СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ИСКРЕНИЯ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ИСКРЕНИЯ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2303272 (13) C1

(51) МПК
G01R 31/34 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.07.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2006114892/28 
(22) Дата подачи заявки: 2006.05.02 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.05.02 
(45) Опубликовано: 2007.07.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 669456 А, 25.06.1979. SU 1734053 A1, 15.05.1992. RU 53820 U1, 27.05.2006. SU 591987 A, 26.01.1978. Прибор контроля коммутации ПКК-2У4. GB 1476527 А, 16.06.1977. US 5307017 А, 26.04.1994. US 4916401 A, 10.04.1990. 
(72) Имя изобретателя: Рапопорт Олег Лазаревич (RU); Цукублин Анатолий Борисович (RU); Осадченко Александр Александрович (RU); Бейерлейн Евгений Викторович (RU); Щербатов Владимир Владимирович (RU); Никифорова Галина Борисовна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU) 
(98) Адрес для переписки: 634050, г.Томск, пр. Ленина, 30, ТПУ, отдел интеллектуальной и промышленной собственности 

(54) СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ИСКРЕНИЯ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Предложенное изобретение относится к электрическим машинам, а именно к коллекторным машинам постоянного тока, и может быть использовано для оценки искрения на коллекторе машин постоянного тока. Задачей изобретения является упрощение индикации искрения на коллекторе электрической машины постоянного тока с разрезными щетками без препарирования конструкции электрической машины. Предложенный способ оценки искрения машин постоянного тока заключается в измерении тока коммутируемой секции, по которому судят о наличии искрения, при этом регистрируют величину и форму тока, протекающего между отдельными частями разрезной щетки, установленной в обойму щеткодержателя, предварительно преобразовав токовый сигнал с помощью трансформатора тока до значения, удобного для измерения. 4 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к коллекторным машинам постоянного тока, и может быть использовано для оценки искрения на коллекторе машин постоянного тока.

Известен способ индикации искрения коллекторных машин постоянного тока [Карасев М.Ф. К вопросу о настройке коммутации машин постоянного тока. Томск: Труды ТЭМИИТ, т.14, 1948]. Сущность способа заключается в осциллографировании напряжения в контакте посредством подключения электронного осциллографа между сбегающим и набегающим краями щетки. На экране осциллографа пики напряжений, соответствующие одному обороту коллектора, распределяются в линию и позволяют судить о распределении искрения по всему коллектору.

Недостатком этого способа является сложность его реализации за счет использования дополнительных щеток.

Известен способ индикации искрения [Э.Арнольд. Машины постоянного тока, т.1, M.: Гостехиздат, 1931. - 498 с.]. Для определения кривой тока в короткозамкнутой секции разрезается одна из секций обмотки якоря испытуемой машины и включается в нее небольшое сопротивление, концы сопротивления посредством контактных колец и щеток соединены со шлейфом осциллографа. При таком соединении можно записывать при помощи осциллографа кривую разности потенциалов между контактными кольцами или кривую тока, текущего в секции.

Недостатком этого способа является сложность его реализации и необходимость препарирования машины.

Известен способ индикации искрения машины постоянного тока [К.И.Шенфер. Динамомашины и двигатели постоянного тока. - М.: - Л.: Госэнергоиздат, 1934. - 384 с.], выбранный в качестве прототипа, заключающийся в том, что разрезают обмотку якоря испытуемой машины в одном месте, подсоединяют концы обмотки якоря к двум контактным кольцам, электрически соединенных с неподвижной секцией, заложенной в каналы необмотанного якоря, в этом же канале находится измерительный провод, соединенный с осциллографом, затем при работе машины постоянного тока на экране осциллографа видна кривая ЭДС, индуктированная в этом проводе изменением тока в секции. Недостатком этого способа является сложность проведения измерения тока коммутируемой секции и необходимость препарирования электрической машины.

Задачей изобретения является упрощение индикации искрения на коллекторе электрической машины постоянного тока с разрезными щетками без препарирования конструкции электрической машины.

Поставленная задача решена за счет того, что способ индикации искрения машин постоянного тока, так же как и в прототипе, заключается в измерении тока коммутируемой секции, по которому судят о наличии искрения. Согласно изобретению, регистрируют величину и форму тока, протекающего между отдельными частями разрезной щетки, установленной в обойму щеткодержателя, предварительно преобразовав токовый сигнал с помощью трансформатора тока до значения, удобного для измерения.

Для реализации этого применяется разрезная щетка, которая представляет собой щетку, разрезанную вдоль таким образом, что выводные концы находятся каждый на своей половине щетки. Когда отдельные части щетки изолированы друг от друга, тогда по ним протекают токи, отличающиеся на величину тока i k. Изменение величины этого тока в процессе коммутации приводит к изменению плотностей тока под краями щетки. Превышение этого тока какой-то допустимой величины, согласно энергетической теории коммутации [А.Е.Алексеев. Тяговые электрические машины и преобразователи. - Л.: Энергия, 1967. - С.225.], и приводит к возникновению искрения, поэтому регистрация этого тока может служить оценкой величины искрения. Известно [А.Б.Иоффе. Тяговые электрические машины. - Л.: Энергия, 1965. - 232 с.], что интенсивность искрения щеток определяется мощностью, выделяемой под единицей длины щетки за единицу времени



где Lu - длина щетки (мм);

tk - коллекторное деление;

k - окружная скорость коллектора (рад/с);

Lc - индуктивность секции (Гн);

ik - поперечный ток разрезной щетки (А);

Р - мощность (Вт).

На фиг.1 показана принципиальная схема включения и работы датчика искрения.

На фиг.2 - осциллограмма поперечного тока разрезной щетки (темная коммутация).

На фиг.3 - осциллограмма поперечного тока разрезной щетки (степень искрения 3 балла).

На фиг.4 - характеристика зависимости сигнала на выходе трансформатора тока Uu и бальности искрения.

Схема, реализующая изобретение (фиг.1), состоит из двигателя постоянного тока, коллектора 1 и контактных щеток 2, разрезной щетки 3, которая изготовлена на основе штатной щетки двигателя, предварительно разрезанная на две одинаковых части вдоль, к которой подключен трансформатор тока 4, выходы которого подключены к осциллографу 5, параллельно с осциллографом соединен вольтметр 6.

При работе двигателя на коллекторе 1 протекают токи, которые снимают при помощи контактной щетки 2 и разрезанной контактной щетки 3, от которой через трансформатор тока сигнал поступает на измерительную аппаратуру 5 и 6.

Была проведена серия экспериментов с осциллографированием величины тока одной из разрезных щеток. Получены осциллограммы, соответствующие темной коммутации (фиг.2) (степень искрения менее 1 балла, сигнал на выходе трансформатора тока Uu=99 мВ), и различным степеням искрения на коллекторе (фиг.3) (степень искрения 3 балла, сигнал на выходе трансформатора тока Uu=900 мВ).

Анализ этих осциллограмм позволяет судить о степени искрения на коллекторе без визуального наблюдения за искрением. Бальность искрения определяли по величине сигнала с выхода трансформатора тока 4, зарегистрированного вольтметром 6. Для анализа связи между бальностью искрения и сигналом на выходе трансформатора тока 4 построена характеристика, изображенная на фиг.4. Наблюдается прямая зависимость между изменением напряжения на выходе трансформатора тока и величиной искрения.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ оценки искрения машин постоянного тока, заключающийся в измерении тока коммутируемой секции, по которому судят о наличии искрения, отличающийся тем, что регистрируют величину и форму тока, протекающего между отдельными частями разрезной щетки, установленной в обойму щеткодержателя, предварительно преобразовав токовый сигнал с помощью трансформатора тока до значения, удобного для измерения.




РИСУНКИ

, , ,





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru