SU989635A1 - Device for measuring brush pressure on electric machine commutator - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАЖАТИЙ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН(54) DEVICE FOR MEASURING THE PRESSURE OF A BRUSH ON A COLLECTOR OF ELECTRIC MACHINES

1one

Изобретение от носитс  к электротехнике , в частности к устройствам дл  измерени  нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине и дл  контрол  щеткодержателей при изготовлении и ремонте.The invention is from electrical engineering, in particular to devices for measuring brush strokes on a collector directly on an electrical machine and for controlling brush holders during manufacture and repair.

Известно устройство дл  измерени  нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее разрезную щетку с датчиком давлени , который с помощью кабел  соединен с электроизмерительным прибором tl 3 .A device for measuring brush strokes on the collector of electrical machines is known, which comprises a split brush with a pressure sensor, which is connected via cable to an electrical measuring device tl 3.

Устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как предназначено дл  контрозш щеткодержателей при изготовлении и ремонте и не мсокет использоватьс  дл  измерени  сил нажати  непосредственно на электрической .машине,The device has limited functionality, as it is intended for counter-brush holders in the manufacture and repair and is not used for measuring pressure forces directly on an electric machine,

Наиболее близким к предложенному по техническому реще ию  вл етс  устройство дл  изменени  нажатий щетки на коллектор электрических машин, согThe closest to the proposed technical solution is a device for changing brush strokes on the collector of electric machines,

держащее щеткодержатель с нажимным пальнем, щетку к жестко св занньтй с ней корпус, размещенные в щеткодержателе , размещенный в корпусе чувствительный упругий силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками, соединенными с помощью кабел  с электроизмерительным прибором и источником напр жени , подвижную часть с размещенными в ней штоком, защитной пружиной и регугшровоч10 ным винтом, при этом чувствительный элемент датчика силы св зан через сферическую поверхность со штоком. Подвижна  часть имеет два корпуса с датчиком давлени  в каждом. Оба подвижных корпуса holding brush holder with pressure bar, brush to body rigidly connected to it, placed in brush holder, sensitive sensitive elastic force-measuring element of force sensor with windings connected with electric meter and voltage source, movable part with rod located in it , a protective spring and an adjusting screw, a screw, while the sensitive element of the force sensor is connected through a spherical surface with the rod. The movable part has two bodies with a pressure sensor in each. Both moving bodies

15 соединены с корпусом, св занным со щеткой, шпильками снабженными регулировочными П1 жинами 12 3 .15 are connected to a housing connected with a brush by studs fitted with adjustment p1 reins 12 3.

Однако это устройство имеет ограничен20 ные функциональные возможности, так как предназначено дл  контрол  щеткодержателей при изготовлении и ремонте и не может использоватьс  дл  измерени  сил 6 нажати  непосредстве1шо на электрической машине. Цель изобретени  - расширение функцио}1альных возможностей путем обеспечени  работы устройства в статическом И динамическом режимах и повышение точности измерени  путем уменьшени  массы и габаритов устройства и использовани  компенсационной схемы измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержашем шеткодержатель с нажимным пальцем, шетку и жестко св занньй с ней корпус, размешенные в шеткодержателе, расположенный в корпусе чувствительный упругий силоизмерите ьный элемент датчика силы с обмотками, соединенными с электро измерительным прибором и источником напр жени , при этом чувствительный элемент датчика силы св зан через сфери поверхность с подпружиненньп« штоком и регулировочным винтом, размешенными в подвижной части устройства, взаимодействующий с нажимным пальцем корпус имеет центральное углубление, в котором размешена подвижна  часть устройства , котора  выполнена в виде полой втулки с упором и выступает за поверхность корпуса со стороны нажимного пальца, при этом упом нута  сферическа  поверхность вьшолнена в виде полусферического выступа на поверхности штока и внутри корпуса дополнительно установлен компенса1шо1шый элемент датчика силы с обмотками. На чертеже схематически изображено предложенное устройство. Устройство дл  измерени  нажатий ше ки на коллектор электрических машин состоит из корпуса 1, жестко св занного с шеткой 2, чувствительного 3 и компенса ционного 4 элементов датчика силы с обмотками, кабел  5, подвижной части 6 В виде полой втулки с упором 7, располо женных во втулке, штока 8, защитной пружины 9, регулировочного винта 10. Корпус 1 вставлен в окно щеткодержател  11 с нажимным пальцем 12. Внутри корпуса 1 расположены чувствительный 3 и компенсационный 4 элементы датчика силы с обмотками, соед шенными с ;помо щью кабел  с электроизмерительным при бором и источником напр жени  (не пока заны). Чувствительный 3 и компенсационный 4 элементы могут быть расположены во взаимно 11ерпендикул рных плос кост х на рассто нии друг от друга, не 8 превышаюшем наружный диаметр чувстви-тельного элемента. Подвижна  часть 6 размешена в цент ра ьном углублении корпуса 1 и взаимодействует с нажимньм пальцем 12. Упор 7 ограничивает предельное вертикальное неремешение подвижной части в корпусе 1. Чувствительньй элемент 3 датчика силы св зан со штоком 8 через полусферический выступ 13 на поверхности штока. Подкручиванием винта 10 достигаетс  определенна  величина силы сжати  зашитной пружины 9. Подвижна  часть выступает за поверхность корпуса 1 со сторонь нажимного пальца 12. Устройство работает следуюшим образом . При подн том нажимном пальце 12 шеткодержател  11 электрическа  схема устройства сбалансирована и сигнал на входе электроизмерительного прибора равен нулю. При опушенном нажимном пальце 12 сила нажати  от него передаетс  через подвижную часть 6, регулировочный винт 10, зашитную пружину 9, ШТОК 8 на чувствительный элемент 3„ Под действием силы нажати  в чувствительном элементе 3 возникают механические напр жени , привод щие к изменению его магнитной проницаемости. На выходе измерительных обмоток датчика силы по вл етс  разностна  ЭДС, пропорциональна  измер емой силе, котора  и фиксируетс  электроизмерительным прибором. Защитна  пружина 9 сжата силой, величина которой меньше предела прочности чувствительного элемента 3 (феррите воГо кольца), но выше максимального измер емого усили . При ударах нажимного пальца 12 защитна  пружина 9 сжимаетс  и подвижна  часть 6 опускаетс . При этом нажимной палеи 12 опускаетс  на верхний край корпуса 1. Таким образом осуществл етс  защита чувствителнного злемента 3 от ударов нажимного пальца 12 щеткодержател  11. Устройство позвол ет измер ть как статические, так и динамические нажати  щетки на коллектор электрических машин. Применение компенсационного элемента, расположенного в корпусе вместе с чувствительным элементом, а также уменьшение массы и размеров устройства позвол ют повысить точность измерени , так как уменьшаетс  зависимость выходного сигнала от нагрева, вибраций и электромагнитных полей.However, this device has limited functionality, as it is intended to control brush holders during manufacture and repair and cannot be used to measure the force of 6 pressing directly on an electric machine. The purpose of the invention is to expand the functional capabilities by ensuring the device operates in static and dynamic modes and improving measurement accuracy by reducing the weight and dimensions of the device and using a compensation measurement circuit. The goal is achieved by the fact that the device containing a pushing pin holder, a pin and a body rigidly connected to it, placed in the pin holder, a sensitive elastic force measuring element in the case of a force sensor with windings connected to an electrical measuring device and voltage source , while the sensitive element of the force sensor is connected through the spheres to a surface with a spring-loaded stem and an adjusting screw placed in the moving part of the device, interacting with With a finger, the housing has a central recess in which the movable part of the device is disposed, which is made in the form of a hollow sleeve with an abutment and protrudes beyond the surface of the housing from the side of the pressure finger; A compensating force element with windings is installed. The drawing schematically shows the proposed device. The device for measuring pressure on the collector of electrical machines consists of body 1, rigidly connected with the rod 2, sensitive 3 and the compensatory 4 elements of the force sensor with windings, cable 5, the movable part 6 In the form of a hollow sleeve with an emphasis 7, in the bushing, stem 8, protective spring 9, adjusting screw 10. Case 1 is inserted into window of brush holder 11 with pressure finger 12. Sensitive 3 and compensation 4 elements of force sensor with windings connected to electric meter are located inside case 1 A new instrument and voltage source (not shown). Sensitive 3 and compensatory 4 elements can be located in mutually perpendicular planes at a distance from each other that does not exceed 8 the outer diameter of the sensitive element. The movable part 6 is placed in the center recess of the body 1 and interacts with the pressing finger 12. The stop 7 limits the maximum vertical non-mixing of the movable part in the body 1. The sensing element 3 of the force sensor is connected to the rod 8 through a hemispherical protrusion 13 on the stem surface. By twisting the screw 10, a certain amount of compression force of the protection spring 9 is reached. The mobile part extends beyond the surface of the housing 1 from the side of the pressure finger 12. The device operates as follows. When the push pin 12 of the shackle holder 11 is raised, the electrical circuit of the device is balanced and the signal at the input of the electrical measuring device is zero. With a downed push pin 12, the pressing force from it is transmitted through the movable part 6, the adjusting screw 10, the protective spring 9, the ROD 8 to the sensitive element 3. Under the action of the pressing force in the sensitive element 3, mechanical stresses arise, leading to a change in its magnetic permeability . At the output of the measuring windings of the force sensor, a differential EMF appears, which is proportional to the measured force, which is recorded by the electrical measuring instrument. The protective spring 9 is compressed with a force that is less than the tensile strength of the sensing element 3 (ferrite of the ring) but higher than the maximum measured force. Upon impact of the pressure pin 12, the protective spring 9 is compressed and the movable part 6 is lowered. At the same time, the pressure palette 12 is lowered onto the upper edge of the housing 1. Thus, the sensitive element 3 is protected from the impacts of the pressure finger 12 of the brush holder 11. The device measures both static and dynamic brush strokes on the collector of electric machines. The use of a compensation element located in the housing together with a sensitive element, as well as a reduction in the mass and dimensions of the device, allow for improved measurement accuracy, since the dependence of the output signal on heating, vibrations and electromagnetic fields is reduced.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для измерения накатай щетки на коллектор электрических машин, содержащее щеткодержатель с нажимным пальцем, щетку и жестко связанный с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, расположенный в корпусе чувствительный силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками, соединенными· с ¹ электроизмерительным прибором и источником напряжения, при этом чувствитель-, ный элемент датчика силы связан через сферическую поверхность с подпружиненным штоком и регулировочным винтом, размещенными в подвижной части устройства, взаимодействующей с нажимным пальцем, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы устройства в статическом и динамическомA device for measuring the brush roll on the collector of electric machines, containing a brush holder with a finger, a brush and a housing rigidly connected to it, housed in a brush holder, a sensitive force measuring element of a force sensor with windings connected to · ¹ electrical measuring device and a voltage source this sensitive 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, stvuyuschey with a pressure finger, characterized in that, in order to expand the functional capabilities of the device by providing static and dynamic 989605 ния путем уменьшения массы и габаритов устройства и использования компенсационной схемы измерения, 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.No. 989605 by reducing the mass and dimensions of the device and using a compensation measurement circuit, 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, while said spherical surface is made in the form of a hemispherical protrusion on the surface of the rod and inside the housing, an additional compensation element of the force sensor with windings is additionally installed.