SU1125685A1 - Устройство дл обеспечени посто нного нажати щетки на коллектор - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАЖАТИЯ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ,.содержащее корпус щеткодержател , в окне которого установлена щетка, котора  св зана через амортизатор с нажимным элементом и датчиком силы, имеющим подвижную и неподвижнуй части и чувствительный элемент с обмотками возбуждени  и измерительной , при этом обмотка возбуждени  соединена с источником переменного напр жени , а измерительна  р5мотка - с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход блока сравнени  св зан с исполнительным устройством на- , жимного элемента, отличающ е ее   тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик устройства и повышени  надежности контакта щетки с коллектором за счет обеспечени  возможности регулировани  силы нажати  как в сторону ее увеличени , так и в са орону уменьшени , и уменьшени  инерционности устройства за счет уменьшени  габаритов его нажимного элемента, нажимной элемент выполнен в виде металлической мембраны, котора  жестко св зана с подвижной частьк датчика силы , плотно входит в окно щеткодержател  и образует своей поверхностью относительно поверхности амортизатора щетки воздушный зазор, при этом щеткодержатель снабжен кронштейном, на котором закреплена неподвижна  часть датчика силы с возможностью (Д перемещени  вдоль оси щетки, а исполнительное устройство нажимндго элемента выполнено в виде пьезопреобразователей ,.обкладки которых включены параллельно между собой, подключены к выходу дополнительно введенного электронного регул тора .напр жени  и жестко закреплены одним концом на поверхности мембраны, N9 при этом первый вход электронного регул торга напр жени  соединен с иссд точником переменного напр жени , а 9) второй вход - с выходом блока сравэо ел нени ,,

Description

Изобретение относитс  к электро технике, в части создани  устройст дл  обеспечени  посто нного нажати  щетки на коллектор электрическ машин. Известно устройство дл  обесп ч ни  посто нного нажати  щетки на коллектор, содержащее корпус щетко держат л , в котором установлена щетк а нажимным эпементом, шестерню , наход щуюс  в зацеплении с нажимным элементом и храповый меха низм ij . Однако данное устройство не обе . печи.вает посто нство силы нажати  щетки на коллектор при увеличении этой силы в динамических режимах работы щелочно-коллекторного узла, так как храповый механизм позвол ет регулировать силу нажати  только в сторону увеличени . Это снижает надежность контакта щетки с коллек тором. Кроме того, устройство имеет большие габариты и инерционность, что ухудшает его Динамические харак теристики. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  уст ройство дл  .обеспечени  посто нного нажати  щетки.на коллектор, содержа щее корпус щеткодержател , в окне которого установлена щетка, котора  св зана через амортизатор с нажимны элементом и датчиком,силы, имеющим подвижную и неподвижную части и чув ствительный элемент с рбмОтками воз буждени  и измерительной, при этом обмотка возбуждени  соединена с источником переменного напр жени , а измерительна  обмотка - с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом источни ка опорного напр жени , а выход бло ка сравнени  св зан с исполнительным устройством нажимного элемента Нажимной элемент выполнен в виде зубчатой рейки, перемещающейс  под действием исполнительного устройства нажимного элемента, выполненного в виде шестерни с храповым механизмом , насаженной на вал, приводного двигател  с редуктором. Двигатель управл етс  сигналами с выхода блока сравнени  2 . Однако известное устройство использует храповый механизм, который не позвол ет регулировать силу нажати  в сторону уменьшени , т.е. устройство не обеспечивает посто нство ri надежность нажати  щетки на коллектор при увеличении нажати  в динамических режимах работы щеточно-ко лекторного узла. Кроме того, устройство имеет i большие габариты вследствие использовани  храпового механизма и испол нительного двигател  с редуктором, что увеличивает инерционность устройства . Все это ухудшает динамические характеристики устройства., снижает надежность контакта щетки с коллектором. Целью изобретени   вл етс  улучшение динамических характеристик устройства и повышение надежности контакта щетки с коллектором за счет обеспечени  возможности регулировани  силы нажати  как в сторону ее увеличени , так и в сторону уменьшени , и уменьшение инерционности устройства за счет уменьшени  габаритов его нажимного элемента . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  обеспечени  посто нного нажати  щетки на коллектор, содержащем корпус щеткодержател ,, в окне которого установлена щетка, котора  св зана через амортизатор с нажимным элементом и датчико силы, имеющим подвижную и неподвижную части и чувствительный элемент с обмотками возбуждени  и измерительной, при этом обмотка возбуждени  соединена с источником переменного напр жени , а измерительна  обмотка -.с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход блока сравнени  св зан с исполнительным устройством нажимного элемента, нажимной элемент выполнен в виде металлической мембраны , котора  жестко св зана с подвижной частью датчика силы, плотно входит в окно щеткодержател  и образует сйоей поверхностью относительно поверхности амортизатора щетки воздушный зазор, при этсэм щеткодержатель снабжен кронштейном, на котором закреплена.неподвижна  часть датчика силы с возможностью перемещени  вдоль оси щетки, а исполнительное устройство, нажимного элемента выполнено в виде пьезопреобразователей , обкладки которых включены параллельно между собой, подключены к выходу дополнительно введенного электронного регул тора напр жени  и жестко закреплены .одним концом на верхней поверхности мембра- ( ны, при этом первый вход электронного регул тора напр жени  соединен с источником переменного напр жени , а второй вход - с выходом блока сравнени . .На чертеже.представлено устройство , общий вид, Устройство дл  обеспечени  посто нного нажати  щетки на коллектор содержит корпус щеткодержател  1, в окне которого установлена щетка 2 с амортизатором 3 до упора с коллектором 4. Щетка 2 через амортизатор св зана с нажимным элементом, выполненным в виде металлической мембраны 5. Мембрана 5 нажимного элемета жестко св зана с подйижной час- тью б датчика 7 силы и плотно входи в окно щеткодержател  1, Образу  своей поверхностью относительно поверхности амортизатора 3 щетки 2 воздушный зазор. Подвижна  часть 6 датчика 7 силы через стальной шар 8 и чувствительный силоизмери тельный элемент 9 с обмотками воз буждени  10 и измерительной 11 св зана с неподвижной частью 12 датчика 7 силы. Неподвижна  часть 12 дат чика 7 закреплена на кронштейне 13 корпуса щеткодержател  1 с возможностью перемещени  вдоль оси щетки 2, что мсЗжет достигатьс , например; С: помощью регулировочного винта (не показан).

С целью установки щетки 2 в окно щеткодержател  1 и замены изношенных пдеток верхн   часть кронштейна 13 сможет поворачиватьс , например вокруг оси, и жестко фиксйро- . ватьс  после установки щеток.

Нажимнбй элемент - мембрана 5 содержит исполнительное устройство, выполненное в виде пьезопреобразователей 14, которые одним своим концом жестко закреплены на поверхности мембраны 5. Обкладки пьезопреобразователей 14 включены параллельно между собой и подключены к выходу электронного регул тора 15 напр жени , первый вход которого соединен с источником 16 переменного напр жени . Второй вход регул тора 15 напр жени  соединен с выходом блока 17 сравнени , первый вход которого соединен с измерительной обмоткой 11 датчика 7 силы. Обмотка 10 возбуждени  датчика 7 силы соединена, с источником 16 переменного напр жени , .а второй вход блока 17 сравнени  соединен с выходом источника 18 опорного напр жени .

Устройство работает следующим образом .

Перед началом работы щетки 2 с амортизатором 3 устанавливаютс  в окно щеткодержател  1, дл  чего верхн   часть кронштейна 13 может откидыватьс  вместе с датчиком 7 силы и мембраной 5 с пьезопреобразовател ми 14, После установки щетки 2 до упора с коллектором 4 верхн   часть кронштейна 13 может изворачиватьс  вокруг оси и жестко закрепл тьс . При этом мембрана 5 с пьезопреобра о зовател ми 14 плотно входит в окно щеткодержател  1 и устанавливаетс  с определенным воздушным зазором относительно верхней части амортизатора 3 с помощью, например, регулировочного винта. Затем включаетс  источник 16 переменного напр жени , который подает напр жение на обмотку 10 возбуждени  Датчика 7 силы и на обкладки пьезопреобразователбй 1 ( исполнительного устройства) через Регул тор 15 напр жени i

На выходе источника 18 опорного напр жени  задаетс  напр жение/ пропорциональное номинальной силе нажати  щетки 2 на коллектор 4, которую необходимо поддержать посто нной в пррцессе работы машины.

Под действием переменного напр жени  -на обкладках йьезопреобразователей 14 возникают меха-нические колебани , которые пере5дак тс  металлической мембране 5. Под Действием механических колебаний мембраны 5 воздух в зазоре между амортизатором 3 щетки 2 и мембраной 5 сжимаетс , создава  давление в зазоре. Это давление равномерно передаетс  на щетку 2 через амортизатор 3, создава  тем самым нажатие щет.КИ 2 на коллектор 4 и металлическую мембрану 5. От мембраны 5 давление через подвижную часть 6 датчика 7 силы и стальной шар 8 передаетс  на чувствительный силоизмерительный э-ле мент 9, который жестко закреплен с неподвижной частью 12 датчика 7 силы . Под действием нажати  стального шара 8 на чувствительный элемент 9 уменьшаетс  магнитна  проницаемость последнего и на выходе измерительной обмотки 11 датчика 7 силы по вл етс  сигнал, пропорциональный силе нажати  щетки 2 на коллектор 4.

При равенстве силы нажати  щетки 2 на коллектор 4 номинальному значению сигнал с измерительной обмотки 11 датчика 7 силы равен напр жению источника 18 опорного напр жени . На выходе блока 17 сравнени , равностный сигнал .равен нулю. При этом не осуществл етс  регулирование переменного напр жени  на обкладках пьезопреобразователей 14, .которое равно какой-то номингшьной величине.

При отклонении нажати  щетки 2 на коллектор 4 от номинального значени  (в сторону увеличени  или уменьшени ) под действием динамических сил (вли ние ускорений, эксцентриситета коллектора, выступани  пластин коллектора и т.д.) и износа щеток и коллектора с измерительно обмотки 11 датчика 7 силы по в  ет:е  сигнал, отличный по величине йт напр жени  с источника 18 опорного напр жени . На выходе блока 17 сравнени  по вл етс  равностный сигнал, пропорциональный отклонению силы -. нажати  щетки 2 на коллектор 4 от номинального значени , который, по

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАЖАТИЯ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР , содержащее корпус щеткодержателя, в окне которого установлена щетка, которая связана через амортизатор с нажимным элементом и датчиком силы, имеющим подвижную и неподвижную части и чувствительный элемент с обмотками возбуждения и измерительной, при этом обмотка возбуждения соединена с источником переменного напряжения, а измерительная обмотка - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход блока сравнения связан с исполнительным устройством на- , ^!жимного элемента, отличающ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик устройства и повышения надежности контакта щетки с коллектором за счет обеспечения возможности регулирования силы нажатия как в сторону ее увеличения, так и в ст орону уменьшения, и уменьшения инерционности устройства за счет уменьшения габаритов его нажимного элемента, нажимной элемент выполнен в виде металлической мембраны, которая жестко связана с подвижной частью датчика силы , плотно входит в окно щеткодержателя и образует своей поверхностью относительно поверхности амортизатора щетки воздушный зазор, при этом щеткодержатель снабжен кронштейном, на котором закреплена неподвижная часть датчика силы с возможностью перемещения вдоль оси щетки, а исполнительное устройство нажимндго элемента выполнено в виде пьезопреобразователей ,.обкладки которых йключены параллельно между собой, подключены к выходу дополнительно введенного электронного регулятора напряжения и жестко закреплены одним концом на поверхности мембраны, при этом первый вход электронного регулятора напряжения соединен с источником переменного напряжения, а второй вход - с выходом блока сравнения. ,

   SU„„ 1125685 ί