SU1179464A1 - Датчик дл измерени давлени щетки на коллектор электрической машины - Google Patents

Abstract

1. ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий измерительный элемент, установленньш между щеткой и нажимной пружиной в окне щеткодержател , снабженньй первичными преобразовател ми, обра-зующими .электрический полумост -с выводами дл  подключени  к измерительной аппаратуре, отличающийс   тем, что, с целью упрощени  изготовлени , повьшени  чувствительности и точности, измерений, в него дополнительно введены две дугообразные листовые пружины, измерительный элемент вьтолнен в виде упругой пластины, котора  установлена между указанными пружинами, симметрично расположенными выпуклостью наружу относительно измерительного элемента и образующими замкнутую несущуюнагрузку систему, при этом концы листовых пружин и измерительного элемента жестко-соединены между собой и снабжены ограничител ми перемещени , а пружины снабжены опорныi ми накладками, которые расположены с вьтуклых сторон пружин и имеют (Л плоскости,которые параллельны тшоскости измерительного элемента, такой плоскостью одна из накладок опираетс  на щетку, а друга  - на нажимную пружину. 2. Датчик поп. 1, отличающийс  тем, что упом нутые ограничители перемещени  и опорные кладки выполнены из электроизол ционо 4аь ного материала. Од 4

Description

1 Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  измерени  давлени  щеток на коллектор электрической машины. Известен датчик дл  измерени  давлени  щетки на коллектор электрической маншны, содержащий корпус, предназначенный дл  установки между щеткой и пружиной в окне щеткодержател , имеющий заплечики, на которые опираетс  измерительный брус, снабженный первичными преобра зовател ми, образующими электрический полумост, и выводы дл  подключени  к измерительной аппаратуре. Брус выполнен в виде балки равных упругих сопротивлений, воспринимающей усилие пружины по центру при ложени  силы через нажимной палец, установленный в направл ющих и, . Недостатком известного решени   вл етс  сложность конструкции датчика, вызванна  наличием нажимного пальца и направл ющих дл  него. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  датчик дл  измерени  давле ни  щетки на коллектор- электрической машины, содержащий измерительный элемент, устанавливаемый между щеткой и нажимной пружиной в окне щеткодержател , снабженньй первичными преобразовател ми, образующими электрический полумост с выводами дл  подключени  к измерительной апп ратуре. Измерительный элемент выпол нен, в виде равнобедренной трехгранной призмы, - опирающейс  на заплечики корпуса 2j. Недостатком датчика  вл етс  слб ность изготовлени  за счет выполнени  измерительного элемента в виде равнобедренной трехгранной призмы, опирающейс  на заплечики корпуса, и воспринимающего усилие по центру приложени  силы. Така  конструкци  при значительных вибраци х и частот вращени  электрической машины не обеспечивает стабильную передачу ус ЛИЯ пружины щеткодержател  по центр приложени  силы, т.е. на ребро приз мы, и у нее ограниченные возможност по повьшгению. чувствительности к вос принимаемым нагрузкам, точности изм рений из-за значительной толщины те ла призмы и места дл  установки преобразователей. Конструкци  датчи ка требует сборки измерительного 642 элемента в корпусе с последующей изолировкой хвостовика п1)ужины щеткодержател  и установки его на ребро призмы. Цель изобретени  - упрощение изготовлени , повьшгение чувствительности и точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчик дл  измерени  давлени  щетки на коллектор электрической машины, содержащий измерительный элемент, установленный между щеткой и нажимной пружиной в окне щеткодержател , снабженный первичными преобразовател ми, образующими электрический полумост с выводами дл  подключени  к измерительной аппаратуре, дополнительно введены две дугообразные листовые пружины, измерительньй элемент выполнен в виде упругой пластины, котора  установлена между указанными пружинами , симметрично расположенными выпуклостью наружу относительно измерительного элемента и образующими замкнутую несущую нагрузку систему, при этом концы листовых пружин и измерительного элемента жестко соединены между собой и снабжены ограничител ми перемещени , а пружины снабжены опорными накладками, которые расположены с вьшуклых сторон пру-, жин и имеют плоскости, которые параллельны плоскости измерительного элемента, такой плоскостью одна из накладок опираетс  на щетку, а друга  - на нажимную пружину. Ограничители перемещени  и опорные наладки выполнены из электроизол ционного материала. На фиг. 1 представлен датчик в окне щеткодержател , вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид датчика в окне щеткодержател  сверху. Датчик дл  измерени  давлени  щетки электрической машины на коллектор содержит замкнутую несущую систему , образованную двум  дугообразными листовыми пружинами 1, выпуклостью наружу и симметричными между собой относительно оси, проход щей через плоскость измерительного элемента 2, выполненного в виде пластин, снабженного первичными преобразовател ми 3, .например тензорезисторами, выводы которых образуют эле.ктрический полу3

мост дл  подключени  к измерительной аппаратуре известным способом.

Концы пружин 1 и элемента 2 жестко скреплены и снабжены ограничител ми 4 перемещени , предназначенными дл  ограничени  поперечного перемещени  несущей системы относительйо оси датчика и визуальной центровки датчика в окне щеткодержател . Пружины 1 снабжены опорными накладками 5, которые расположены с вьшуклых сторон пружин 1 и имеют опорные плоскости, которые параллельны плоскости измерительного элемента 2. Такой плоскостью одна из накладок опираетс  .на электрическую щетку 6, а друга  - на нажимную пружину 7, установленнзпо в окне щеткодержател  8. Ограничители 4 и опорные накладки 5 вьшолнены из электроизол ционного материала, например прессмассы АГ-4, дл  исключени  возможности попадани  датчика под напр жение электрической машины. Кривизна сопр гаемых поверхностей накладки 5 может .быть несколько больщей, чем пружины 1, на величину пор дка 0,02 мм. Размеры датчика, выбираютс  несколько меньшими размеров окна щеткодержател  8 с учетом удлинени  измерительного элемента 2 при распр млении пружин 1, работающих под нагрузкой на распор. Вьтолнение изме рительного элемента 2 в виде пластины , раст гивающее усилие к которой приложено по концам, обеспечивает установку преобразователей 3 на обеих ее поверхност х, при этом один из преобразователей 3 (один из длинобазовых транзисторов) дл  повышени  точности измерени  и надежности датчика может быть использован дл  контрол  работоспособности тензорезисторов путем сравнени  их показаний. Чувствительность измерительного элемента в пределах упругих деформаций повышаетс  с умегньщением толщины пластины.

Устойчивость датчика на щетке.6 оптимально обеспечиваетс  при длине опорной плоскости накладки 5 не менее 1/3 площади щетки, а по ширине 794644

не менее ее 2/3. В датчике оптималь ны услови : модули упругости первог го рода дл  несущей системы ЕН,С. и измерительного элемента Е, относ тс  как Е.. 8 Е-д; максимальное рассто ние h между симметричными точками дугообразных пружин 1 и база (длина ) измерительного элемента 2 должна относитьс  как 4h. 10 Работает датчик следующим образом.

Дугообразные пружины 1 несущей системы с жестко закрепленными концами , воспринима  усилие нажимной пружины 7 щеткодержател  8, испытывают упругие деформации сжати  и изгиба, распр мл  сь, воздействуют суммарной составл ющей на концы измерительного элемента 2, который размещен между ними. При соотношении

20 модулей упругости пружин 1 и измерительного элемента . 8 Eg, последний практически не  вл етс  элементом конструкции несущей системы и непосредственно не участвует в распределении нагрузки, он испытывает усилие раст жени , которое несоизмеримо мало с нагрузкой. Усилие раст жени , действующее на измерительный элемент 2, воспринимаетс  установленным на нем тензорезистором и преобразуетс  в электрический сигнал, поступающий к измерительной аппаратуре (не показана). Величина сигнала датчика зависит от раст гивающего усили , действующего на измерительный элемент. Конструкци  несущей системы, раст гивающа  измерительный элемент 2, позвол ет подбирать такое его се-

Q чение, которое испытывает в режиме рабочих давлений нажимной пружины 7 щеткодержател  8-напр жение в пределах упругих деформаций, что повышает чувствительность датчика.

По сравнению с прототипом устройство проще в изготовлении, в нем отсутствуют подвижные части, датчик не боитс  ударов, так как измерительный элемент защищен дугообразными пружинами, может устанавливатьс  на щетку любой из опорных плоскостей.

(риг.З

/

Claims (2)

1. ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий измерительный элемент, установленный между щеткой и нажимной пружиной в окне щеткодержателя, снабженный первичными преобразователями, образующими электрический полумост с выводами для подключения к измерительной аппаратуре, отличающийс я тем, что, с целью упрощения изготовления, повышения чувствитель ности и точности, измерений, в него дополнительно введены две дугообразные листовые пружины, измерительный элемент выполнен в виде упругой пластины, которая установлена между указанными пружинами, симметрично расположенными выпуклостью наружу относительно измерительного элемента и образующими замкнутую несущую нагрузку систему, при этом концы листовых пружин и измерительного элемента жестко·соединены между собой и снабжены ограничителями перемещения, а пружины снабжены опорными накладками, которые расположены S с выпуклых сторон пружин и имеют плоскости,’которые параллельны плоскости измерительного элемента, такой плоскостью одна из накладок опирается на щетку, а другая - на нажимную пружину.

2. Датчик поп. 1, отличающийся тем, что упомянутые ограничители перемещения и опорные накладки выполнены из электроизоляционного материала.