Устройство для измерения силы давления щетки на коллектор электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей . Установка состоит из электрической центрифуги, на .платформе 6 которой установлена электрическая машина 3, и блока управления , включающего электрический элемент контроля момента отрыва щетки от коллектора 4, блок изменения частоты вращения центрифуги, блок питания электродвигателя 7 и регистрирующий прибор |0. На валу электрической машины 3 установлены коллектор 4, с которым контактируют щетки 1. Электрическая j amHHa 3 установлена на платформе 6 центрифуги с радиальным смещением R относительно центра и ориентирована таким образом , чтобы сила давления исследуемой щетки F.. была направлена к оси вращения цеитрифуги. Платформа 6 центрифуги установлена на валу приводного электродвигателя 11. При вращении платформы 1 центрифуги-на щетку действует центробежная сила Гц, пропорциональная величине (R+R) и стремящаяся оторвать ее от коллектора . Электрический сигнал с элемента контроля отрыва 5 поступает в обмотку управления электромагнитной муфты 12, механическая связь электродвигателя 11 с переменным конденсатором генератора 13.размыкается, процесс повышения частоты выходного сигнала прерывается и частота вращения платформы 6 с электрической мащиной 3 устанавливается постоянной. Регистрирующий прибор 10 фиксирует эту частоту. Сила давления щетки на коллектор определяется по известному выражению для центробежной силы. ,1 ил. 9i (Л 4 СП ч О со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (бц 4 Н 01 R 39/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4240484/24 07 (22) 04.05..87 (46) 07,02.89, Бюл. ¹ 5 (72) В.H.Êðûâîé, Г.Н.Романов и А.A,Øìåëåâ (53) 621.3.047(088.8) (56) Лившиц П.С ° Справочник по щеткам электрических машин. — М.: Энергоатомиздат, 1983, с.144-145.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1239778, кл. H 01 R 39/58, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ

ДАВЛЕНИЯ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Установка состоит из электрической центрифуги, на .платформе 6 которой установлена электрическая машина 3, и блока управления, включающего электрический элемент контроля момента отрыва щетки от коллектора 4, блок изменения частоты вращения центрифуги, блок питания электродвигателя 7 и регистрирующий прибор 10. На валу электрической машины 3 установлены коллек„„S0„„1457033 А 1 тор 4, с которым контактируют щетки 1. Электрическая .машина 3 установлена на платформе 6 центрифуги с радиальным смещением R относительно центра и ориентирована таким образом, чтобы сила давления исследуе- мой щетки F была направлена к оси вращения центрифуги. Платформа 6 центрифуги установлена на валу приводного электродвигателя 11. При вращении платформы 1 центрифуги на щетку действует центробежная сила

F, пропорциональная величине (R+R,) и стремящаяся оторвать ее от коллектора. Электрический сигнал с элемента контроля отрыва 5 поступает в обмотку управления электромагнитной муфты 12, механическая связь электродвигателя 11 с переменным конденсатором генератора 13 размыкается, процесс повышения частоты выходного сигнала прерывается и частота вращения платформы 6 с электрической машиной 3 устанавливается постоянной, Регистрирующий прибор 10 фиксирует эту частоту. Сила давления щетки на коллектор определяется по известному выражению для центробежной силы. ил.

1457033

Изобретение относится к электротехнике, в части создания устройств . для измерения силы давления щетки на коллектор электрической машины, и может быть использовано для собранных электрических машин, преимущественно малой мощности,в условиях их изготовления, исследования, эксплуатации и ремонта, Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства.

На чертеже показана блок-схема устройства для измерения силы давления щетки на коллектор электрической машины.

Устройство содержит исследуемую щетку 1, взаимодействующую с установленным на валу 2 электрической машины 3 коллектором 4, связанный со щеткой 1 электрический элемент

5 контроля момента отрыва щетки от коллектора 4„ Устройство дополнительно содержит электрическую центрифугу с платформой 6, блок 7 питания электродвига геля 8 которой связан своим входом с управляемым блоком

9 изменения частоты вращения центрифуги 6. Электрический элемент 5 контроля включен в цепь управления блока 9 изменения частоты вращения.

Параллельно на.входе блока 7 питания электродвигателя включен регистратор 10 например частотомер.

На вращающейся платформе 6 установлена электрическая машина 3, при этом фиксировано ее радиальное смещение относительно оси вращения платформы центрифуги (на чертеже показано фиксированное радиальное смещение R оси вала 2 машины относительно оси вращения платформы 6).

Машина 3 установлена на платформе

6 так, что сила Р давления исследуемой щетки 1 найравлена к оси вращения платформы 6 центрифуги.

Элемент 5 контроля момента отрыва щетки от коллектора может быть

Ъ выполнен пс-разному. В простейшем случае — это источник тока (батарейка) и лампочка, включенные. последовательно в щеточно-коллекторную цель электрической машины. При необходимости более детального анализа процесса отрыва щетки от коллектора он может быть выполнен в виде .. компаратора (как в прототипе),один вход которого соединен через мало5

55 мощный источник постоянного тока с исследуемыми щетками, второй вход соединен с задатчиком порогового уровня сигналом, а выход через ключ соединен с индикатором.

Блок 9 изменения частоты вращения центрифуги состоит из электродвигателя 1 1, электромагнитной муфты 12 и генератора 13 переменной частоты.Вал электродвигателя 11 через электромагнитную муфту 12 соединен с осью конденсатора переменной емкости генератора 13. В зависимости от сигнала, поступающего с элемента 5 в обмотку управления электромагнитной муфты 12, она может быть замкнута или разомкнута.

Электрическая связь элемента 5 контроля со щетками 1 осуществляется, например, через скользящие контакты и контактные кольца (не показаны, связь условно обозначена штриховыми линиями),установленные на оси.приводного двигателя 8 центрифуги. Возможен вариант, когда элемент 5 контроля расположен на платформе 6, а связь его с блоком

9 изменения частоты вращения цен- . трифуги осуществляется через фотоэлемент.

Устройство работает следующим образом.

При подключении блока 9 изменения частоты вращения центрифуги к источнику питания электродвигатель 11 начинает через замкнутую электромагнитную муфту 12 вращать ось конденсатора переменной емкости генератора 13 переменной частоты. Выходной сигнал генератора 13 поступает на вход блока 7 питания электродвигателя 8 центрифуги. Вал электродвигателя 8 с укрепленной на его конце платформой 6 начинает вращаться с нарастающей частотой.

При вращении платформы 6 центрифуги на щетку 1 действует центробежная сила Р„,пропорциональная величине (R + R<),(ãäå R, — расстояние от оси (вала 2) электрической машины 3 до центра тяжести щетки 1) и стремящаяся оторвать ее от коллектора

4. При достижении некоторого значения скорости (частоты) вращения Ч платформы происходит уравновешивание сил F и Р и наступает момент отрыва щетки от коллектора.

В зависимости от выполнения и принципа действия элемента 5 кон57033

Формула изобретения

F =F =m(R+R)G.

Ц 1 где m — масса щетки.

Составитель М.Кузнецова

Редактор А.Шандор Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Заказ 7557/51 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

14 троля момента отрыва на его выходе формируется соответствующий электрический сигнал, поступающий в обмотку управления электромагнитной муфтой 12. Последняя срабатывает, размыкается механическая связь электродвигателя 11 с переменным конденсатором генератора 13, процесс повышения частоты выходного сигнала прерывается, и частота вращения платформы 6 с электрической машиной

3 устанавливается постоянной. Регистрирующий прибор 10 фиксирует эту частоту.

Сила давления щетки 1 на коллектор 4 определяется по выражению для центробежной силы

При необходимости устройство обеспечивает возможность определения силы давления щетки в динамике, т.е. при работе многополюсной электрической машины в режиме двигателя или на электрической машине, вал которой с коллектором приводится принудительно во вращение от вспомогательного электродвигателя (как в прототипе). Для этого на платформе

6 должны быть установлены соосно закрепленные исследуемая электрическая машина и вспомогательный электродвигатель, валы которых направлены встречно и соединены муфтой. Питание на вспомогательный электродвига-. тель подается от специального источника через контактные кольца на оси электродвигателя 8.

Предлагаемое устройство обладает широкой применимостью, так как позволяет выполнять изменения силы давления щетки на коллектор в любых электрических машинах с различной конструкцией щеточно-коллекторных узлов, независимо от того, имеются в зоне этих узлов окна, необходимые

10 для осуществления механической связи щетки с силоизмерительным устройством, необходимость которых требует известное устройство.

Устройство для измерения силы давления щетки на коллектор электрической машины, содержащее электрический элемент контроля момента отрыва щетки от коллектора, связанный с регистратором, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных воэможностей, оно дополнительно содержит электрическую центрифугу с платформой, предназначенной для установки на ней электрической машины, с фиксированным радиальным смещением относительно оси платформы так, что сила давления исследуемой щетки направлена к оси вращения платформы, при этом вход блока питания электродвигателя связан с дополнительно введенным управляемым блоком изменения частоты вращения центрифуги, причем электрический элемент контроля момента отрыва щетки от коллектора включен в цепь управления блока изменення частоты вращения центрифуги, а ре40 гистратор включен также на входе блока питания электродвигателя центрифуги.