УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА С ЕДИНИЧНЫМ ЩЕТОЧНЫМ ПЕРЕКРЫТИЕМ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА С ЕДИНИЧНЫМ ЩЕТОЧНЫМ ПЕРЕКРЫТИЕМ


RU (11) 2066911 (13) C1

(51) 6 H02K15/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

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

(21) Заявка: 4897579/07 
(22) Дата подачи заявки: 1990.10.16 
(45) Опубликовано: 1996.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 505090, кл. H 02 K 13/14, 1976. 2. Толкунов В.П. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. М., 1979, с.70-71. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Энергия" 
(72) Автор(ы): Харизман Ю.Д.; Сабуров А.Н.; Скороспешкин А.И.; Соловьев А.А.; Чумак В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное предприятие "Элим ЭНВО" 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА С ЕДИНИЧНЫМ ЩЕТОЧНЫМ ПЕРЕКРЫТИЕМ 

Использование: испытательная аппаратура для электрических машин постоянного тока. Сущность изобретения: для измерения периода коммутации использован генератор высокочастотных колебаний, включенный в последовательный колебательный контур с индуктивностью, щеткой и коллектором. При коммутации модулируется частота контура и частота модуляции измеряется. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электрических машин, в частности к средствам для анализа коммутационных процессов в коллекторных электрических машинах постоянного тока (преимущественно микродвигателях).

Известно устройство, состоящее из дополнительной щетки, установленной вблизи сбегающего края одной из рабочих щеток, электронного ключа, устройства синхронизации и измерительного блока. Устройство позволяет оценить влияние различных технологических и конструктивных факторов на неидентичность коммутационных циклов (периодов коммутации).

Но это устройство дает лишь качественную сравнительную оценку периодов коммутации секций якорной обмотки машины.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является устройство, содержащее осциллограф, отражающую метку, наклеенную на набегающем крае одной из коллекторных пластин и подключенный к осциллографу фотодатчик коллекторных пластин, состоящий из фотодиода, установленного точно по набегающему краю щетки, и точечного источника света сфокусированного на свободном конце коллектора по линии набегающего края щетки.

Имея фиксированное начало коммутационного периода за счет установки фотодиода по набегающему краю щетки, масштаб времени, коллекторные метки от фотодатчика и размер щетки определяют временные параметры периода коммутации. На набегающий край пластины, предшествующей той, к которой подключена исследуемая секция, наклеивается узкая полоска алюминиевой фольги, позволяющая сформировать с помощью фотодиода электрический сигнал (метку) геометрического расположения коллекторных пластин и измерить временные соотношения при исследовании периода коммутации.

Недостатком известного устройства является невысокая точность, которая определяется неравномерностью отражающие способности краев коллекторных пластин (наличие фасок, подгара и т.п.) и инерционностью фотодатчика. При измерении не учитывается, что, реальная дуга щеточного контакта (период коммутации) зависит от различных факторов (разновысокость соседних коллекторных пластин, наличие подгара, степень прикатанности щетки и т.п.) и отличается от кажущейся (геометрической), которая определяется известным устройством так, как при измерении предлагается, что начало и окончание периода коммутации совпадает с моментами касания и отрыва набегающего и сбегающего краев щетки от соответствующих краев коллекторной пластины и, следовательно, период коммутации определяется только соотношением геометрических размеров щетки, коллекторной пластины и пазов между пластинами.

Необходимость установки и точной настройки фотодатчика и отражающей метки на коллекторную пластину требует препарирования машины и является сложной и тpудоемкой операцией, требующей значительных затрат времени (особенно для микромашин).

Целью изобретения является снижение трудоемкости измерения и повышение доверительной вероятности оценки периода коммутации. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения периода коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока с единичным щеточным перекрытием, содержащее осциллограф, фотодатчик, подключенный к синхронизирующему входу осциллографа и светоотражающую щетку на валу электрической машины, снабжено катушкой индуктивности, генератором высокочастотных гармонических колебаний, резистором, демодулятором и фильтром, соединенными последовательно, причем вход демодулятора соединен с незаземленным корпусом машины, выход фильтра с входом осциллограф, а катушка индуктивности с выводной клеммой машины.

При этом индуктивность выбирается в пределах

L (0,0005-0,01)Lо,

а частота генератора

,

где L индуктивность катушки,

Lo индуктивность секции якорной обмотки,

Fp частота генератора высокочастотных гармонических колебаний (резонансная частота последовательного колебательного контура),

Cк конструктивная емкость "коллекторная пластина корпус машины",

3,14 (постоянная).

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема последовательного колебательного контура, образованного дополнительной катушки индуктивности и конструктивной емкостью "коллекторная пластина корпус", на фиг. 3 форма электрического сигнала на резисторе (а), на выходе детектора (б) и на выходе фильтра (в).

Устройство содержит генератор высокочастотных гармонических колебаний 1, дополнительную катушку индуктивности 2, резистор 3, демодулятор 4, электрический фильтр 5, осциллограф 6, отражающую метку 7 на валу машины, фотодатчик 8, состоящий из фотодиода 9 и точечного источника света 10. Причем один из выходов генератора высокочастотных гармонических колебаний 1 через дополнительную катушку индуктивности 2 соединен с одним из выводных концов 11 электрической машины, а другой выход через резистор 3 одновременно подключен к корпусу 12 электрической машины и ко входу демодулятора 4, выход которого через электрический фильтр 5 связан со входом осциллографа 6, вход внешней синхронизации которого подключен к выходу фотодатчика 8.

На фиг. 2 обозначено: 13 щетка, 14, 15 коллекторные пластины, Lc индуктивность секций якорной обмотки, L индуктивность дополнительной катушки, подключенной к выводному концу 11 электрической машины, Ск конструктивные емкости "коллекторная пластина корпус".

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 высокочастотных гармонических колебаний настраивают на частоту резонанса Fp последовательного колебательного контура, имеющего индуктивность L и емкость Ск (фиг. 2).

При этом величина дополнительной индуктивности L выбирается значительно меньше величины индуктивности секции якорной обмотки L (0,005-0,01)Lc, чтобы резонансная частота последовательного контура превышала резонансные частоты контуров, образованных индуктивностями секций якорной обмотки Lc и конструктивными емкостями Ск (см. фиг. 2), что позволяет исключить влияние этих контуров.

При вращении якоря электрической машины происходит изменение параметров последовательного контура в момент коммутации. Так например, при замыкании щеткой 13 коллекторных пластин 14 и 15 (см. фиг. 2) конструктивные емкости Ск этих пластин включаются параллельно, что вызывает расстройку контура относительно установленной частоты Fp и, следовательно, амплитудную модуляцию высокочастотного сигнала циклами замыкание размыкание секций якорной обмотки при вращении якоря.

Амплитудно-модулированный сигнал, снимаемый с резистора 3 (фиг. 3а), установленного в высокочастотной цепи, поступает на демодулятор 4, где он детектируется (фиг. 3б) и затем на электрический фильтр 5, для фильтрации несущей высокочастотной составляющей сигнала. После фильтрации, низкочастотный сигнал (фиг. 3в) подается на вход осциллографа 6, которым осуществляется измерение периодов коммутации Т1, T2, T3. секций якорной обмотки (фиг. 3в). Для взаимной ориентации секций на осциллограмме, запуск развертки осциллографа осуществляется внешней синхронизацией от фотодатчика 8, срабатывающего от отражающей метки 7, зафиксированной на валу электрической машины. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Устройство для измерения периода коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока с единичным щеточным перекрытием, содержащее осциллограф, фотодатчик, подключенный к синхронизирующему входу осциллографа, и светоотражающую метку на валу электрической машины, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости измерения и повышения доверительной вероятности оценки периода коммутации, оно снабжено катушкой индуктивности, генератором высокочастотных гармонических колебаний, резистором, демодулятором и фильтром, соединенными последовательно, причем вход демодулятора соединен с незаземленным корпусом машины, выход фильтра с сигнальным входом осциллографа, а катушка индуктивности с выводной клеммой машины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индуктивность выбирается в пределах

L (0,005 oC 0,01)Lс,

а частота генератора



где L индуктивность катушки;

Lс индуктивность секции якорной обмотки;

fр частота генератора высокочастотных гармонических колебаний (резонансная частота последовательного колебательного контура);

Cк конструктивная емкость коллекторная пластина корпус машины.




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