. 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2707968, кл. Н 02 К 15/00,1978,