RU87835U1 - DEVICE FOR MEASURING PRESSURE OF THE BRUSH ON THE COLLECTOR OF ELECTRIC MACHINES - Google Patents

Abstract

Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, в корпусе размещены чувствительный и компенсационный упругие элементы с обмотками возбуждения, соединенные последовательно согласно, и измерительными обмотками, соединенными последовательно встречно между собой, при этом чувствительный элемент связан через сферическую поверхность, пружину со штоком, пластину с нажимным кольцом, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введена вторая сферическая поверхность, пружина выполнена плоской, при этом чувствительный и компенсационный упругие элементы расположены горизонтально один над другим, шток проходит через отверстие боковой поверхности компенсационного элемента и через плоскую пружину и обе сферические поверхности связаны с чувствительным элементом, причем обе сферические поверхности расположены на боковой поверхности чувствительного элемента, а нажимная пластина перемещается по направляющим винтам.A device for measuring brush presses on the collector of electric machines, comprising a brush holder with a finger, a brush and a housing rigidly connected to it, housed in a brush holder, sensitive and compensating elastic elements with excitation windings connected in series according to and measuring windings connected in series counter to each other, while the sensitive element is connected through a spherical surface, a spring with a rod, a plate with a pressure ring, characterized in that o a second spherical surface is additionally introduced into the device, the spring is flat, while the sensitive and compensating elastic elements are horizontally one above the other, the rod passes through the hole of the lateral surface of the compensation element and through the flat spring and both spherical surfaces are connected to the sensitive element, both spherical surfaces are located on the side surface of the sensing element, and the pressure plate moves along the guide screws.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме и может измерять как статические, так и динамические нажатия щетки на коллектор электрических машин.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to devices for measuring brush presses on the collector directly on an electric machine in operating mode and can measure both static and dynamic brush presses on the collector of electric machines.

Известно устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрической машины, содержащее датчик давления, преобразующий давление в механические колебания и далее в электрический сигнал, который регистрируется измерительным прибором (А.С. СССР №828280, МКИ: Н01R 39/58, Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, авторы Попов Д.А. и др., опубл. 07.05.1981 г.).A device is known for measuring brush presses on the collector of an electric machine, comprising a pressure sensor that converts pressure into mechanical vibrations and then into an electrical signal that is recorded by a measuring device (AS USSR No. 828280, MKI: H01R 39/58, Device for measuring pressure brushes on the collector of electric machines, authors Popov D.A. et al., published on 05.07.1981).

Устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как предназначено для контроля щеткодержателей при изготовлении и ремонте и не может использоваться для измерения сил нажатия непосредственно на электрической машине.The device has limited functionality, as it is designed to control brush holders in the manufacture and repair and cannot be used to measure pressing forces directly on an electric machine.

Известно устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенный в щеткодержателе, расположенный в корпусе чувствительный силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками, соединенными с электроизмерительным прибором и источником напряжения, при этом чувствительный элемент датчика силы связан через сферическую поверхность с подпружиненным штоком и регулировочным винтом, размещенными в подвижной части устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем, корпус имеет центральное углубление, в котором размещена подвижная часть устройства, которая выполнена в виде полой втулки с упором и выступает за поверхность корпуса со стороны нажимного пальца, при этом упомянутая сферическая поверхность выполнена в виде полусферического выступа на поверхности штока и внутри корпуса дополнительно установлен компенсационный элемент датчика силы с обмотками (А.С. СССР №989635, МКИ: Н01R 39/58, Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, авторы Дубинин А.Е. и др., опубл. 15.01.1983 г.).A device is known for measuring brush presses on the collector of electric machines, comprising a brush holder with a push finger, a brush and a housing rigidly connected to it located in a brush holder, a sensitive force measuring element of a force sensor with windings connected to an electric measuring device and a voltage source, while the sensing element of the force sensor is connected through a spherical surface with a spring-loaded rod and an adjusting screw located in the movable part of the device, operating with a pressure finger, the housing has a central recess in which the movable part of the device is placed, which is made in the form of a hollow sleeve with a stop and protrudes beyond the surface of the housing from the side of the pressure finger, wherein said spherical surface is made in the form of a hemispherical protrusion on the surface of the stem and inside the housing is additionally equipped with a compensation element of the force sensor with windings (AS USSR No. 989635, MKI: Н01R 39/58, Device for measuring brush presses on the collector of electric machines, authors Du binin A.E. et al., publ. January 15, 1983).

Недостатком устройства для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин является высокий уровень помех в составе полезного сигнала и возможность использования из-за габаритов на электрических машинах лишь большой мощности.The disadvantage of the device for measuring brush presses on the collector of electric machines is the high level of interference in the composition of the useful signal and the possibility of using only large power due to the dimensions on electric machines.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом является повышение точности измерения путем уменьшения уровня помех в составе полезного сигнала.The technical result is to increase the measurement accuracy by reducing the level of interference in the composition of the useful signal.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, в корпусе размещены чувствительный и компенсационный упругие элементы с обмотками возбуждения, соединенные последовательно согласно и измерительными обмотками, соединенными последовательно встречно между собой при этом, чувствительный элемент связан через сферическую поверхность, пружину со штоком, пластину с нажимным кольцом, дополнительно введена вторая сферическая поверхность, пружина выполнена плоской, при этом чувствительный и компенсационный упругие элементы расположены горизонтально один над другим, шток проходит через отверстие боковой поверхности компенсационного элемента и через плоскую пружину и обе сферические поверхности связан с чувствительным элементом, причем обе сферические поверхности расположены на боковой поверхности чувствительного элемента, а нажимная пластина перемещается по направляющим винтам.The technical result is achieved by the fact that in the device for measuring brush presses on the collector of electric machines, comprising a brush holder with a finger, a brush and a housing rigidly connected to it, housed in a brush holder, sensitive and compensating elastic elements with excitation windings are connected in series, connected in series according to and measuring windings connected in series opposite to each other while the sensitive element is connected through a spherical surface, a spring with a rod, tine with a pressure ring, a second spherical surface is additionally introduced, the spring is made flat, wherein the sensitive and compensating elastic elements are horizontally one above the other, the rod passes through the hole of the lateral surface of the compensation element and is connected with the sensitive element through the flat spring and both spherical surfaces, both spherical surfaces are located on the lateral surface of the sensing element, and the pressure plate moves along the guide screws.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство.Figure 1 schematically shows the proposed device.

Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин содержит щеткодержатель 1 с нажимным пальцем 2, щетку 3 и жестко связанный с ней корпус 4, размещенные в щеткодержателе и расположенные в корпусе чувствительный 5 и компенсационный 6 упругие элементы с обмотками возбуждения 7, соединенные последовательно - согласно и измерительными обмотками 8, соединенными последовательно - встречно между собой при этом, чувствительный элемент 5 связан через две сферические поверхности 9, пружину 10, шток 11 с нажимной планкой 12 перемещающейся по направляющим винтам 13.A device for measuring brush presses on the collector of electrical machines contains a brush holder 1 with a finger 2, a brush 3 and a housing 4 rigidly connected to it, located in the brush holder and located in the housing sensitive 5 and compensation 6 elastic elements with field windings 7 connected in series - according to and measuring windings 8 connected in series - counter to each other with the sensing element 5 connected through two spherical surfaces 9, spring 10, rod 11 with pressure plate 12 I move eysya by a guide screw 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При отсутствии действия внешнего усилия на нажимную планку 12 электрическая схема устройства сбалансирована и сигнал на входе электроизмерительного прибора равен нулю. При наличии действия внешнего усилия на нажимную планку 12 сила нажатия от нее передается через шток 11, плоскую пружину 10 и две сферические поверхности 9 на чувствительный элемент 5. Под действием силы нажатия в чувствительном элементе 5 возникают механические напряжения, приводящие к изменению его магнитной проницаемости. На выходе измерительных обмоток датчика силы появляется разностная ЭДС, пропорциональная измеряемой силе, которая и фиксируется электроизмерительным прибором.In the absence of external force on the pressure plate 12, the electrical circuit of the device is balanced and the signal at the input of the electrical meter is zero. If there is an external force acting on the pressure plate 12, the pressing force from it is transmitted through the rod 11, the flat spring 10 and two spherical surfaces 9 to the sensor element 5. Under the action of the pressure force, mechanical stresses occur in the sensor 5, which changes its magnetic permeability. At the output of the measuring windings of the force sensor, a differential EMF appears, proportional to the measured force, which is fixed by the electrical measuring device.

Плоская пружина 10 предварительно сжата направляющими винтами 13 с силой, величина которой меньше предела прочности чувствительного элемента 5 (ферритового кольца), но выше максимального измеряемого усилия.The flat spring 10 is pre-compressed with guide screws 13 with a force which is less than the tensile strength of the sensing element 5 (ferrite ring), but higher than the maximum measured force.

При ударах по нажимной планке 12 защитная пружина 10 сжимается и нажимная планка 12 опускается до ее упора в верхний край корпуса 1. Таким образом, осуществляется защита чувствительного элемента 5 от ударов по нажимной планке 12.When striking the pressure bar 12, the protective spring 10 is compressed and the pressure bar 12 is lowered to its stop in the upper edge of the housing 1. Thus, the sensitive element 5 is protected from impacts on the pressure bar 12.

Предлагаемая конструкция устройства для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин понижает уровень помех в составе полезного сигнала, а также уменьшает массу и размеры устройства, расширяя область его применения, а конкретнее на больших электрических машинах повышает точность измерения, так как уменьшается зависимость выходного сигнала от нагрева, вибраций и электромагнитных полей.The proposed design of a device for measuring brush presses on the collector of electric machines reduces the level of interference in the composition of the useful signal, and also reduces the mass and size of the device, expanding the scope of its application, and more specifically on large electric machines it increases the measurement accuracy, since the dependence of the output signal on heating decreases , vibrations and electromagnetic fields.

Claims (1)

Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, в корпусе размещены чувствительный и компенсационный упругие элементы с обмотками возбуждения, соединенные последовательно согласно, и измерительными обмотками, соединенными последовательно встречно между собой, при этом чувствительный элемент связан через сферическую поверхность, пружину со штоком, пластину с нажимным кольцом, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введена вторая сферическая поверхность, пружина выполнена плоской, при этом чувствительный и компенсационный упругие элементы расположены горизонтально один над другим, шток проходит через отверстие боковой поверхности компенсационного элемента и через плоскую пружину и обе сферические поверхности связаны с чувствительным элементом, причем обе сферические поверхности расположены на боковой поверхности чувствительного элемента, а нажимная пластина перемещается по направляющим винтам.

A device for measuring brush presses on the collector of electric machines, comprising a brush holder with a finger, a brush and a housing rigidly connected to it, housed in a brush holder, sensitive and compensating elastic elements with excitation windings connected in series according to and measuring windings connected in series counter to each other, while the sensitive element is connected through a spherical surface, a spring with a rod, a plate with a pressure ring, characterized in that o a second spherical surface is additionally introduced into the device, the spring is flat, while the sensitive and compensating elastic elements are horizontally one above the other, the rod passes through the hole of the lateral surface of the compensation element and through a flat spring and both spherical surfaces are connected to the sensitive element, both spherical the surfaces are located on the side surface of the sensing element, and the pressure plate moves along the guide screws.