Способ контроля радиального зазора в подшипниках коллекторной многополюсной машины постоянного тока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электромашиностроению , в частности к кол лекторным машинам постоянного тона с петлевой обмоткой якоря. Цель изобретения - распирение функциональных возможностей, снижение трудоемкости .контроля за счет его осуществления без демонтажа машины с места установки . Генератор содержит коллектор 1,щетки 2, обмотки 3 добавочных полю (Я с |С 4ik о

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (у 4 Н 02 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

baal

4ь

СР 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3840322/24-07 (22) 07.01.85 (46) 30.71 86. Бюл. 1Ф 44 (71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) N.Ï. Попов и Б.И. Полищук (53) 621.313.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 493864, кл. Н 02 К 15/14, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 771461, кл. Н 02 К 15/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 849031, кл. G 01 M 13/04, 1981.

„„80„„1274077 A 1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА В ПОДШИПНИКАХ КОШЕКТОРНОЙ MHO

ГОПОЛЮСНОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к коллекторным машинам постоянного тома с петлевой обмоткой якоря. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, снижение трудоемкости .контроля за счет его осуществления .без демонтажа машины с места установки. Генератор содержит коллектор 1,. щетки 2, обмотки 3 добавочных полю1274077 сов и компенсационные обмотки, обмотку возбуждения 9, основные полюса 10.

На одной половине окружности коллектора 1 невращающегося ротора вынимают из гнезд щеткодержателей щетки 2, от которых отсоединяют ветви обмоток 3, а неотсоединенные от щеток ветви обмоток 3 соединяются между собой параллельно. При включении внешнего источника постоянного напряжения 11 на ротор машины действует сила односто1

Изобретение относится к контролю многополюсных коллекторных машин постоянного тока, а именно к машинам с петлевой обмоткой якоря, преимущественно в условиях эксплуатации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, снижение трудоемкости контроля за счет его осуществления без демонтажа машины с места установки, а также повышение чувствительности при контроле машин, имеющих дополнительные полюса и ком- пенсационные обмотки.

На чертеже представлена схема соединений основных элементов шестиполюсного авиационного компенсированного генератора постоянного тока с петлевой обмоткой якоря и подключенного к генератору устройства, реализующего предлагаемый способ.

Осуществление способа иллюстрируется применительно к представленному на чертеже шестиполюсному компенсированному авиационному генератору постоянного тока.

Генератор содержит коллектор 1, щетки 2, обмотки 3 добавочных полюсов и компенсационные обмотки, сборные шины 4, объединяющие щетки 2 од" ной полярности, сборные шины 5, объединяющие щетки 2 другой полярности, перемычку 6, сборную шину 7 обмоток

3 добавочных полюсов и компенсационных обмоток, уравнители 8 первого рода, обмотку 9 возбуждения, основные полюса 10.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит источник 11 постоянного напряжения, соединенные роннего магнитного тяжения, направленная в ту сторону окружности коллектора, на которую наложены щетки 2, при этом ротор перемещается в радиалв. ном направлении и выбирается радиальный зазор в подшипниках, а в обмотке

9 наводится ЭДС, по величине которой судят о радиальном зазоре в подшипниках машин. Это дает возможность предотвратить разрушение подшипников, 1 с.п. ф-лы и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

2 . с ним последовательно через командоаппарат 12 балластный резистор 13, сборную шину 7 контролируемой машины и перемычку 6, ротор и первичную обмотку трансформатора 14 тока, вторичная обмотка которого, шунтированная переменным резистором 15 и диодом 16 и соединенная последовательно-встречно с оомоткой 9 возбуждения, 10 подключена к первичной обмотке разделительного трансформатора 17,управляющего транзисторами 18 и 19 двухтактного усилителя, нагруженного через диод 20 на резистор 21 парал15 лельно которому включены конденсатор

22 и индикатор 23. Включение устройства в работу осуществляется выключателем 24.

20 Если контролируемая машина не содержит обмотки 3 добавочных полюсов и компенсационной обмотки, то устройство подключается не к шине 7 и перемычке 6, а клеммам +Я, -Я маши25 ны, а источник постоянного напряжения подключают непосредственно к клеммам +Я, -Я.

Способ осуществляется следующим образом. щи На одной половине окружности коллектора 1 невращающегося ротора вынимают из гнезд щеткодержателей щетки 2, отсоединяют от вынутых щеток 2 ветви обмоток 3 добавочных полюсов и .компенсационных обмоток, что условно изображено соответственно отсутствием контакта щеток 2 с правой половиной коллектора и разрывом цепи между ветвями обмоток 3 добавочных

1274077 полюсов и компенсационных обмоток и щетками 2.

Сборные шины 4, объединяющие щетки 2 одной полярности, и сборные шины 5, объединяющие щетки 2 другой 5 полярности, выведенные на клеммную панель машины соответственно клемма- ми +Я и -Я,объединяют вместе перемычкой 6, которую подсоединяют к одной из клемм внешнего источника постоянного напряжения.

Сборную шину 7 с клеммой -П,также выведенной на клеммную панель авиационного компенсированного генератора, соединяют с другой клеммой внешнего источника постоянного напряжения.

В результате выполнения описанных операций обмотка ротора машины и неотсоединенные от щеток 2 ветви обмоток 3 добавочных полюсов и компенсационных обмоток оказываются соединенными между собой параллельно.

При включении внешнего источника постоянного напряжения на ротор машины действует сила одностороннего магнитного тяжения, направленная в ту сторону окружности коллектора 1, на которую наложены щетки 2.

Возникновение силы одностороннего ЗО магнитного тяжения при подключении напряжения к невынутым из гнезд щеткодержателей щеткам 2 возможно толь" ко в многополюсной (с числом полюсов более двух) машине с петлевой обмот- З5 кой ротора, так как такая .обмотка имеет число параллельных ветвей,равное числу полюсов.

Уравнители 8 первого рода, всегда 40 применяемые в петлевых обмотках,снижают при том же токе в обмотке ротора силу одностороннего магнитного тяжения, поэтому для повышения чувствительности при контроле компенси- 45 рованных машин неотсоединенные от щеток 2 ветви обмоток 3 добавочных полюсов и компенсационных обмоток подключаются параллельно обмотке ротора, что способствует увеличению 50 силы одностороннего магнитного тяжения, так как при таком подключении

ЬЩС обмотки ротора и МДС обмотки 3 действуют согласно.

Под действием силы односторонне- 55

ro магнитного тяжения ротор перемещается в радиальном направлении и

"выоирае-..ся" радиальный зазор в подшипниках, а в обмотке 9 возбуждения машины наводится ЭДС.

ЭДС имеет две составляющие: составляющую, зависящую от начального воздушного зазора между полюсами 10 машины и ротором и от скорости изменения тока, подаваемого в процессе контроля и обмотку ротора, и составляющую, зависящую от тока в обмотке ротора и от скорости изменения воздушного зазора в процессе перемещения ротора. к полюсам 10.

Измеряя ЭДС обмотки 9 возбуждения, в соответствии с предлагаемым способом судят о радиальном зазоре в подшипниках машины.

Указанные составляющие ЭДС по разному зависят от радиального зазора в подшипниках:первая составляющая уменьшается с увеличением зазора,а вторая — увеличивается. По этой причине при одинаковых значениях тока ротора, но различных зазорах среднее значение ЭДС обмотки 9 возбуждения изменяется незначительно.

Повышение чувствительности достигается тем, что в соответствии с предлагаемым способом генерируют добавочный импульс напряжения, который зависит только от скорости нарастания тока ротора и не зависит от зазора, вычитают этот импульс иэ

ЭДС обмотки 9 возбуждения и по разности судят о радиальном зазоре в подшипниках.

Амплитуду добавочного импульса напряжения устанавливают равной амплитуде импульса напряжения однотипной машины с заведомо допустимым радиальным зазором в подшипниках.

Вследствие механической инерции ротора его возврат в исходное положение происходит тогда, когда ток ротора спадает практически до нуля и поэтому можно считать, что при отключении тока в обмотке 9 возбуждения наводится только первая составляющая ЭДС.

Перед отключением тока зазор между ротором и полюсами 10 машины минимален, так как ротор притянут к ним.

Благодаря этому при отключении тока первая составляющая ЭДС максимальна и ее нецелесообразно компенсировать добавочным импульсом напряжения. Поэтому при отключении тока добавочный импульс напряжения обнуляют.

5 12740

Устройство работает следующим образом.

При включении выключателя 24, запускается командоаппарат 12, который периодически через балластный резис5 тор 13 подключает к ротору .машины источник 11 постоянного напряжения.

Балластный резистор 13 служит для ограничения тока, потребляемого ротором и соединенными с ним обмотка- 10 ми 3 дополнительных полюсов и компенI сационными обмотками.

Наводимая в обмотке 9 возбуждения

ЭДС, из которой при нарастании тока ротора вычитается напряжение, ге- 15 нерируемое вторичной обмоткой трансформатора 14 тока, подается на первичную обмотку разделительного трансформатора 17.

Подстроечный резистор 15, шунти- 20 рующий вторичную обмотку трансформатора 14 тока, служит для установки амплитуды добавочного напряжения, пропорционального скорости нарастания тока ротора. Диод 16, шунтирующий вторичную обмотку трансформатора 14 тока, обеспечивает обнуление добавочного напряжения при отключении цепи ротора. Вторичная обмотка трансформатора 14 токавключена последовательно gp

4 встречно с обмоткой 9 возбуждения.

Результирующий сигнал, состоящий из ЭДС обмотки 9 возбуждения и вычитаемого из нее добавочного напряжения, усиливается транзисторами 18 и

19 и через диод 20 подается на нагрузочный резистор 21, зашунтированный конденсатором 22.

При периодических включениях и отключениях командоаппаратом 12 це- 40 пи ротора конденсатор 22 заряжается до напряжения, пропорционального радиальному зазору в подшипниках контролируемой машины, которое индицируется индикатором 23. 45

Применение при эксплуатации коллекторных электрических машин постоянного тока предлагаемого способа дает возможность предотвратить разруше ние подшипников и полнее использовать 50 технические возможности машины.

Реализация способа не требует изменений конструкции машины, а контроль может быть выполнен без ее демонтажа с места установки. 55

Формула изобретения

Способ контроля радиального

"зазора в подшипниках коллекторной

77

Ь многополюсной машины постоянного то ка, состоящий в том, что на обмотку ..машины подают импульс напряжения и определяют перемещение ротора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости контроля и расширения функциональных возможностей путем контроля без демонтажа машины с места установки, вынимают из гнезд щеткодержателей щетки на половине коллектора, через остальные щетки подают импульс напряжения на обмотку ротора, измеряют

ЭДС обмотки возбуждения, по ее величине определяют радиальный зазор в подшипниках.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле машин, имеющих дополнительные по. люса и компенсационные обмотки, перед подачей напряжения отсоединяют от вынутых из гнезд щеткодержателей щеток обмотки дополнительных полюсов и компенсационные обмотки, а остальные обмотки подключают параллельно обмотке ротора.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что одновременно с измерением ЭДС обмотки возбуждения дополнительно определяют напряжение, пропорциональное скорости нарастания тока обмотки ротора, вычитают это напряжение из ЭДС обмотки возбуждения.

4. Устройство для контроля радиального зазора в подшипниках коллекторной многополюсной машины постоянного тока, содержащее источник постоянного напряжения, соединенный с ним и обмоткой ротора командоаппарат, усилитель и подключенный к его выходу индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения трудоемкости контроля, в него введены трансформатор тока, переменный резистор, балластный резистор, диод, а усилитель выполнен двухтактным с трансформаторным входом, соединенным с включенными последовательно-встречно обмоткой возбуждения и вторичной обмоткой трансформатора тдка, шунтированной переменным резистором и диодом, причем балластный резистор и первичная обмотка трансформатора тока включены последовательно с командоаппаратом.