SU618822A1 - Аппарат дл исследовани коммутации коллекторных электрических машин - Google Patents

Description

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что вырезы выполнены с обеих сторон каждого из токопровод щих колец, причем вырезы на одной стороне кольца смещены относительно вырезов на другой стороне кольца на длину выреза, а друга  половина программных дисков, соединенных с разными полюсами источника, укреплена неподвижно на валу. На дистанционной прокладке может быть установлено черв чное олесо , соединенное с откидным черв чным устройством, состо щим из черв ка, стоек, подшипников и ручки.

На фиг. 1 изображен аппарат дл  исследовани  коммутации коллекторных электрических машин, общий вид; на фиг. 2 - программный диск в трех проекци х; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1, откидное черв чное устройство дл  проворота дисков; на фиг. 4 - схема програ.ммы коммутации; на фиг. 5 - соединение программнь х дисков в параллель; на фиг. 6 - развертка программных дисков, по сн юща  работу аппарата .

На валу 1 помещены коммутирую1дие эледменты, выполненные в виде програ.м.иных дисков 2-5, каждый из которых состоит из обода 6, насаженного на вал 1, и кольца 7 с вырезами а с обеих сторон, БЫГЮ; ненното из токопровод щего материала и закрепленного на изол ционном ободе 6. Вырезы кольца 7 равномерно расиолол ены но окружности и заполнены электроизол ционным материалом. Вырезы левой части смещены на длину выреза относительно вырезов правой части.

Количество программных дисков зависит от числа параллельных цепей  кор . Так, при наличии двух параллельных цепей программных дисков необходимо четыре. Устройство всел программных дисков одинаково.

Количество вырезов на кольцах 7 определ етс  количеством коллекторных пластин кол-лектора машины, коммутацию которой нужно исследовать.

Между программными дисками помещены дистанционные прокладки 8. Справа и слева от набора коммутирующих элементов 2-5 помещены опорные шайбы 9, 10. Диски закреплены на валу гайкой 11. Программные диски 4, 5 установлеггы на валу неподвижно , а диски 2, 3 - с возможностью проворота и жестко св заны м.ежду собой, например, при помощи щпильки. Между дисками 2, 3 установлено черв чное колесо 12 и откидной черв к 13, закрепленный в неподвижной 14 и подвижной 15 стойках.

Вал 1 с набором программных дисков 2-5 размещен в стойках с подщипниками 16, 17 и соединен муфтой 18 с двигателем 19 дл  регулировани  скорости в пределах, необходнмых дл  обеспечени  реального процесса коммутации. На опоре 20 размещены щеткодержатели со щетками . Программные диски 2, 4, 3, 5 через щеткодержатели со щетками 21-32 соединены

между собой в параллель либо последовательно . На фиг. 5 показано соединение в параллель дисков 2 и 4 через пары щеткодержателей со щетками 21-27, 22-28,

23-29, а на фиг. 6 нриведено последовательное соединение тех же дисков.

Так как программные диски вращаютс , то коммутаци  осуществл етс  двум  комплектами щеток, из которых один посто нно контактирует с кольцами (щетки 22, 25,

0 28, 31), а второй комплект щеток (21, 27, 23, 29, 24, 30, 26, 32) соедин етс  с кольцами через выступы по установленной программе (например, на фиг. 4).

Электрическа  коллекторна  мащина, ко.ммутацию которой необходимо исследовать , представл етс  в виде элементов I и II, моделирующих коммутирующие секции исследуемой машины, соединенные с моделированными параллельными цеп ми 111 и IV  кор  (фиг. 4). С целью сокращени 

0 в дальнейщем будем использовать вместо термина элементы I и И, моделирующие коммутирующие секции исследуемой машины , более короткий термин - коммутирующие секции.

5 Коммутирующие секции снабжены регистрирующей аппаратурой (например, осциллографом , -измер ющим изменение тока коммутирующей секции, проход щего через 1иунт, ЭДС коммутации посредством катущки М).

0Схему моделируемой мащины присоедин ют к аппарату дл  исследовани  коммутации в точках Е, F, G, Н (фиг. 4). К точке Е присоедин ютс  щетки 21, 27, к точке F - щетки 23, 29 и т. д. Элементы исследуемых контуров располагаютс  таким образом, чтобы отсутствовали взаимоиндуктивные св зи, не существующие в реальной машине.

Напр жение подводитс  к щеткам 22, 28 (плюс) и к щеткам 25, 31 через регулировочный резистор 33 (минус). Все программные диски устанавливаютс  одинаково.

Дл  настройки аппарат имеет мерные

делени  на боковых поверхност х дисков 3,

4 и дистанционной прокладке 8 между ними.

Аппарат работает следующим образом.

К собранному контуру с коммутирующими секци ми I и II и моделированными параллельными цеп ми III и IV  кор , имеющему измерительную аппаратуру, подсоедин ютс  щеткодержатели со щетками в точках

0 Е, F, G, Н. К щеткам 22, 28 подводитс  напр жение (плюс), а к щеткам 25, 31 подводитс  через регулировочный резистор 33 отрицательный потенциал (фиг. 4). На этой же фигуре указаны щетки, объединенные в параллель. Щетки 22, 28 и 25, 31 посто нно соединены с соответствующими кольцами, щетки ,21, 27 и 24, 30, а также щетки 23, 29 и 26, 32 скольз т по выступам колец и соедин ютс  с соответствующими чольцами согласно программе на фиг. 4.

0 На схеме фиг. 4(в виде однополюсных рубильников ) указаны все щетки. Программа начинаетс  с положени  А, в котором щетки 21, 27 и 24, 30 включены. Все програмные диски (фиг. 2) подключены так, чтобы осуществить программу, показанную на фиг. 4, 6.

Когда щетки касаютс  токопровод щих выступов колец в, они замыкают соответствующую цепь схемы (фиг. 4). В профамме крестиками указаны положени , при которых щетки касаютс  выступов, а пустые клетки означают, что щетка в этом положении полностью касаетс  изол ции (разомкнута). Слева от положений программы цифр 21, 27, 24, 30, 23, 29, 26, 32 указывают положени  щеток. На фиг. 6 (так же, как и по программе на фиг. 4) видно, например, что при вращении вала 1 с программными дисками в положении А щетки 21, 27 и 24, 30 включены, а щетки 23, 29 и 26, 32 выключены . В положении В щетки 21, 27, 24, 30 еще остаютс  включенными, а щетки 23, 29 и 26, 32 уже включены и т. д. Каждому положению соответствует поворот дисков аппарата на половину длины выреза.

Последовательное включение и отключение щеток в зависимости от положени  колец и отображено в виде программы (фиг. 4).

Включив двигатель 19 и задав нужную скорость, по включенным приборам исследуют процесс коммутации, протекающий по следующим этапам:

1.Щетки 21, 27 и 24, 30 касаютс  выступов (положение Л), ток идет по часовой стрелке через коммутирующие секции I, параллельную цепь  кор  IV, щетки 24, 30, установочный резистор 33 на минус и одновременно против часовой стрелки через параллельную цепь III, коммутирующею секцию II, щетки 24, 30, регулировочный резистор 33 на минус.

2.Включаютс  щетки 23, 29 и 26, 32, а щетки 21, 27, 24, 30 еще остаютс  включенными (положение В). Включение щеток 23, 29 и 26, 32 осуществл ет замыкание коммутирующих секций I и II , и в них протекает ток коммутации. Направление тока в параллельных цеп х П1 и IV  кор  сохран етс .

3.Щетки 21, 27 и 24, 30 отключаютс , и ток в коммутирующих секци х I и II реверсируетс  при сохранении направлени  тока в параллельных цеп х III и IV.

В дальнейше.м цикл повтор етс  по программе фиг. 4.

В рассмотренном случае исследуетс  коммутаци  одновременно в двух параллельных цеп х, моделирующих реальный процесс коммутации электрической машины. Таким же способом исследуетс  коммутаци  в п параллельных цеп х, но в этом случае на вал I необходимо соответственно добавить программные диски.

Дл  исследовани  коммутации в паралл&тьных цеп х при соблюдении соотнощений перекрыти  коллекторных плйстин и величины межламельной изол ции раатичного

типа мащин необходимо программные диски 2, 3 сместить на валу на угол а.

Смещение дисков 2, 3 на некоторый угол а относительно неподвижных дисков 4, 5

вызовет уменьщение эквивалентного рассто ни  изол ции Од на величину, пропорциональную углу U. (фиг. 5). Из фиг. 5 видно, что когда а О, эквивалентна  изол ци  за счет работы дисков 2 и 4 в параллель равна а (аз «). Если же диск 2 сместить на валу на угол а в, то в этом случае а 0. Таким образом, измен   угол а, можно измен ть эквивалентную щирину изол ции и одновременно щирину выступа (мо-. делирующего собой коллекторную пластину.)

Это позвол ет исследовать коммутацию в функции толщины изол ции между коллекторными пластинами, а также настраивать и исследовать процессы коммутации серии электрических машин.

На-основании исследовани  коммутации

и функции толщины изол ции можно не только судить о характере процесса коммутации , но и выбрать наиболее эффективную толщину межламельной изол ции коллектора .

У машин с вентильно-механической коммутацией изол ци  между коллекторными пластинами достигает особенно большой величины . Поэтому при исследовании коммутации последних целесообразно примен ть не только параллельное включение программных дисков, но и последовательное. Если при параллельном соединении дисков эквивалентное рассто ние изол ции а уменьшаетс , то при последовательном соединении оно увеличиваетс .

При исследовании коммутации при посто нном размере толщины изол ции между коллекторными пластинами, когда а, а, параллельные программные диски могут быть отключены.

Настройка производитс  при ослабленной гайке 11 за счет специального устройства дл  проворота (фиг. 1). Оно представл ет собой черв чное колесо 12, которое сцепл етс  с черв ком 13. После осуществлени  поворота (поворачиваютс  одновременно диски 2 и 3, жестко св занные между собой) на необходимый угол а все диски зажимаютс  гайкой 11, а черв чное устройство опускаетс , за счет чего происходит расцепление с черв чным колесом 12.

Аппарат имеет небольшие габариты и благодар  укреплению части дисков на валу более точную регулировку.

Claims (2)

1. Аппарат дл  исследовани  коммутации коллекторных электрических машин, содержа1ций вал с закрепленными на нем коммутирующи .ми элементами, моделирующими коллекторные пластины, дистанционные прокладки , щеткодержатели со щетками, элементы , моделирующие ком1мутируемые секции машины с датчиками дл  подключени  измерительных устройств, устройство дл  подклю чени  источника питани  и щеток к элементам , моделирующим коммутируемые секции, коммутирующие элементы выполненные в виде набора программных дисков, состо щих из обода, укрепленного на валу, и токопровод щих колец с вырезами, закрепленных на обедах и изолированных от него, при этом вырезы колец равномерно расположены по окружности и заполнены электроизол ционным материалом, диски, подключенные к одному полюсу источника, соединены между собой, а одна половина дисков установлена на валу с возможностью проворота , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировки и уменьшени  габаритов, вырезы выполнены с обеих сторон каждого из токопровод щих ко 21 22 23 24 25 26 27 28 23 30 31 32

20

fuz.i

15 лец, причем вырезы на одной стороне кольца c.MCineHbi относительно вырезов на другой стороне кольца на длину выреза, а друга  половина программных дисков, соединенных с разными полюсами источника, укреплена неподвижно на валу. 2. Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что на дистанционной прокладке установлено черв чное колесо, соединенное с откидным черв чным устройством, состо щим из черв ка, стоек и ручки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Карасева М. Ф. и др. Оптимальна  коммутаци  машин посто нного тока. «Транспорт . 1967, с. 43-45.

2.Авторское свидетельство СССР № 523491, кл. Н 02 К 13/14, 1973.

г/

oCi 27

26

32.

M

-e-9Kn

I { I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

ll7l/llS|cljblIS с IpMlB Cl

I 1 I I I I I I I I I I I 1 I I I I 1 1 I I I I I

32

Фиг. 6