Структура пристрою для ідентифікації технічного стану щітково-колекторного вузла тягового двигуна постійного струму

Abstract

Найбільша кількість відмов в тяговому електродвигуні постійного струму припадає на його щітково-колекторний вузол. Причинами цих відмов є неякісне налагодження комутації, зношення щіток та регулярні перевантаження тягового електродвигуна. Кожна з них характеризується іскрінням в перехідному контакті щітка-колектор, що погіршує технічний стан самого щітково-колекторного вузла й енергетичних показників функціонування тягового двигуна в цілому та впливає на залишковий ресурс останнього. Встановлено, що передумовою надійної експлуатації тягового електродвигуна постійного струму є визначення технічного стану його щітково-колекторного вузла. Для підвищення надійності роботи тягового електродвигуна постійного струму приведено структуру пристрою для ідентифікації технічного стану його щітково-колекторного вузла. Дана структура враховує достатню кількість контрольованих параметрів, що дозволяють сформувати діагностичні ознаки щітково-колекторного вузла та визначити залишковий ресурс щіток. Синтезована структура пристрою дозволяє: фіксувати наявність та визначати інтенсивність іскріння на колекторі; фіксувати час початку та закінчення іскріння під щіткою, тривалість імпульсів іскріння; визначати значення середнього квадратичного відхилення тривалості імпульсів іскріння по колектору на його виході та значення середнього квадратичного відхилення тривалості імпульсів іскріння по всім колекторним пластинам, що іскрять, в часі; визначати величину зношення щітки; швидкість зношення щітки; залишковий ресурс щітки; визначати биття колектора. При перевищенні допустимого чи порогового значення будь-якого з параметрів передбачене інформування на відповідному індикаторі та спрацювання кола сигналізації. Ідентифікація зазначених параметрів щітково-колекторного вузла тягового електродвигуна до-зволить визначити джерела підвищеного іскріння, розробити шляхи підвищення якості комутації за рахунок зменшення іскріння.

Most of the electric motors that work in manufacturing sphere have already exhausted their resource. The largest number of failures in the traction DC electric motor occur in the brush-collector node. The reasons for these failures are the poor quality of the switching adjustment, wear out of brushes and regular overload of the traction electric motor. Each failure is characterized by sparkling in transient contact with a brush-collector, which worsens the technical condition of the darkcollector node and energy performance of the traction motor in general and affects the resource of the latter. It had been identified that the prerequisite for reliable operation of the DC electric motor is the determination of the technical condition of its brush-collector node. To increase the reliability of the DC traction electric motor there had been suggested the structure of the device to identify the technical condition of its brush-collector node. This structure takes into account a sufficient number of controlled parameters that allow to form diagnostic signs of a brush-collector node and determine the residual brush resource. The synthesized device structure allows to: fix the presence and determine the intensity of sparking on the collector; fix the starting time and ending of sparks under the brush, the duration of spark pulses; determine the value of the average quadratic deviation of the duration of sparks by collector on its output and the value of the average quadratic deviation of the spark pulses in all collector plates that are sparkling, in time; determine the magnitude of wear out; brush wear out speed; residual brush resource; determine the collector's beating. When exceeding the permissible or threshold value of any of the parameters there had been envisaged the notification on the corresponding indicator and the alarm circle operation. Identification of these parameters of the brush-collector node of the traction electric motor will determine the sources of increased spark, enabling to develop ways to improve the quality of switching by reducing the spark.