УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИСКРЕНИЯ НА КОЛЛЕКТОРЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
DEVICE FOR MEASURING SPARKING RATE ON COLLECTOR OF GENERAL-PURPOSE ELECTRIC MACHINE

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для экспериментального исследования и контроля искрения на коллекторе электрической машины.
Известно устройство для объективной оценки коммутации электрической машины по переменной составляющей напряжения на разнополярных щетках, содержащее последовательно включенные фильтр, выпрямитель, ограничитель низкочастотных пульсаций напряжения, амплитудный ограничитель и электроизмерительный прибор. (Авторское свидетельство СССР №855873, кл. Н02К 15/00, Н02К 13/14, 1981).
Недостаток данного устройства заключается в том, что оно не позволяет осуществлять раздельную оценку искрения, вызванного недо- и перекоммутированными секциями.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения интенсивности искрения на коллекторе универсальной электрической машины, содержащее фильтры низких и высоких частот, входы которых подключены к разнополярным щеткам испытуемой машины. Выход фильтра высоких частот соединен с первым входом переключателя напрямую, а со вторым его входом - через инвертор. Выход фильтра низких частот подключен через формирователь прямоугольных импульсов к управляющему входу переключателя. Выход переключателя соединен с двумя разнополярно включенными диодами, выход каждого диода соединен с входом соответствующего канала двухканального блока управления и с основным входом соответствующего линейного ключа. Выход каждого канала блока управления соединен с управляющим входом соответствующего линейного ключа, выход каждого линейного ключа соединен с входом соответствующего канала блока индикации. (Патент на полезную модель RU №65302, кл. Н01R 39/58, G01R 31/34 2007).
Недостатком указанного устройства является то, что оно не учитывает значение фазы коммутации при оценке интенсивности искрения щеток.
Целью изобретения является повышение объективности оценки интенсивности искрения щеток универсальных двигателей за счет получения информации о фазе коммутации импульсов искрения.
Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее фильтры высоких и низких частот, входы которых подключены к разнополярным щеткам, установленным на коллекторе испытуемой машины, переключатель, подключенный к фильтру низких частот через формирователь прямоугольных импульсов и к фильтру высоких частот напрямую и через инвертор, два вентильных элемента, разнополярно подключеных к выходу переключателя, причем выходы вентильных элементов присоединены через линейные ключи к входам двухканального блока индикации, а управляющие входы каждого линейного ключа присоединены к соответствующим выходам двухканального блока управления, входы которого подключены к выходам соответствующих вентильных элементов, дополнительно снабжено счетчиком, генератором прямоугольных импульсов и блоком памяти, причем управляющий вход счетчика подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, генератор прямоугольных импульсов подключен к счетчику, входы блока памяти подключены к выходам счетчика и переключателя.
На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.
Предложенное устройство содержит фильтры низких 1 и высоких 2 частот, входы которых подключены к разнополярным рабочим щеткам испытуемой машины. Выход фильтра высоких частот соединен с первым входом переключателя 5 напрямую, а со вторым его входом - через инвертор 6. Выход фильтра низких частот 1 подключен через формирователь прямоугольных импульсов 4 к управляющему входу переключателя 5 и управляющему входу счетчика 7. Генератор прямоугольных импульсов 3 подключен к счетчику 7. Выход счетчика 7 подключен к первому входу блока памяти 10. Выход переключателя 5 соединен со вторым входом блока памяти 10 и с двумя разнополярно включенными диодами 8, выход каждого диода соединен с входом соответствующего канала двухканального блока управления 9 и с основным входом соответствующего линейного ключа 11 или 12. Выход каждого канала блока управления 9 соединен с управляющим входом соответствующего линейного ключа, выход каждого линейного ключа соединен с входом соответствующего канала блока индикации 13.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал (фиг.2а), снимаемый с разнополярных щеток испытуемой машины, содержит несущую составляющую напряжения промышленной частоты и высокочастотные импульсы, связанные с процессом коммутации. Фильтр низких частот 1 подавляет высокочастотные пульсации и пропускает несущее напряжение (фиг.2б). Полученный сигнал поступает на вход формирователя прямоугольных импульсов 4, который вырабатывает управляющие сигналы (фиг.2в), соответствующие изменению полярности несущего напряжения. Эти сигналы поступают на управляющий вход переключателя 5 и управляющий вход счетчика 7. Фильтр высоких частот 2 ограничивает прохождение переменной составляющей напряжения и пропускает только высокочастотные импульсы (фиг.2г), связанные с процессом коммутации. Эти импульсы поступают на первый вход переключателя 5 и на вход инвертора 6, который изменяет их полярность. Полученные импульсы (фиг.2д) поступают на второй вход переключателя 5. Переключатель 5 по управляющему сигналу пропускает высокочастотные импульсы с выхода фильтра высоких частот 2 при положительных полуволнах несущего напряжения и импульсы с выхода инвертора 6 при отрицательных полуволнах. Полученный на выходе переключателя 5 сигнал (фиг.2е) содержит положительные импульсы, вызванные недокоммутированными секциями, и отрицательные импульсы, вызванные перекоммутированными секциями. Разделенные диодами 8 по признаку полярности импульсы поступают на основные входы линейных ключей 11 и 12 и на входы двухканального блока управления 9. Блок управления 9 формирует импульсы разрешения, которые подаются на управляющие входы линейных ключей 11 и 12. Линейный ключ пропускает импульс, поступающий на его основной вход лишь в том случае, когда одновременно с этим импульсом на управляющем входе присутствует импульс разрешения. Высокочастотные импульсы, разделенные по признаку полярности, поступают на входы двухканального блока индикации 13, показывающего искрение от недо- и перекоммутации. Импульсы с выхода генератора прямоугольных импульсов 3 (фиг.2ж) поступают на вход счетчика, который считает фазу коммутации и сбрасывается каждый раз, когда поступают управляющие сигналы с выхода формирователя прямоугольных импульсов 4. Информация об импульсах искрения, получаемая с выхода переключателя 5, и информация о фазе коммутации, формируемая счетчиком 7, поступает на вход блока памяти 10 и формируется в виде записей базы данных, которая затем обрабатывается с помощью ЭВМ.
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить объективность оценки искрения щеток универсальных двигателей за счет использования информации о фазе коммутации импульсов искрения. Также полученная база данных импульсов искрения и фаз коммутации может использоваться для диагностирования коллекторно-шеточного узла.