DD263135B1

DD263135B1 - BUERSTENFEUERMESSANORDNUNG

Info

Publication number: DD263135B1
Application number: DD30542587A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Dipl-Ing Martin; Wolfgang Dipl-Ing Lippmann; Juergen Dipl-Ing Neumann
Original assignee: Ingbuero Elektrogeraete
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1992-11-19
Also published as: DD263135A1

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Zwischen Bürsten und Kommutatorlamellen entstehen als Folge der Spannungsinduktion Kurzschlußströme, die im Moment der Kontakttrennung wegen der Größe ihres Betrages zu Lichtbögen führen.Between brushes and Kommutatorlamellen arise as a result of the voltage induction short-circuit currents, which lead to arcs at the moment of contact separation because of the size of their magnitude.

Außerdem entstehen bei Stromübergang zwischen Bürsten und Lamellen durch Kontaktpunktüberlastung energieschwächere Kurzbögen, die im allgemeinen nicht an der Bürstenablaufkante sichtbar sind. Die Lichtbogenspannungen überlagern sich der Ankerspannung, die aus der Ankergrundspannung und der durch die Nutung des Magnetkreises hervorgerufenen Nutspannung besteht. Ankergrund- und Ankernutspannungen sind in ihrer Größe maschinenabhängig. Zur Beurteilung des Bürstenfeuers sind Lösungen bekannt, die die Ankerspannung bzw. dem Ankerstrom überlagerten Bürstenfeuerimpulse erfassen und auswerten.In addition, arise at power transfer between brushes and slats by contact point overload energy-weaker short bends, which are not visible in the brush discharge edge in general. The arc voltages are superimposed on the armature voltage, which consists of the armature base voltage and the groove voltage caused by the slot of the magnetic circuit. Anchor ground and armature voltages are machine dependent in size. To assess the brush fire, solutions are known which detect and evaluate the armature voltage or the armature current superimposed brush fire pulses.

In der DE-OS 3 528607 werden drei Kriterien für die Selektion der Bürstenfeuerimpulse aus dem der Ankerspannung überlagerten Störspannungspegel benutzt. Es sind dies die Mindestamplitude des Störspannungspegels, die Mindeststeilheit der Vorderflanke der im Störspannungspegel auftretenden Impulse und deren Impulsdauer.In DE-OS 3 528 607 three criteria for the selection of the brush firing pulses from the armature voltage superimposed interference voltage level are used. These are the minimum amplitude of the interference voltage level, the minimum slope of the leading edge of the pulses occurring in the interference voltage level and their pulse duration.

Mit Hilfe eines Pegelreglers wird das Eingangsmeßsignal auf konstanten Maximalwert geregelt. Die Auswertung der Kriterien des Störspannungspegels führt zu einem Signal, das in einem Flipflop zwischengespeichert wird und die Lichtbogenbrenndauer charakterisiert.With the aid of a level regulator, the input measuring signal is regulated to a constant maximum value. The evaluation of the criteria of the interference voltage level leads to a signal which is buffered in a flip-flop and characterizes the arc-burning time.

Der Nachteil dieser Lösung ist, daß die bei fehlerhaften Motoren auftretenden Impulse großer Amplitude und Länge, die in der Größenordnung der Ankernutspannung liegt (z.B. Rundumfeuer) in diesem Kriterium verkleinert werden und so als auf einen Fehler hinweisend nicht erkennbar sind. Die Erkennung der Rückflanke der Bürstenfeuerimpulse auf Grund der unterschiedlichen Impulsformung (teilweise sehr flacher Flankenabfall) ist nicht immer eindeutig. Des weiteren werden die energieschwachen Kurzlichtbögen mit ausgewertet, sofern sie die vorgegebenen Kriterien erfüllen. Da sie in großer Zahl auftreten köinidn, ergeben sich Fehlbewertungen, wodurch die Meßwertanzeige der tatsächlichen Bürstenfeuerintensität nicht zugeordnet werden kann.The drawback of this solution is that the large amplitude and length pulses occurring in faulty motors, which is of the order of magnitude of the armature core voltage (e.g., all-round fire), are scaled down in this criterion and so are not indicative of an error. The detection of the trailing edge of the brush fire pulses due to the different pulse shaping (sometimes very shallow flank drop) is not always clear. Furthermore, the low-energy short arcs are evaluated if they meet the specified criteria. Since they can occur in large numbers, erroneous evaluations result, whereby the measured value display can not be assigned to the actual brush fire intensity.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung bezweckt die objektive Beurteilung der Bürstenfeuerintensität bei Kommutatormaschinen, insbesondere bei der Stückprüfung im Produktionsprozeß, mittels einer von der Erwärmung des Prüflings unabhängigen Meßwertermittlung.The invention aims at the objective assessment of brush fire intensity in commutator machines, in particular in routine testing in the production process, by means of a measured value determination independent of the heating of the test object.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, Bürstenfeuerimpulse mit einem bestimmten Mindestenergiegehalt aus der Ankerspannung von Kommutatormaschinen zu selektieren.It is an object of the invention to select brush firing pulses with a certain minimum energy content from the armature voltage of commutator machines.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem zwischen einem Regelverstärker als Eingang und einer Auswerte- und Anzeigeeinrichtung eine Kettenschaltung angeordnet ist, die aus einem Gleichrichter, einem Begrenzer, einem Integrierer und einem Komparator besteht.The object is achieved by a derailleur is arranged between a variable gain amplifier as an input and an evaluation and display device, which consists of a rectifier, a limiter, an integrator and a comparator.

Das aus der Ankerspannung gewonnene Meßsignal, das aus der Ankernutspannung und überlagerten Bürstenfeuerimpulsen besteht, wird dem Regelverstärker zugeführt, der den Mittelwert der Eingangsspannung konstant hält. Das so aufbereitete Signal wird gleichgerichtet. Der Begrenzer wirkt als Amplitudendetektor und trennt die Ankernutspannung vom Meßsignal ab. Die verbleibenden Impulse, die somit bereits dem Bürstenfeuer proportional sind, werden dem Integrierverstärker und anschließend einem Komparator zugeführt. Diese Baugruppen erzeugen Impulse konstanter Höhe mit einer der Impulsfläche proportionalen Breite. Damit werden die von der energieschwachen Kurzlichtbögen herrührenden Meßimpulse unterdrückt, da die aus der Integrierbaugruppe kommenden Impulse den eingestellten Schwellwert am Komparator nicht überschreiten. Der Auswerte- und Anzeigeeinrichtung werden damit nur die zwischen Bürsten und Lamellen bei Unterbrechung der SpulenkurzschluBströme entstehenden Spannungsimpulse zugeführt, die durch KomdKitrennung den Einlaufzustand repräsentieren. Die Breite dieser Spannungsimpulse wird in der Auswerte- und Anzeigeeinrichtung als Kennzeichen der Bürstenintensität aufbereitet.The measurement signal obtained from the armature voltage, which consists of the armature core voltage and superimposed brush firing pulses, is fed to the control amplifier, which keeps the mean value of the input voltage constant. The signal processed in this way is rectified. The limiter acts as an amplitude detector and separates the armature core voltage from the measurement signal. The remaining pulses, which are thus already proportional to the brush fire, are fed to the integrating amplifier and then to a comparator. These assemblies generate pulses of constant height with a width proportional to the pulse area. This suppresses the measurement pulses resulting from the low-energy short arcs, since the pulses coming from the integrator module do not exceed the set threshold value at the comparator. The evaluation and display device are thus supplied only between the brushes and slats resulting in interruption of the SpulenkurzeschlBströme voltage pulses representing KomdKitrennung the inlet state. The width of these voltage pulses is processed in the evaluation and display device as a characteristic of the brush intensity.

AusfOhrungsbeispielAusfOhrungsbeispiel

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung dient der Ermittlung der Bürstenfeuerintensität von Universalmotoren bei Wechselspannungsbetrieb.A preferred embodiment of the inventive solution serves to determine the brush fire intensity of universal motors in AC operation.

Die Bürstenfeuermeßanordnung nach der Erfindung besteht aus einem Regelverstärker, dem über einen Übertrager die Ankerspannung des Motors zugeführt wird, einem Gleichrichter, einem Begrenzer, einer Integrierbaugruppe, einem Komparato^r und einer Auswerte- und Anzeigeeinrichtung, die sämtlich zu einer Kettenschaltung vereinigt sind.The Bürstenfeuermeßanordnung according to the invention consists of a variable gain amplifier, which is supplied via a transformer, the armature voltage of the motor, a rectifier, a limiter, an integrator, a comparator ^r and an evaluation and display device, all of which are combined to form a derailleur.

Der Regelverstärker hält die Meßspannung auf einem konstanten Mittelwort, wodurch der Anstieg der Meßspannung infolge der Erwärmung des Motors auf die nachfolgende Auswertung keinen Einfluß hat. Die geregelte Meßspannung wird gleichgerichtet und dem Begrenzer zugeführt. Dieser sperrt die Ankernutspannung, die im Meßsignal enthalten ist, so daß am Ausgang des Begrenzers ausschließlich die Spannungsimpulse anliegen, die zur Ermittlung der Bürstenfeuerintensität dienen. Die Meßimpulse gelangen zu der Integrierverstärkerbaugruppe und anschließend zu dem Komparator. Diese Baugruppen bereiten die Meßimpulse derart auf, daß Impulse mit konstanter Amplitude und variabler, dem Energiegehalt des Bürstenfeuers entsprechender Breite entstehen. Die Schaltschwelle des !"Comparators wird vorteilhafterweise auf einen Wert eingestellt, der sichert, daß die von den energieschwachen Kurzlichbögen herrührenden Meßimpulse unterdrückt woman. In der Auswerteeinrichtung werden durch eine digitale Impulstastverhältnisbildung die am Komparatorausgang letztlich anliegenden, das Bürstenfeuer, das den Einlaufzustand kennzeichnet, charakterisierenden Meßimpulse ausgewertet. Die die Bürstenfeuerintensität darstellenden Parameter Impulshöhe und Brenndauer, die das Impulstastverhältnis bestimmen, kommen zur Anzeige, wobei ebenso eine stückbezogene Speicherung der Werte erfolgen kann. Die Meßzeit ist dabei vorgegeben, so daß eine Auswertung von Impulsen einer Vielzahl von Ankernutspannungshalbwellen erfolgt.The control amplifier keeps the measuring voltage at a constant central word, whereby the increase of the measuring voltage due to the heating of the motor has no influence on the subsequent evaluation. The regulated measuring voltage is rectified and fed to the limiter. This blocks the armature core voltage, which is included in the measurement signal, so that at the output of the limiter bear exclusively the voltage pulses that are used to determine the brush fire intensity. The measurement pulses arrive at the Integrierverstärkerbaugruppe and then to the comparator. These assemblies prepare the measuring pulses such that pulses of constant amplitude and variable, the energy content of the brush fire corresponding width arise. The switching threshold of the comparator is advantageously set to a value which ensures that the measuring impulses arising from the low-energy short arcs are suppressed in the evaluating device by means of a digital impulse load ratio formation which ultimately characterizes the brush fire which characterizes the running-in state at the comparator output The pulse height and duration parameters which determine the pulse firing intensity are displayed, and the values can also be stored in a piece-related manner.

Claims

Bürstenfeuermeßanordnung for commutator with a variable gain amplifier at the input and an evaluation and display device, characterized in that between the variable gain amplifier and the evaluation and display means a derailleur is arranged, the ausxlr.em rectifier, a limiter, an integrating amplifier and a comparator.

Field of application of the invention

The invention relates to the testing of commutator machines, in particular during the running-in phase and for assessing the wear behavior with regard to the running-in state and the functionality of the sliding contacts.