RU2655952C2 - Device for measuring brush pressure on electrical machine collector - Google Patents

Device for measuring brush pressure on electrical machine collector Download PDF

Info

Publication number
RU2655952C2
RU2655952C2 RU2016119636A RU2016119636A RU2655952C2 RU 2655952 C2 RU2655952 C2 RU 2655952C2 RU 2016119636 A RU2016119636 A RU 2016119636A RU 2016119636 A RU2016119636 A RU 2016119636A RU 2655952 C2 RU2655952 C2 RU 2655952C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
brush
measuring
collector
ring
brush holder
Prior art date
Application number
RU2016119636A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016119636A (en
Inventor
Александр Ефимович Дубинин
Александр Александрович Дубинин
Николай Сергеевич Шорохов
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 RU2016119636A priority Critical patent/RU2655952C2/en
Publication of RU2016119636A publication Critical patent/RU2016119636A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655952C2 publication Critical patent/RU2655952C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: device comprises a brush holder with a tooth support, a moving part, a brush, two ring-type magnetic circuits with windings of instrumentation excitation located in a body of a force sensor, rigidly connected with the brush and mounted in the brush holder of the machine until bumping into the collector. One ring-type magnetic circuit through a metal ball and a protective spring is connected to the moving part of the device interacting with the tooth support. In addition, a ring guide and two metal balls are introducted in the device, which are mounted along the action line of the tooth support and are connected to both ring-type magnetic circuits arranged in parallel one inside the other, their excitation windings and the instrumentation are connected back-to-back to the opposite arms of the measuring circuit bridge, and the protective spring is made flat.
EFFECT: increased sensitivity and accuracy of measurements, reduced size of the device.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, 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.).

Недостатками данного устройства являются 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 disadvantages of this device are 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.).

Недостатками устройства для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин являются низкая чувствительность и точность, большие габариты из-за использования компенсационного элемента.The disadvantages of the device for measuring brush presses on the collector of electrical machines are 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 уменьшение 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, подвижную часть, щетку, два кольцевых магнитопровода с обмотками возбуждения 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 введены кольцевая направляющая и два металлических шарика, которые установлены по линии действия нажимного пальца и соединены с обоими кольцевыми магнитопроводами, расположенными параллельно один внутри другого, их обмотки возбуждения и измерительная включены встречно в противоположные 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, comprising a brush holder with a finger, a movable part, a brush, two annular magnetic cores with measuring excitation windings located in a force sensor housing rigidly connected to the brush and installed in the brush holder machines to the stop with the 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 the pressure with a finger, according to the invention, an annular guide and two metal balls are additionally introduced into the device, which are installed along the line of action of the pressure finger and connected to both ring magnetic circuits located parallel to one inside the other, their field windings and the measuring coil are connected counterclockwise to the opposite shoulders of the bridge measuring circuit, and the protective spring is made flat.

Параллельное размещение одного кольца внутри другого уменьшает габариты устройства, применение в кольцевых элементах обмоток, выполняющих функции возбуждения и измерительной, также уменьшает габариты и вместе с использованием мостовой схемы увеличивает чувствительность, а следовательно, точность измерения.The parallel placement of one ring inside another reduces the dimensions of the device, the use of windings acting as excitation and measuring in the ring elements, also reduces the dimensions and, together with the use of a bridge circuit, 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; щетка 3; датчик силы 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; металлические шарики 10, 11; кольцевая направляющая 12; плоская защитная пружина 13; подвижная часть 14.A device for measuring brush pressure on the collector of electrical machines consists of: brush holder 1; push finger 2; brush 3; force sensor 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 ; metal balls 10, 11; ring guide 12; flat protective spring 13; movable part 14.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Питающий сигнал U1 подается на мостовую измерительную схему, образованную обмотками 8 и 9. При отсутствии действия внешнего усилия на подвижную часть 14 мостовая электрическая схема сбалансирована и сигнал U2 на выходе равен нулю.The supply signal U 1 is supplied to the bridge measuring circuit formed by the windings 8 and 9. If there is no external force acting on the movable part 14, the bridge circuit is balanced and the signal U 2 at the output is zero.

При действии внешнего усилия нажимного пальца 2 на подвижную часть 14 оно передается через защитную пружину 13, металлический шарик 11 на кольцевой магнитопровод 6 и далее через металлические шарики 10 и кольцевую направляющую 12 на кольцевой магнитопровод 7, корпус датчика силы 4, расположенный в щеткодержателе 1, щетку 3 и коллектор 5. Под действием силы нажатия пальца 2 в кольцевых магнитопроводах 6 и 7 возникают механические напряжения сжатия, приводящие к изменению их магнитных проницаемостей. Так как обмотки включены встречно в противоположные плечи мостовой 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 finger 2 on the movable part 14, it is transmitted through the protective spring 13, the metal ball 11 to the ring magnetic core 6 and then through the metal balls 10 and the ring guide 12 to the ring magnetic core 7, the force sensor housing 4 located in the brush holder 1, brush 3 and the collector 5. Under the action of the pressing force of the finger 2 in the ring magnetic circuits 6 and 7, mechanical compression stresses arise, leading to a change in their magnetic permeabilities. Since the windings are connected opposite to the opposite shoulders of the bridge circuit, a signal U 2 appears at its output, which is proportional to the brush pressing force on the collector of the electric machine.

Защитная пружина 13 предварительно сжата за счет ее изгиба, что обеспечивает защиту кольцевых магнитопроводов 6 и 7 при ударных воздействиях, превышающих ее сжатие.The protective spring 13 is pre-compressed due to its bending, which provides protection for the annular magnetic circuits 6 and 7 under impacts exceeding 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 также 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, подвижную часть, щетку, два кольцевых магнитопровода с обмотками возбуждения 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 введены кольцевая направляющая и два металлических шарика, которые установлены по линии действия нажимного пальца и соединены с обоими кольцевыми магнитопроводами, расположенными параллельно один внутри другого, их обмотки возбуждения и измерительная включены встречно в противоположные 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 movable part, a brush, two annular magnetic circuits with measuring excitation windings 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, this one annular magnetic circuit through a metal ball and a protective spring is connected to the movable part of the device interacting with the push finger, according to the invention additionally An annular guide and two metal balls are introduced into the device, which are installed along the line of action of the pressure finger and connected to both ring magnetic circuits located parallel to one inside the other, their field windings and the measuring coil are included in the opposite shoulders of the bridge measuring circuit, and the protective spring is made flat.
RU2016119636A 2016-05-20 2016-05-20 Device for measuring brush pressure on electrical machine collector RU2655952C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119636A RU2655952C2 (en) 2016-05-20 2016-05-20 Device for measuring brush pressure on electrical machine collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119636A RU2655952C2 (en) 2016-05-20 2016-05-20 Device for measuring brush pressure on electrical machine collector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016119636A RU2016119636A (en) 2017-11-23
RU2655952C2 true RU2655952C2 (en) 2018-05-30

Family

ID=62560793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119636A RU2655952C2 (en) 2016-05-20 2016-05-20 Device for measuring brush pressure on electrical machine collector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655952C2 (en)

Citations (3)

* 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
RU2399999C1 (en) * 2009-08-03 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method for measurement of gas mains destruction parametres and complex for its realisation

Patent Citations (3)

* 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
RU2399999C1 (en) * 2009-08-03 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method for measurement of gas mains destruction parametres and complex for its realisation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016119636A (en) 2017-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2427866A (en) Electromagnetic motion responsive device
US2761216A (en) Position indicator-recording instrument
CN106353561A (en) Current detection chip and current detection method
US2495797A (en) Electrical bore gauge
EP3117195A1 (en) Non-contact magnetostrictive current sensor
RU2655952C2 (en) Device for measuring brush pressure on electrical machine collector
RU2399999C1 (en) Method for measurement of gas mains destruction parametres and complex for its realisation
CN104931176A (en) Piezoelectric type three jaw chuck clamping force measurement device
RU2693013C2 (en) Device for measuring the brush pressure on electric machine collector
US2208910A (en) Device for measuring lengths
RU2650673C2 (en) Device for measuring the brush pressure on the electrical machines collector
CN102506661A (en) Diameter measuring mechanism for inner-bore slot
SU989635A1 (en) Device for measuring brush pressure on electric machine commutator
CN213210194U (en) Device for measuring air gap magnetic property of quartz flexible accelerometer torquer
CN102297649B (en) Apparatus for measuring diameter of instrument indicator of automobile
CN105371995B (en) A kind of dynamometer with self-checking function
US2443661A (en) Gauge system for measuring small variations in dimensions
RU2510487C1 (en) Device for calibration of inching transducer
SU919004A1 (en) Device for measuring brush pressure to electric machine commutator
CN104076301A (en) Separating type monitoring circuit of alternating/direct current aliasing magnetic field
CN103134953B (en) Measurement device for magnetic property of accelerometer torquer
US2640966A (en) Variable inductance comparator
US2360121A (en) Electrical gauge
CN103759604A (en) Micrometer
SU139848A1 (en) Ultramicrometer for linear precision measurements

Legal Events

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

Effective date: 20200521