RU2650673C2 - Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector - Google Patents

Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector Download PDF

Info

Publication number
RU2650673C2
RU2650673C2 RU2016121046A RU2016121046A RU2650673C2 RU 2650673 C2 RU2650673 C2 RU 2650673C2 RU 2016121046 A RU2016121046 A RU 2016121046A RU 2016121046 A RU2016121046 A RU 2016121046A RU 2650673 C2 RU2650673 C2 RU 2650673C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
brush
collector
annular magnetic
magnetic circuit
Prior art date
Application number
RU2016121046A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016121046A (en
Inventor
Александр Ефимович Дубинин
Николай Сергеевич Шорохов
Александр Александрович Дубинин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС)
Priority to RU2016121046A priority Critical patent/RU2650673C2/en
Publication of RU2016121046A publication Critical patent/RU2016121046A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2650673C2 publication Critical patent/RU2650673C2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/58—Means structurally associated with the current collector for indicating condition thereof, e.g. for indicating brush wear

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical measuring equipment, in particular to devices for measuring brush strokes on a collector directly on an electrical machine in an operating mode. Device for measuring the brush pressing on the collector of electrical machines comprises a brush holder with a pressure finger, a brush, two annular magnetic circuits with excitation windings and measuring, located in the body of the force sensor, rigidly connected with a brush and installed in the brush holder of the machine against the stop with the collector, one annular magnetic circuit through the metal ball and the protective spring is connected to the movable part of the device cooperating with the pressure finger, a four-link joint with balls in the nodes, one annular magnetic circuit is located together with the hinged connection inside the other annular magnetic circuit in mutually perpendicular planes, two metal balls are connected to the outer surface of one annular magnetic core along the action line of the pressure finger, and the other two metal balls of swing coupling of the perpendicular plane are connected to the inner surface of the other annular magnetic core, the field windings and the measuring wires on the magnetic cores are connected according to the adjacent shoulders of the bridge measuring circuit, and the protective spring is made flat.
EFFECT: technical result is to increase the sensitivity and accuracy of the measurement not less than two times, as well as the reduction of its dimensions.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме, и может быть использовано в промышленности на любых электрических машинах.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to devices for measuring brush presses on the collector directly on an electric machine in operating mode, and can be used in industry on any electric machines.

Известно устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрической машины, содержащее щетку, щеткодержатель, два кольцевых магнитопровода с обмотками возбуждения и измерительной, расположенные в корпусе, который жестко связан со щеткой, установленные в щеткодержателе машины до упора с коллектором, при этом один кольцевой магнитопровод через стальной шарик и защитную пружину соединен с нажимным пальцем щеткодержателя (А.С. СССР №828280, МПК H01R 39/58, опубл. 07.05.81, БИ №17. Устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрических машин, авторы Дубинин А.Е. и др.).A device is known for measuring brush presses on the collector of an electric machine, comprising a brush, a brush holder, two ring magnetic circuits with field windings and a measuring coil located in a housing that is rigidly connected to the brush and installed in the brush holder of the machine all the way to the collector, with one ring magnetic circuit through a steel ball and a protective spring is connected to the pressure finger of the brush holder (AS USSR No. 828280, IPC H01R 39/58, publ. 07.05.81, BI No. 17. Device for measuring brush pressure on the electrical collector machines, authors Dubinin A.E. et al.).

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность и точность, большие габариты из-за использования компенсационного элемента и невозможность использования на работающей электрической машине, так как предназначено для контроля щеткодержателей.The disadvantage of this device is the low sensitivity and accuracy, large dimensions due to the use of the compensation element and the inability to use on a working electric machine, as it is designed to control brush holders.

Известно устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку, два кольцевых магнитопровода с обмотками возбуждения и измерительной, расположенных в корпусе датчика силы, жестко связанном со щеткой и установленном в щеткодержателе машины до упора с коллектором, при этом один кольцевой магнитопровод через металлический шарик и защитную пружину соединен с подвижной частью устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем (А.С. СССР №919004, МПК H01R 39/58, опубл. 07.04.82, БИ №13. Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрических машин, авторы Дубинин А.Е. и др.).A device is known for measuring brush presses on the collector of electric machines, comprising a brush holder with a finger, a brush, two annular magnetic circuits with field windings and a measuring one, located in the housing of the force sensor rigidly connected to the brush and installed in the brush holder of the machine until it stops with the collector, one annular magnetic circuit through a metal ball and a protective spring is connected to the movable part of the device interacting with a push finger (AS USSR No. 919004, IPC H01R 39/58, publ. 07.04.82, BI No. 13. Device for measuring brush pressure on the collector of electric machines, authors Dubinin A.E. et al.).

Недостатком устройства для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин является низкая чувствительность и точность, большие габариты из-за использования компенсационного элемента.The disadvantage of the device for measuring brush presses on the collector of electric machines is low sensitivity and accuracy, large dimensions due to the use of the compensation element.

Данное техническое решение принято авторами в качестве прототипа.This technical solution was made by the authors as a prototype.

Техническим результатом является повышение чувствительности, точности измерения и уменьшения габаритов устройства.The technical result is to increase the sensitivity, measurement accuracy and reduce the size of the device.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку, два кольцевых магнитопровода с обмотками возбуждения и измерительной, расположенными в корпусе датчика силы, жестко связанном со щеткой и установленном в щеткодержателе машины до упора с коллектором, при этом один кольцевой магнитопровод через металлический шарик и защитную пружину соединен с подвижной частью устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем, согласно изобретению дополнительно в устройство введено четырехзвенное шарнирное соединение с шариками в узлах, при этом один кольцевой магнитопровод расположен вместе с шарнирным соединением внутри другого кольцевого магнитопровода во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем два металлических шарика соединены с наружной поверхностью одного кольцевого магнитопровода по линии действия нажимного пальца, а два других металлических шарика шарнирного соединения в перпендикулярной плоскости соединены с внутренней поверхностью другого кольцевого магнитопровода, обмотки возбуждения и измерительная на магнитопроводах включены согласно в смежные плечи мостовой измерительной схемы, а защитная пружина выполнена плоской.The technical result is achieved by the fact that in a device for measuring brush pressure on the collector of electric machines, containing a brush holder with a finger, a brush, two annular magnetic cores with field windings and a measuring one, located in the body of the force sensor rigidly connected to the brush and installed in the brush holder of the machine up to abutment with a collector, while one annular magnetic circuit through a metal ball and a protective spring is connected to the movable part of the device interacting with a finger, but the invention additionally introduces into the device a four-link articulation with balls in the nodes, while one ring magnetic core is located together with a swivel inside another ring magnetic core in mutually perpendicular planes, and two metal balls are connected to the outer surface of one ring magnetic core along the line of action of the pressure finger, and two other metal balls of swivel in a perpendicular plane are connected to the inner surface of the other to ltsevogo magnetic excitation and measuring windings on magnetic cores according incorporated into adjacent shoulders bridge measurement circuit, and the protective spring is flat.

Четырехзвенное шарнирное соединение с шариками в узлах уменьшает габариты устройства, применение в кольцевых элементах обмоток, выполняющих функции возбуждения и измерительной, включенных согласно в противоположные плечи измерительной мостовой схемы, также увеличивает чувствительность, а следовательно, точность измерения.A four-link swivel with balls in the nodes reduces the dimensions of the device, the use of ring windings that perform the excitation and measurement functions, included in the opposite arms of the measurement bridge circuit, also increases the sensitivity, and therefore the measurement accuracy.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.The drawing schematically shows the proposed device.

Устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрических машин состоит: щеткодержатель 1; нажимной палец 2; датчика силы 3; щетка 4; коллектор 5; два кольцевых магнитопровода 6 и 7; обмотки 8 и 9 возбуждения и измерительная, образующие сопротивления Z1 и Z2; сопротивления Z3 и Z4; напряжение питания U1; измеряемое напряжение U2; плоская защитная пружина 10; нижняя неподвижная часть 11; внутренние металлические шарики 12; внешние металлические шарики 13; шарнир 14; верхняя подвижная часть 15.A device for measuring brush pressure on the collector of electrical machines consists of: brush holder 1; push finger 2; force sensor 3; brush 4; collector 5; two ring magnetic circuits 6 and 7; field windings 8 and 9 and measuring, forming resistance Z 1 and Z 2 ; resistance Z 3 and Z 4 ; supply voltage U 1 ; measured voltage U 2 ; flat protective spring 10; lower stationary part 11; inner metal balls 12; external metal balls 13; hinge 14; upper movable part 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Питающий сигнал U1 подается на мостовую измерительную схему, образованную обмотками 8 и 9 и сопротивления Z3 b Z4. При отсутствии действия внешнего усилия на подвижную часть 15 мостовая электрическая схема сбалансирована и сигнал U2 на выходе равен нулю.The supply signal U 1 is fed to a bridge measuring circuit formed by windings 8 and 9 and resistance Z 3 b Z 4 . If there is no external force acting on the movable part 15, the bridge circuitry is balanced and the signal U 2 at the output is zero.

При действии внешнего усилия нажимного пальца 2 на подвижную часть 15 оно передается через два внешних металлических шарика 12 и два внутренних металлических шарика 13 четырехзвенного шарнирного соединения 14, нижнюю неподвижную часть 11 и плоскую защитную пружину 10 на кольцевые магнитопроводы 6 и 7, корпус датчика силы 3, расположенный в щеткодержателе 1, щетку 4 и коллектор 5. Под действием силы нажатия пальца в кольцевых магнитопроводах возникают механические напряжения сжатия и растяжения, приводящие к изменению их магнитных проницаемостей. Так как обмотки 8 и 9 включены согласно в смежные плечи мостовой измерительной схемы, на ее выходе появляется сигнал U2, пропорциональный силе нажатия щетки на коллектор электрической машины.Under the action of the external force of the push pin 2 on the movable part 15, it is transmitted through two external metal balls 12 and two internal metal balls 13 of the four-link articulated joint 14, the lower fixed part 11 and the flat protective spring 10 to the ring magnetic circuits 6 and 7, the body of the force sensor 3 located in the brush holder 1, the brush 4 and the collector 5. Under the action of a finger pressing force in the ring magnetic circuits, mechanical compressive and tensile stresses arise, leading to a change in their magnetic permeabilities. Since the windings 8 and 9 are connected according to adjacent shoulders of the bridge measuring circuit, a signal U 2 appears at its output, which is proportional to the force of brush pressing on the collector of the electric machine.

Защитная пружина 10 предварительно сжата за счет ее изгиба, что обеспечивает защиту кольцевых магнитопроводов 6 и 7, при ударных воздействиях превышающих ее сжатие.The protective spring 10 is pre-compressed due to its bending, which provides protection for the annular magnetic circuits 6 and 7, when impacts exceed its compression.

Предлагаемое устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрических машин позволит повысить чувствительность и точность измерения не менее чем в два раза, а так же уменьшить его габариты.The proposed device for measuring brush pressure on the collector of electrical machines will increase the sensitivity and measurement accuracy of at least two times, as well as reduce its dimensions.

Claims (1)

Устройство для измерения нажатия щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку, два кольцевых магнитопровода с обмотками возбуждения и измерительной, расположенными в корпусе датчика силы, жестко связанном со щеткой и установленном в щеткодержателе машины до упора с коллектором, при этом один кольцевой магнитопровод через металлический шарик и защитную пружину соединен с подвижной частью устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем, отличающееся тем, что дополнительно в устройство введено четырехзвенное шарнирное соединение с шариками в узлах, при этом один кольцевой магнитопровод расположен вместе с шарнирным соединением внутри другого кольцевого магнитопровода во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем два металлических шарика соединены с наружной поверхностью одного кольцевого магнитопровода по линии действия нажимного пальца, а два других металлических шарика шарнирного соединения в перпендикулярной плоскости соединены с внутренней поверхностью другого кольцевого магнитопровода, обмотки возбуждения и измерительная на магнитопроводах включены согласно в смежные плечи мостовой измерительной схемы, а защитная пружина выполнена плоской.A device for measuring brush pressure on the collector of electric machines, containing a brush holder with a finger, a brush, two ring magnetic circuits with field windings and a measuring one, located in the body of the force sensor rigidly connected to the brush and installed in the brush holder of the machine until it stops with the collector, while one an annular magnetic circuit through a metal ball and a protective spring is connected to the movable part of the device interacting with a push finger, characterized in that it is additionally inserted into the device a four-link articulated joint with balls in the nodes is mounted, while one ring magnetic circuit is located together with the articulated joint inside the other circular magnetic circuit in mutually perpendicular planes, two metal balls connected to the outer surface of one circular magnetic circuit along the line of action of the pressure finger, and two other metal balls articulation in a perpendicular plane connected to the inner surface of another annular magnetic circuit, the field winding I and measuring on magnetic cores are included according to adjacent shoulders of the bridge measuring circuit, and the protective spring is made flat.
RU2016121046A 2016-05-27 2016-05-27 Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector RU2650673C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121046A RU2650673C2 (en) 2016-05-27 2016-05-27 Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121046A RU2650673C2 (en) 2016-05-27 2016-05-27 Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016121046A RU2016121046A (en) 2017-11-30
RU2650673C2 true RU2650673C2 (en) 2018-04-17

Family

ID=60580590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121046A RU2650673C2 (en) 2016-05-27 2016-05-27 Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650673C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU828280A1 (en) * 1979-06-29 1981-05-07 Куйбышевский Институт Инженеров Железно-Дорожного Транспорта Device for measuring brush pressure onto electric machine collector
SU919004A1 (en) * 1980-09-30 1982-04-07 Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта Device for measuring brush pressure to electric machine commutator
US4831302A (en) * 1986-10-23 1989-05-16 G. Dietrich GmbH Spezialfabrik fur Burstenhalter u. Kunststoffteile Apparatus for monitoring the wear upon carbon brushes in electrical machines
RU2020674C1 (en) * 1992-03-31 1994-09-30 Научно-производственное объединение автоматики и приборостроения Device for measuring brush contact pressure on commutator of electrical machine
RU2467441C1 (en) * 2011-08-03 2012-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Device to measure brush pressure at collector of electric machines
US20130244450A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Cutsforth Products, Inc. Brush lead guide for a brush holder assembly

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU828280A1 (en) * 1979-06-29 1981-05-07 Куйбышевский Институт Инженеров Железно-Дорожного Транспорта Device for measuring brush pressure onto electric machine collector
SU919004A1 (en) * 1980-09-30 1982-04-07 Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта Device for measuring brush pressure to electric machine commutator
US4831302A (en) * 1986-10-23 1989-05-16 G. Dietrich GmbH Spezialfabrik fur Burstenhalter u. Kunststoffteile Apparatus for monitoring the wear upon carbon brushes in electrical machines
RU2020674C1 (en) * 1992-03-31 1994-09-30 Научно-производственное объединение автоматики и приборостроения Device for measuring brush contact pressure on commutator of electrical machine
RU2467441C1 (en) * 2011-08-03 2012-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Device to measure brush pressure at collector of electric machines
US20130244450A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Cutsforth Products, Inc. Brush lead guide for a brush holder assembly

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016121046A (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3228975B1 (en) Eddy current sensor
ATE463717T1 (en) INDUCTIVE DISPLACEMENT DETECTOR
CN102269634B (en) Attached resistance strain transducer
CN104285124A (en) Measurement device and method for measuring the surface microstructure profile or the roughness of surface of body
RU2650673C2 (en) Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector
JP2006010409A (en) Extensometer
RU2693013C2 (en) Device for measuring the brush pressure on electric machine collector
JP2016017873A (en) Discharge current measuring device
CN204027725U (en) A kind of sonde-type FBG temperature sensor of measuring transformer oil temperature
RU2399999C1 (en) Method for measurement of gas mains destruction parametres and complex for its realisation
RU2655952C2 (en) Device for measuring brush pressure on electrical machine collector
CN202582479U (en) Deformation monitoring device
CN107764636A (en) A kind of deformation measuring device and method of cuboid rock sample conventional triaxial compression test
CN202836419U (en) Device for measuring axial sizes of convex shoulders inside workpiece hole
CN105890823A (en) Device for testing plugging force of connector
US2208910A (en) Device for measuring lengths
CN210109216U (en) Human body static electricity measuring device
US2779927A (en) A. c. electrical measuring instruments
CN111729833A (en) High-stability magnetostrictive transducer
JP6135777B2 (en) Material testing machine
CN217275991U (en) Magnetostrictive displacement sensor for remote displacement detection
KR102037774B1 (en) Apparatus for displacement measuring have antagonist structure and robot joint module using the same, cloth for enhancing muscular strength
CN218002443U (en) Single-sensor double-measuring-rod outer diameter measuring device
CN109490609A (en) A kind of electric power detection instrument protective case
CN109443569A (en) A kind of magnetic force adsorption type temperature thermocouple

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190528