RU2178609C2

RU2178609C2 - Method and device for checking current distribution among sets of brushes in electrical machine current collecting unit

Info

Publication number: RU2178609C2
Application number: RU99121145A
Authority: RU
Inventors: И.В. Плохов; И.Е. Савраев; А.В. Андрусич
Original assignee: Псковский политехнический институт С.-Петербургского государственного технического университета
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2002-01-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; measurement of electrical machines characteristics serviceability check of brush gear. SUBSTANCE: method involves recording voltage drop across check points of current-carrying bus circuits through pairs of measuring conductors. Voltage drop is recorded sequentially in closed cycle for each electric circuit of current-carrying bus first at check point between starting lead of current-carrying bus and first set of brushes, then at check point between last set of brushes and finishing lead of each current-carrying bus, and after each above- described recording cycle calculations are made of currents consumed by sets of brushes from current-carrying brushes. EFFECT: enhanced measurement accuracy, facilitated procedure, enhanced speed. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к измерениям характеристик электрических машин, и может быть использовано для постоянного контроля качества работы щеточно-контактных аппаратов в электрических машинах. The invention relates to electrical engineering, mainly to measuring the characteristics of electrical machines, and can be used for continuous quality control of the brush-contact devices in electrical machines.

В процессе работы щеточно-контактного аппарата ток распределяется между щетками и комплектами (группами) щеток неравномерно. Поэтому одни щетки перегреваются и искрят, а другие - недогруженные - быстро изнашиваются. Неравномерность токораспределения является одной из основных причин возникновения кругового огня на контактных кольцах крупных турбогенераторов. В настоящее время токи отдельных щеток измеряют вручную при помощи портативных переносных токоизмерительных клещей. Постоянный автоматический контроль токораспределения позволяет производить своевременную настройку щеточно-контактного аппарата по критерию равномерности токораспределения, руководствуясь объективными данными. During the operation of the brush-contact device, the current is distributed unevenly between the brushes and sets (groups) of brushes. Therefore, some brushes overheat and sparkle, while others - underloaded - quickly wear out. The uneven distribution of current is one of the main causes of the occurrence of circular fire on the contact rings of large turbogenerators. Currently, the currents of individual brushes are measured manually using portable, portable current-measuring clamps. Permanent automatic control of current distribution allows timely adjustment of the brush-contact device according to the criterion of uniformity of current distribution, guided by objective data.

Известны способы и устройства контроля работы щеточно-контактного аппарата (авторские свидетельства СССР N 1702465, МКИ H 01 R 39/58, 1536464, МКИ H 01 R 39/40), а также способы и устройства для измерения тока в электрической цепи (Электрические измерения. Средства и методы измерений (общий курс) / Под ред. Е. Г. Шрамкова. М. : "Высшая школа", 1972. С. 108, рис. 6.5. Электрические измерения. Общий курс. Изд. 4-е. / Под ред. А. В. Фремке. - Л. : "Энергия". 1973. С. 244, рис. 173). Known methods and devices for monitoring the operation of the brush-contact device (USSR author's certificate N 1702465, MKI H 01 R 39/58, 1536464, MKI H 01 R 39/40), as well as methods and devices for measuring current in an electric circuit (Electrical measurements Means and measurement methods (general course) / Under the editorship of EG Shramkov. M.: "Higher school", 1972. S. 108, Fig. 6.5. Electrical measurements. General course. Ed. 4th. / Under the editorship of A. V. Fremke. - L.: "Energy". 1973. P. 244, Fig. 173).

Наиболее близкими являются способ измерения тока, протекающего по участку электрической цепи, заключающийся в регистрации через пары измерительных проводников падений напряжений на участках токоведущих шин, а также устройство для реализации указанного способа, состоящее из участков цепи токоведущих шин, к которым подсоединены одними концами пары измерительных проводников, подключенные другими концами к регистраторам, содержащим каждый последовательно включенный инструментальный усилитель с фильтром низкой частоты и блок отображения информации (авторское свидетельство СССР N 1161885, МКИ G 01 R 19/04). The closest are a method of measuring the current flowing over a portion of an electric circuit, which consists in registering voltage drops across pairs of measuring busbars through pairs of measuring conductors, and also a device for implementing this method, consisting of sections of a circuit of current-carrying tires, to which are connected at one end of a pair of measuring conductors connected by other ends to recorders containing each instrument amplifier in series with a low-pass filter and a display unit information Ia (USSR Inventor's Certificate N 1161885, IPC G 01 R 19/04).

Недостатком прототипа является невозможность постоянного контроля токораспределения по комплектам щеток узла токосъема электрической машины. Техническим результатом является достижение постоянного контроля токораспределения по комплектам щеток узла токосъема электрической машины, дополнительное ускорение, упрощение измерений и увеличение надежности устройства. The disadvantage of the prototype is the impossibility of constant monitoring of current distribution over the brush sets of the current collection unit of an electric machine. The technical result is the achievement of continuous monitoring of the current distribution over the brush sets of the current collection unit of the electric machine, additional acceleration, simplified measurements and increased reliability of the device.

Указанная цель достигается тем, что в способе контроля токораспределения по комплектам щеток электрической машины, включающем регистрацию через пары измерительных проводников падений напряжений на контрольных участках электрических цепей токоведущих шин, регистрируют последовательно по замкнутому циклу для каждой токоведущей шины падения напряжения сначала на контрольном участке между началом токоведущей шины и первым комплектом щеток, затем на контрольных участках, расположенных между комплектами щеток, затем на контрольном участке между последним комплектом щеток и концом каждой токоведущей шины, а после каждого описанного цикла регистрации вычисляют величины токов, потребляемых от токоведущих шин комплектами щеток, после чего складывают величины токов, потребляемые каждым комплектом щеток от разных токоведущих шин, а результаты визуально отображают. This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the current distribution over the brush sets of an electric machine, including detecting voltage drops through pairs of measuring conductors in the control sections of the electrical circuits of the current-carrying buses, the voltage drop is recorded sequentially in a closed cycle for each current-carrying bus, first in the control section between the beginning of the current-carrying bus tires and the first set of brushes, then on the control sections located between the sets of brushes, then on the control training heel between the last set of brushes and the end of each busbar, and after each recording cycle described calculated values of currents consumed by the busbar sets of brushes, after which the folded magnitude currents consumed by each set of brushes of different busbars, and the results are visually displayed.

Кроме того, в заявленном способе регистрируют падения напряжения между серединами всех соседних контрольных участков каждой токоведущей шины и дополнительно с одного контрольного участка каждой токоведущей шины. In addition, in the inventive method, voltage drops are recorded between the midpoints of all adjacent control sections of each busbar and additionally from one control section of each busbar.

В устройстве для контроля токораспределения по комплектам щеток электрической машины, содержащем токоведущие шины с контрольными участками электрических цепей, к которым подсоединены одними концами пары основных измерительных проводников, подключенные другими концами к регистраторам, содержащим каждый последовательно включенные усилитель постоянного тока с фильтром низкой частоты и блок визуального отображения информации, пары измерительных проводников подключены одними концами к соответствующим контрольным участкам на каждой токоведущей шине, расположенным между началом токоведущей шины и первым комплектом щеток токоведущей шины, между последним комплектом щеток токоведущей шины и концом токоведущей шины, а также между комплектами щеток, подсоединенных к данной токоведущей шине, а другими концами - к регистраторам, содержащим каждый последовательно соединенные кольцевой коммутатор, усилитель постоянного тока с фильтром низкой частоты, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор нижнего уровня с присоединенным к нему блоком управления кольцевым коммутатором, связанным с кольцевым коммутатором, а микропроцессоры нижнего уровня через блоки связи соединены с центральным процессором, который связан с блоком визуального отображения информации, содержащим индикаторы. In the device for monitoring current distribution over the brush sets of an electric machine, containing current-carrying buses with control sections of electrical circuits, to which are connected at one end a pair of main measuring conductors, connected at the other ends to recorders, each containing a series-connected DC amplifier with a low-pass filter and a visual unit information display, pairs of measuring conductors are connected at one end to the corresponding control sections on each the busbar located between the beginning of the busbar and the first set of brushes of the busbar, between the last set of brushes of the busbar and the end of the busbar, as well as between sets of brushes connected to this busbar, and the other ends to the registrars, each containing a series of annularly connected switch, DC amplifier with a low-pass filter, analog-to-digital converter, low-level microprocessor with an annular comm control unit connected to it a communicator connected to a ring switch, and lower-level microprocessors are connected through communication units to a central processor, which is connected to a visual display unit of information containing indicators.

В заявленном устройстве измерительные проводники подключены к серединам контрольных участков токоведущих шин, и к одному из контрольных участков каждой токоведущей шины дополнительно подключена пара измерительных проводников. In the claimed device, the measuring conductors are connected to the middle of the control sections of the current-carrying tires, and a pair of measuring conductors is additionally connected to one of the control sections of each current-carrying bus.

Кроме того, в устройстве порядковый номер участка, к которому подключена указанная пара измерительных проводников, определяется по формуле
x = int[{ n+1} /2] , (1)
где int - функция выделения целого; n-количество комплектов щеток на токоведущей шине.In addition, in the device, the serial number of the section to which the indicated pair of measuring conductors is connected is determined by the formula
x = int [{n + 1} / 2], (1)
where int is the function of selecting an integer; n-number of brush sets on the busbar.

Кроме того, контрольные участки конкретной токоведущей шины имеют одинаковую длину и отстоят на равные расстояния от соседних комплектов щеток конкретной токоведущей шины. In addition, the control sections of a particular busbar have the same length and are equally spaced from adjacent sets of brushes for a particular busbar.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для непрерывного контроля токораспределения по комплектам щеток узла токосъема электрической машины (см. пункты формулы 1, 3). На фиг. 2 изображена электрическая схема присоединения кольцевого коммутатора, указанного на фиг. 1, к участкам токоведущей шины узла токосъема (щеточно-контактного аппарата) электрической машины (см. пункт формулы 3). На фиг. 3 изображена альтернативная электрическая схема присоединения кольцевого коммутатора, указанного на фиг. 1, к участкам токоведущей шины щеточно-контактного аппарата электрической машины (см. пункт формулы 4). На фиг. 4 приведен расчетный фрагмент альтернативной электрической схемы присоединения кольцевого коммутатора к участкам токоведущей шины узла токосъема электрической машины. In FIG. 1 shows a block diagram of a device for continuous monitoring of current distribution over brush sets of the current collection unit of an electric machine (see paragraphs of the formula 1, 3). In FIG. 2 shows an electrical connection diagram of the ring switch indicated in FIG. 1, to the sections of the current-carrying bus of the current collection unit (brush-contact apparatus) of the electric machine (see paragraph 3 of the formula). In FIG. 3 depicts an alternative wiring diagram for connecting the ring switch indicated in FIG. 1, to the sections of the current-carrying bus of the brush-contact apparatus of the electric machine (see paragraph 4 of the formula). In FIG. Figure 4 shows a calculated fragment of an alternative electrical circuit for connecting a ring switch to sections of a current-carrying bus of a current collection unit of an electric machine.

Устройство для непрерывного контроля токораспределения по комплектам щеток узла токосъема электрической машины (см. фиг. 1) содержит кольцевой коммутатор 1, выполненный на герконовых реле, соединенный с контрольными участками токоведущей шины 2 узла токосъема электрической машины посредством пар измерительных проводников ЛА1 и ЛВ1, ЛА2 и ЛВ2, . . . , ЛАi и ЛВi, . . . , ЛАn и ЛВn, ЛАn+1 и ЛВn+1 (подробно см. фиг. 2), где i = 1, 2, . . . , n-порядковый номер комплекта щеток на конкретной токоведущей шине, считая от ее начала (на фиг. 2 комплекты щеток, подсоединенных к токоведущей шине, обозначены как Щ1, Щ2, . . . , Щi, . . . , Щn. Щетки прижаты к коллектору или токосъемному кольцу электрической машины (не показаны)); n-количество комплектов щеток на конкретной токоведущей шине. Контрольные участки токоведущей шины 2 пронумерованы также с использованием индекса i. На фиг. 2 i = 1 соответствует контрольному участку L₁ между началом шины и 1-м комплектом щеток; i = n+1 соответствует контрольному участку L_n+1 между n-ым комплектом щеток и концом токоведущей шины; i-й контрольный участок расположен между i-1-ым и i-м комплектами щеток, при i = 2, 3, . . . , n. К кольцевому коммутатору 1 (см. фиг. 1) последовательно подсоединены усилитель постоянного тока 3 со встроенным фильтром низкой частоты, потом аналого-цифровой преобразователь 4 и затем микропроцессор нижнего уровня 5, который в свою очередь связан через посредство блока управления кольцевым коммутатором 6 с кольцевым коммутатором 1. Центральный процессор (процессор верхнего уровня) 7 связан с блоками отображения и ввода информации 8, 9 и соединен с микропроцессором нижнего уровня 5 через блок связи 10, который состоит из двух приемопередающих блоков 11. Каждый приемопередающий блок содержит передатчик 12 и приемник 13. Приемопередающие блоки связаны линиями связи 14, имеющими гальванические развязки. Блоки 1, 3, 4, 5, 6 представляют собой регистратор 15, входы которого связаны проводниками с токоведущей шиной 2, и через блок связи - с процессором верхнего уровня 7. Выход регистратора 15, являющийся также выходом микропроцессора нижнего уровня 5, подсоединен через блок связи 10 к входу процессора верхнего уровня 7. Выход процессора верхнего уровня 7 соединен с входом регистратора 15 через блок связи 10. Токоведущих шин 2 может быть несколько (см. фиг. 1). Соответственно, к каждой из этих токоведущих шин подключен свой регистратор 15 с помощью пар проводников ЛАi, ЛВi, соединенный через блок связи 10 с одним центральным процессором 7.A device for continuous monitoring of current distribution over the brush sets of the current collection unit of an electric machine (see Fig. 1) contains an annular switch 1 made on reed relays connected to the control sections of the current-carrying bus 2 of the current collection unit of an electric machine through pairs of measuring conductors LA1 and LV1, LA2 and Lv2,. . . , LAi and LVi,. . . , ЛАn and ЛВn, ЛАn + 1 and ЛВn + 1 (for details see Fig. 2), where i = 1, 2,. . . , the n-serial number of the brush set on a particular current-carrying bus, counting from its beginning (in Fig. 2, the brush sets connected to the current-carrying bus are indicated as Щ1, Щ2, ..., Щi, ..., Щn. The brushes are pressed to collector or slip ring of an electric machine (not shown)); n-number of sets of brushes on a specific current-carrying bus. The control sections of the busbar 2 are also numbered using the index i. In FIG. 2 i = 1 corresponds to the control section L ₁ between the beginning of the tire and the 1st set of brushes; i = n + 1 corresponds to the control section L _{n + 1} between the nth set of brushes and the end of the busbar; The i-th control section is located between the i-1st and i-th brush sets, with i = 2, 3,. . . , n. A DC amplifier 3 with an integrated low-pass filter is connected in series to a ring switch 1 (see Fig. 1), then an analog-to-digital converter 4, and then a low-level microprocessor 5, which in turn is connected via a ring switch control unit 6 to a ring by the switch 1. The central processor (upper level processor) 7 is connected to the information display and input units 8, 9 and is connected to the lower level microprocessor 5 through the communication unit 10, which consists of two transceiver blocks 11. Each transceiver block contains a transmitter 12 and a receiver 13. The transceiver blocks are connected by communication lines 14 having galvanic isolation. Blocks 1, 3, 4, 5, 6 are a recorder 15, the inputs of which are connected by conductors to a current-carrying bus 2, and through a communication unit to a processor of the upper level 7. The output of the recorder 15, which is also the output of the microprocessor of the lower level 5, is connected through the block connection 10 to the input of the processor of the upper level 7. The output of the processor of the upper level 7 is connected to the input of the recorder 15 through the communication unit 10. There can be several current-carrying buses 2 (see Fig. 1). Accordingly, each of these current-carrying buses is connected to its own registrar 15 using pairs of conductors LAi, LVi, connected through a communication unit 10 with one central processor 7.

Контрольные участки токоведущей шины 2: L₁, L₂, . . . , L_i, . . . , L_n, L_n+1 (см фиг. 2) могут иметь одинаковую длину L_i = L, а также располагаться на равных расстояниях относительно ближайших щеточных комплектов. Кольцевой коммутатор 1 (см. фиг. 2) содержит совокупность герконовых реле с контактами КА1, КА2, . . . , KAi, . . . , КАn+1, которые подключены к началам контрольных участков токоведущих шин и контактами KB 1, КВ2, . . . , KBi, . . . , KBn+1, которые подключены к концам контрольных участков токоведущих шин (катушки реле на фиг. 2 не показаны, они подключены к блоку управления кольцевым коммутатором 6). Контрольный участок L₁ токоведущей шины 2 связан своими крайними точками через пару проводников ЛА1 и ЛВ1 с входными контактами реле КА1 и KBI; контрольный участок L₂ связан своими крайними точками через пару проводников ЛА2 и ЛВ2 с входными контактами реле КА2 и КВ2 1; и т. д. ; контрольный участок L_i связан своими крайними точками через пару проводников ЛАi и ЛВi с входными контактами реле KAi и KBi, контрольный участок L_n+1 связан своими крайними точками через пару проводников ЛАn+1 и ЛВn+1 с входными контактами КАn+1 и KBn+1. Выходные контакты реле КА1, КА2, . . . , KAi, . . . , КАn+1 присоединены к выходному проводнику П1, а выходные контакты реле KB1, КВ2, . . . , KBi, . . . , KBn+1 присоединены к выходному проводнику П2. Проводники П1 и П2 подключены на вход усилителя 3. Блок отображения информации может представлять собой дисплей, либо панель с комплектом столбиковых индикаторов, число которых соответствует числу щеточных комплектов на токоведущей шине 2. На фиг. 2 слева изображена еще одна токоведущая шина, которая в данном случае подключена к тем же комплектам щеток, что и первая шина, и имеет аналогичное соединение контрольных участков через проводники к своему аналогичному регистратору, который на фиг. 2 не показан.The control sections of the current-carrying bus 2: L ₁ , L ₂ ,. . . , L _i,. . . , L _n , L _{n + 1} (see Fig. 2) can have the same length L _i = L, and also can be located at equal distances relative to the nearest brush sets. The ring switch 1 (see Fig. 2) contains a set of reed relays with contacts KA1, KA2,. . . , Kai,. . . , КАn + 1, which are connected to the beginning of the control sections of current-carrying buses and contacts KB 1, КВ2,. . . , KBi,. . . , KBn + 1, which are connected to the ends of the control sections of the current-carrying buses (relay coils in Fig. 2 are not shown, they are connected to the control unit of the ring switch 6). The control section L ₁ current-carrying bus 2 is connected by its extreme points through a pair of conductors LA1 and LV1 with the input contacts of the relay KA1 and KBI; the control section L ₂ is connected by its extreme points through a pair of conductors LA2 and LV2 with the input contacts of the relay KA2 and KV2 1; etc. ; the control section L _i is connected by its extreme points through a pair of conductors ЛАi and ЛВi with the input contacts of the relay KAi and KBi, the control section L _{n + 1} is connected by its extreme points through a pair of conductors ЛАn + 1 and ЛВn + 1 with the input contacts Kan + 1 and KBn +1 Relay output contacts KA1, KA2,. . . , Kai,. . . , KAn + 1 are connected to the output conductor P1, and the output contacts of the relay KB1, KB2,. . . , KBi,. . . , KBn + 1 are connected to the output conductor P2. Conductors P1 and P2 are connected to the input of amplifier 3. The information display unit can be a display or a panel with a set of bar indicators, the number of which corresponds to the number of brush sets on the current-carrying bus 2. In FIG. 2 on the left shows another current-carrying bus, which in this case is connected to the same sets of brushes as the first bus, and has a similar connection of the control sections through conductors to its similar registrar, which in FIG. 2 not shown.

На альтернативной схеме подключения кольцевого коммутатора 1 к токоведущим шинам 2 узла токосъема электрической машины, изображенной на фиг. 3, показаны точки подключения измерительных проводников. Измерительный проводник Л1 подключен к середине первого контрольного участка L₁ токоведущей шины 2, измерительный проводник Л2 подключен к середине 2-го контрольного участка L₂ токоведущей шины 2, и т. д. Измерительный проводник Лi подключен к середине i-го контрольного участка L₁, измерительный проводник Л_n подключен к середине n-го контрольного участка L_n, измерительный проводник Л1 подключен к середине n+1-го контрольного участка L_n+1. Другими своими концами измерительные проводники Л1. . . Лn+1 подключены к соответствующим контактам герконовых реле K1, K2, . . . , Ki, . . . , Kn, Kn+1. Пара дополнительных измерительных проводников ЛАx и ЛВx подключены другими концами к контактам дополнительных герконовых реле кольцевого коммутатора КАх и КВх соответственно. Участок, к которому подключены измерительные проводники ЛАх и ЛВх, предпочтительно располагается посередине токоведущей шины, т. е. равноудален от ее концов. Т. к. точное положение указанного участка посередине шины не всегда возможно, то его порядковый номер определяют по формуле x= int[{ n+1} /2] , где int - функция выделения целого. На фиг. 3 в качестве упомянутого измерительного участка выбран первый участок L₁. Выходные клеммы всех нечетных контактов реле К1, К3, К5, . . . , а также контакт реле КАх подключены к выходному проводнику П1. Выходные клеммы всех четных контактов герконовых реле К2, К4, К6, . . . , а также контакт реле КВх подключены к выходному проводнику П2.In an alternative circuit for connecting the ring switch 1 to the current-carrying buses 2 of the current collector assembly of the electric machine shown in FIG. 3 shows the connection points of the measuring conductors. Measuring conductor L1 is connected to the middle of the first control section L _{1 of the} current-carrying bus 2, measuring conductor L2 is connected to the middle of the 2nd control section L _{2 of the} current-carrying bus 2, etc. Measuring conductor Li is connected to the middle of the i-th control section L ₁ , the measuring conductor L _{n is} connected to the middle of the n-th control section L _n , the measuring conductor L1 is connected to the middle of the n + 1-th control section L _{n + 1} . With their other ends, measuring conductors L1. . . Ln + 1 are connected to the corresponding contacts of the reed relays K1, K2,. . . , Ki,. . . , Kn, Kn + 1. A pair of additional measuring conductors LAx and LVx are connected by other ends to the contacts of the additional reed relays of the ring switch KAh and KVh, respectively. The section to which the measuring conductors LAx and LVx are connected is preferably located in the middle of the busbar, i.e. equidistant from its ends. Since the exact position of the indicated section in the middle of the tire is not always possible, its serial number is determined by the formula x = int [{n + 1} / 2], where int is the function of selecting the integer. In FIG. 3, the first section L _{1 is} selected as said measuring section. Output terminals of all odd relay contacts K1, K3, K5,. . . , as well as the contact relay KAX connected to the output conductor P1. Output terminals of all even contacts of reed relays K2, K4, K6,. . . , as well as the contact relay KVX connected to the output conductor P2.

Контрольные участки L_i конкретной токоведущей шины могут иметь одинаковую длину и отстоять на равные расстояния от соседних комплектов щеток конкретной токоведущей шины.The control sections L _{i of a} particular current-carrying busbar can have the same length and stand at equal distances from neighboring sets of brushes of a particular current-carrying bus.

Устройство, изображенное на фиг. 1 и фиг. 2, работает следующим образом. Производят регистрацию с помощью регистратора 16 падений напряжений на контрольных участках токоведущих шин 2 узла токосъема электрической машины. Каждый акт регистрации заключается в снятии соответствующего напряжения через пару проводников путем последовательного подключения их с помощью кольцевого коммутатора 1, содержащего контакты реле, к усилителю постоянного тока 3, усилении полученного напряжения, преобразовании усиленного напряжения U_ус в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 4 и запоминании преобразованного значения микропроцессором нижнего уровня 5. Регистрируют последовательно по замкнутому циклу для каждой токоведущей шины через пары проводников ЛА1 и ЛВ1, ЛА2 и ЛВ2, . . . , ЛАi и ЛВi, . . . , ЛАn и ЛВn, ЛАn+1 и ЛВn+1 падения напряжения U₁, U₂, . . . , U_i, . . . , U_n+1 на контрольных участках L₁, L₂, . . . , L_i, . . . , L_n+1. Регистрация производится в следующей последовательности: сначала на контрольном участке L₁ между началом токоведущей шины и первым комплектом щеток Щ1, затем последовательно на контрольных участках L₂, . . . , L_i, . . . , L_n, расположенных между комплектами щеток Щ1. . . Щn, затем на контрольном участке L_n+1 между последним комплектом щеток Щn+1 и концом токоведущей шины. Необходимо заметить, что каждый контакт реле замыкают на время t₃, а затем размыкают и после этого замыкают следующий контакт. Время замкнутого состояния контакта определяют по формуле: t₃ ≥ 3 Т_y, где T_y - постоянная времени усилителя с фильтром низкой частоты. После каждого описанного цикла регистрации запомненные микропроцессором нижнего уровня значения пересылают через блок связи 10 в процессор верхнего уровня 7 и запоминают в нем. Затем с помощью программы, ранее введенной в процессор верхнего уровня, вычисляют токи, потребляемые от токоведущих шин 2 комплектами щеток Щi по формуле.The device shown in FIG. 1 and FIG. 2, works as follows. Using the recorder, 16 voltage drops are recorded in the control sections of the current-carrying tires of the 2 current collection unit of the electric machine. Each act of registration consists in removing the corresponding voltage through a pair of conductors by connecting them in series using a ring switch 1 containing relay contacts to a DC amplifier 3, amplifying the received voltage, converting the amplified voltage U _usd to digital form with an analog-to-digital converter 4 and storing the converted value by the low level microprocessor 5. Register sequentially in a closed cycle for each current-carrying bus through pairs of conductors LA1 and LV1, LA2 and LV2,. . . , LAi and LVi,. . . , ЛАn and ЛВn, ЛАn + 1 and ЛВn + 1 voltage drops U ₁ , U ₂ ,. . . , U _i,. . . , U _{n + 1} in the control plots L ₁ , L ₂ ,. . . , L _i,. . . , L _{n + 1} . Registration is performed in the following sequence: first, on the control section L ₁ between the beginning of the busbar and the first set of brushes Щ1, then sequentially on the control sections L ₂ ,. . . , L _i,. . . , L _n located between sets of brushes Щ1. . . Щn, then on the control section L _{n + 1} between the last set of brushes Щn + 1 and the end of the busbar. It should be noted that each relay contact is closed for a time t ₃ , and then open and after that the next contact is closed. The contact closed time is determined by the formula: t ₃ ≥ 3 T _y , where T _y is the time constant of the amplifier with a low-pass filter. After each described recording cycle, the values stored by the lower level microprocessor are sent through the communication unit 10 to the upper level processor 7 and stored in it. Then, using the program previously introduced into the upper-level processor, the currents consumed from the current-carrying buses by 2 sets of brushes Щi are calculated by the formula.

I_ki= U_i•G_i-U_i+1•G_i+1, (2)
где i = 1. . . n - порядковый номер комплекта щеток на конкретной токоведущей шине, считая от ее начала; n - количество комплектов щеток на конкретной токоведущей шине; i = 1 соответствует контрольному участку между началом шины и 1-м комплектом щеток; i = n+1 соответствует контрольному участку между n-м комплектом щеток и концом токоведущей шины; i-й контрольный участок расположен между i-1-м и i-м комплектами щеток, при i= 2, 3, . . . , n; U_i, U_i+1, G_i, G_i+1 - зарегистрированные падения напряжения для соответствующих контрольных участков конкретной токоведущей шины и проводимости данных контрольных участков;
Затем складывают с помощью процессора верхнего уровня 9 значения токов, потребляемых каждым комплектом щеток от разных токоведущих шин, а результаты визуально отображают с помощью блока вывода информации 9, например, в виде гистограмм, имеющих n столбцов, для которых устанавливают высоту каждого i-го столбца равно пропорционально суммарному току, потребляемому i-м комплектом щеток или току, потребляемому i-м комплектом щеток от конкретной токоведущей шины. Возможно отображение также в виде различного вида диаграмм, графиков и т. д. Кольцевым коммутатором управляют с помощью микропроцессора нижнего уровня 5, содержащего программу, реализующую вышеописанный алгоритм управления кольцевым коммутатором. Замыкание и размыкание контактов реле производится через посредство блока управления кольцевым коммутатором 6.I _ki = U _i • G _i -U _{i + 1} • G _{i + 1} , (2)
where i = 1.. . n is the serial number of the set of brushes on a particular current-carrying bus, counting from its beginning; n is the number of sets of brushes on a particular current-carrying bus; i = 1 corresponds to the control section between the beginning of the tire and the 1st set of brushes; i = n + 1 corresponds to the control section between the nth set of brushes and the end of the busbar; The i-th control section is located between the i-1st and i-th brush sets, with i = 2, 3,. . . , n; U _i , U _{i + 1} , G _i , G _{i + 1} - registered voltage drops for the corresponding control sections of a particular current-carrying bus and the conductivity of these control sections;
Then, using the top-level processor 9, the values of the currents consumed by each set of brushes from different current-carrying buses are added, and the results are visually displayed using the information output unit 9, for example, in the form of histograms having n columns for which the height of each i-th column is set equal to the total current consumed by the i-th set of brushes or the current consumed by the i-th set of brushes from a specific current-carrying bus. It is also possible to display them in the form of various types of diagrams, graphs, etc. The ring switch is controlled by a low-level microprocessor 5 containing a program that implements the above-described ring switch control algorithm. The closing and opening of the relay contacts is carried out through the control unit of the ring switch 6.

Устройство, изображенное на фиг. 1 и фиг. 3, работает следующим образом. Регистрируют падения напряжения U_ki = U_1i + U_2i (см. фиг. 4, фиг. 3) между серединами всех соседних контрольных участков L_i каждой токоведущей шины 2 через измерительные проводники Л_i, Л_i+1 (i= 1. . . n). Для этого последовательно замыкают контакты пар герконовых реле К1 и К2, К2 и К3, К3 и К4, и т. д. , Кn и Кn+1. Затем дополнительно регистрируют падение напряжения U_x с одного контрольного участка L_x каждой токоведущей шины через измерительные проводники ЛАx и ЛВx путем замыкания контактов герконовых реле КАx и КВx (на фиг. 3 в качестве такого участка выбран участок L₁, т. е. индекс данного участка i= x= 1). Токи I_ki, потребляемые от токоведущих шин комплектами щеток Щi вычисляют из системы уравнений (3-5) (см. фиг. 4)
I_ki = I_i - I_i+1, (3)

I_x = U_x•G_x, (5)
где I_i, I_i+1 - токи, протекающие по i-му и i+1-му контрольным участкам конкретной токоведущей шины; U_ki - зарегистрированное падение напряжения между серединами i-го и i+1-го контрольных участков конкретной токоведущей шины; G_1i, G_2i - проводимости отрезков токоведущей шины между i-ым комплектом щеток и серединами i-го и i+1-го контрольных участков конкретной токоведущей шины; U_x, I_x, G_x, - зарегистрированное напряжение, дополнительно снятое с одного из контрольных участков конкретной токоведущей шины, ток на этом участке, проводимость данного участка.The device shown in FIG. 1 and FIG. 3, works as follows. The voltage drops U _ki = U _1i + U _{2i are recorded} (see Fig. 4, Fig. 3) between the midpoints of all adjacent control sections L _{i of} each current-carrying bus 2 through the measuring conductors L _i , L _{i + 1} (i = 1.. . n). For this, the contacts of the pairs of reed relays K1 and K2, K2 and K3, K3 and K4, and so on, Kn and Kn + 1 are successively closed. Then, the voltage drop U _x from one control section L _{x of} each busbar is additionally recorded through the measuring conductors LAx and LVx by closing the contacts of the reed relays KAx and KBx (in Fig. 3, section L _{1 is} selected as such a section, i.e., the index of this section i = x = 1). The currents I _ki consumed from busbars by brush sets Щi are calculated from the system of equations (3-5) (see Fig. 4)
I _ki = I _i - I _{i + 1} , (3)

I _x = U _x • G _x , (5)
where I _i , I _{i + 1} - currents flowing along the i-th and i + 1-th control sections of a particular current-carrying bus; U _ki is the recorded voltage drop between the middle of the i-th and i + 1-th control sections of a specific current-carrying bus; G _1i , G _2i - conductivity of the segments of the busbar between the i-th set of brushes and the middle of the i-th and i + 1-th control sections of a particular busbar; U _x , I _x , G _x , is the registered voltage, additionally taken from one of the control sections of a particular current-carrying bus, the current in this section, the conductivity of this section.

Способ и устройство, описанные в п. п. 1, 3 формулы изобретения, позволяют осуществлять постоянный контроль всех токов, потребляемых комплектами щеток узла токосъема электрической машины, в то время как прототип дает возможность осуществлять контроль лишь одного тока, протекающего по отдельному участку токоведущей шины узла токосъема электрической машины. Указанный положительный эффект заявляемого объекта обусловлен всей совокупностью отличительных признаков, приведенных п. п. 1, 3 формулы, и является сверхсуммарным. The method and device described in paragraphs 1, 3 of the claims allow constant monitoring of all currents consumed by the brush sets of the current collector assembly of an electric machine, while the prototype makes it possible to monitor only one current flowing through a separate section of the current-carrying bus current collector of an electric machine. The specified positive effect of the claimed object is due to the totality of the distinguishing features given in paragraphs 1, 3 of the formula, and is over-summarized.

Дополнительное ускорение измерения (см. п. п. 2, 4 формулы изобретения) определяется меньшим количеством соединений с токоведущей шиной и меньшим числом актов регистрации падений напряжений на контрольных участках шины. Меньшее количество электрических соединений с токоведущей шиной создает также дополнительный положительный эффект повышения надежности устройства. Additional measurement acceleration (see paragraphs 2, 4 of the claims) is determined by fewer connections to the current-carrying bus and fewer acts of registration of voltage drops in the control sections of the bus. A smaller number of electrical connections to the busbar also creates an additional positive effect of increasing the reliability of the device.

Размещение контрольного участка, к которому подключена отдельная пара измерительных проводников (см. п. 5), определяемое его порядковым номером x, создает положительный эффект повышения точности измерения, т. к. уменьшается ошибка, накапливающаяся на каждом шаге рекуррентной процедуры решения системы уравнений (3-5). Вычисление при этом разделяется на две приблизительно равных последовательности шагов. В то время как при другом номере x одна из вычислительных последовательностей будет всегда иметь большее число шагов, что вызовет большее накопление ошибки. The placement of the control section, to which a separate pair of measuring conductors is connected (see section 5), determined by its serial number x, creates a positive effect of increasing the measurement accuracy, since the error accumulating at each step of the recursive procedure for solving the system of equations decreases (3 -5). The calculation is divided into two approximately equal sequences of steps. While with another number x, one of the computational sequences will always have a larger number of steps, which will cause a greater accumulation of error.

Упрощение измерения (см п. 6) обусловлено тем, что при описанной конфигурации контрольных участков при вычислениях будут использоваться одинаковые величины электрических проводимостей. Поэтому отпадает необходимость организации массивов для их хранения и процедур циклической подстановки их значений при расчетах. Можно сказать также, что данная совокупность признаков несколько повышает быстродействие объекта. Simplification of the measurement (see p. 6) is due to the fact that with the described configuration of the control sections, the calculations will use the same values of electrical conductivities. Therefore, there is no need to organize arrays for their storage and procedures for cyclic substitution of their values in the calculations. We can also say that this combination of features slightly increases the speed of the object.

Claims

1. A method for monitoring current distribution over sets of brushes of an electric machine, including recording through the pairs of measuring conductors voltage drops in the control sections of the electrical circuits of the current-carrying buses, characterized in that they register successively in a closed cycle for each current-carrying bus voltage drops first in the control section between the beginning of the current-carrying bus and the first set of brushes, then in the control sections located between the sets of brushes, then in the control section between the last ne set of brushes and the end of each busbar, and after each recording cycle described calculated values of currents consumed by the busbar sets of brushes, after which the folded magnitude currents consumed by each set of brushes of different busbars, and the results are visually displayed.

2. The method according to p. 1, characterized in that the recorded voltage drop between the middle of all adjacent control sections of each current-carrying bus and, in addition, from one control section of each current-carrying bus.

3. Device for monitoring current distribution over sets of brushes of an electric machine, containing current-carrying buses with control sections of electrical circuits, to which are connected at one end a pair of main measuring conductors, connected at the other ends to recorders, each containing a dc amplifier with a low-pass filter and a unit visual display of information, characterized in that the pairs of measuring conductors are connected at one end to the corresponding control m sections on each busbar, located between the beginning of the busbar and the first set of brushes of the busbar, between the last set of brushes of the busbar and the end of the busbar, as well as between sets of brushes connected to this busbar, and the other ends to the registrars containing each series-connected ring switch, DC amplifier with a low-pass filter, analog-to-digital converter, low-level microprocessor with an attached control unit occurrences of the ring switch connected to the ring switch, and the lower level microprocessors are connected through communication units to a central processor, which is connected to a visual information display unit containing indicators.

4. The device according to claim 3, characterized in that the measuring conductors are connected to the midpoints of the control sections of the current-carrying buses and a pair of measuring conductors is additionally connected to one of the control sections of each current-carrying bus.

5. The device according to claim 4, characterized in that the serial number of the section to which the indicated pair of measuring conductors is connected is determined by the formula x = int [{n + l} / 2], where int is the function of extracting the whole; n is the number of sets of brushes on the current-carrying bus.

6. The device according to p. 1, characterized in that the control sections of a particular current-carrying busbars are the same length and are at equal distances from neighboring sets of brushes of a particular current-carrying bus.