DE2900365A1

DE2900365A1 - Einrichtung zum erfassen unzulaessigen kommutatorfeuers bei gleichstrommaschinen

Info

Publication number: DE2900365A1
Application number: DE19792900365
Authority: DE
Inventors: Guenther Ing Grad Leberzammer; Rainer Ing Grad Nittschalk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-01-05
Filing date: 1979-01-05
Publication date: 1980-07-17
Also published as: JPS5594166A

Description

Einrichtung zum Erfassen unzulässigen Kommutatorfeuers
bei Gleichstrommaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erfassen unzulässigen Kommutatorfeuers bei Gleichstrommaschinen.
Bei Gleichstrommaschinen treten am Kommutator an den Bürsten Funken auf, die normalerweise unterhalb einer gewissen Intensität unschädlich sind. Oberschreitet jedoch die Funkenintensität einen gewissen Wert, z.B. weil die Bürstenbrücke nicht in der neutralen Zone steht, so kann dies zu erheblichen Schäden am Kommutator durch Verbrennungen führen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache Einrichtung zur Uberwachung unzulässigen Bürstenfeuers zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Ablaufkante mindestens einer Bürste von den Kommutatorlamellen ein fotoelektrisches Element gerichtet ist, dem ein elektrischer Verstärker nachgeschaltet ist, daß an den Verstärker parallel eine Integriervorrichtung für die Zahl von abgegebenen Impulsen je vorgegebener Zeiteinheit und ein Glied zum Erfassen der Zeitdauer anstehender Signale anschließbar sind und daß eine nachgeschaltete Störungsanzeige anspricht, wenn die Zahl der Impulse je Zeiteinheit oder die Dauer eines anstehenden Signals vorgegebene Werte überschreiten.
Konstruktiv sind dabei vorteilhafterweise die als Fotodiode oder Fototransistor ausgebildeten fotoelektrischen Elemente samt Verstärker in einem auf die Ablaufkante gerichteten Rohr untergebracht.
Da eine Gleichstrommaschine normalerweise in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann, wird ferner zweckmäßigerweise auf jeder Seite der Bürste eine optische Überwachung vorgesehen.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert: Die Zeichnung zeigt eine Bürste 4 einer nicht näher dargestellten Bürstenbrücke, die auf den Lamellen 2 des Kommutators 1 der Gleichstrommaschine schleift. Wenn die Lamellen 2 bei Drehung des Kommutators 1 in Richtung des Pfeiles 3 die Ablaufkante 5 der Bürste 4 verlassen, kommt es zu elektrischen Funkenbildungen. Diese werden mit einem auf die Ablaufkante 5 gerichteten fotoelektrischen Element in Form einer Fotodiode 6 erfaßt, in elektrische Signale umgeformt und einem elektronischen Verstärker 8 zugeführt. Verstärker 8 und Fotodiode 6 sind dabei in einem auf die Ablaufkante weisenden Rohr 7 untergebracht. Das Ausgangssignal des Verstärkers 8 wird über ein Gatter 10 parallel einer Integriervorrichtung 12 für die Ermittlung der Anzahl der Impulse am Ausgang des Verstärkers 12 je Zeiteinheit und einem Glied 11 zur Erfassung der Zeitdauer der anstehenden Signale zugeführt. Die Integriervorrichtung 12 kann dabei z.B. als Zähler oder Register ausgebil- det sein, das bei jedem Puls um einen Schritt weitergeschaltet wird. Die Integriervorrichtung 12 wird dann selbsttätig nach einer vorgegebenen Zeit durch eine Rücksetzeinrichtung 13 auf Null zurückgestellt. Sind zwischen den Rückstellungen soviele Impulse angekommen -d.h. Impulse, die von der Fotodiode 6 erfaßt werden und deren Amplitude zum Anregen eines Schrittes ausreicht -, daß das Register seinen Endzustand erreicht hat, so wird über das Gatter 15 eine Störungsmeldung an die Störungsanzeige 14 abgegeben.
Gleichzeitig wird laufend zusätzlich mit dem Glied 11 geprüft, ob ein Signal bestimmter Zeitdauer vorhanden ist. Auch dies wird als Kriterium für eine Störung verwendet.
Werden z.B. pro Zeiteinheit von 3 Sekunden mehr als drei Pulse registriert oder steht das Ausgangssignal des Verstärkers 8 ununterbrochen länger als z.B. 0,5 Sekunden an, so spricht die Störungsanzeige 14 an.
Durch die Wahl der Verstärkung des Verstärkers 8 und die entsprechende Wahl der Ansprechschwelle der Integriervorrichtung 11 und des Gliedes 12 hat man es in der Hand, nur solche Signale auszuwerten, deren Amplitude auf eine ernsthafte Störung im Kommutator schließen läßt.
Wenn die Gleichstrommaschine in beiden Drehrichtungen betrieben wird, ist noch eine zusätzliche - gestrichelt gezeichnete - gleichartige Meßanordnung 9 mit Fotodiode und Verstärker auf der anderen Seite der Bürste angeordnet. Bei Drehung des Kommutators in Gegenrichtung zum Pfeil 3 liefert dann diese Meßvorrichtung 9 die Signale zur Auswertung.
Wie nicht näher dargestellt, sind verschiedenartige Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich, z.B. kann mehr als nur eine Bürste überwacht werden oder es kann eine analoge Integration der Impulse in einem Kondensator vorgenommen werden oder es können die Fotodioden am Ende von auf die Ablaufkanten weisenden Lichtleitern angeordnet sind.
4 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zum Erfassen unzulässigen Kommutatorfeuers bei Gleichstrommaschinen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß auf die Ablaufkante (5) mindestens einer Bürste (4) von den Kommutatorlamellen ein fotoelektrisches Element (6) gerichtet ist, dem ein elektronischer Verstärker (8) nachgeschaltet ist,daß an den Verstärker (8) parallel eine Integriervorrichtung (12) für die Zahl der abgegebenen Impulse je vorgegebener Zeiteinheit und ein Glied (11) zum Erfassen der Zeitdauer der anstehenden Signale anschließbar sind und daß eine nachgeschaltete Störungsanzeige (14) anspricht, wenn die Zahl der Impulse je Zeiteinheit oder die Dauer eines anstehenden Signals vorgegebene Werte überschreiten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das als Fotodiode oder als Fototransistor ausgebildete fotoelektrische Element (6) samt Verstärker (8) in einem auf die Ablaufkante (5) gerichteten Rohr (7) untergebracht sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Integriervorrichtung (12) eine Zählstufe oder ein Register dient, das in definierten Zeitabständen rückstellbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das fotoelektrische Element am Ende eines auf die Ablaufkante (5) gerichteten optischen Lichtleiterkabels angeordnet ist.