Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Подольский Л.Р. Счетчики электрической энергии электроподвижного состава

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
7.64 Mб
Скачать

2

ДбООм:

/ —стойка;

2 — латунна.я'пластинка; 3 — фет­

ровая

прокладка; 4 — счетный

механизм;

5 — кожух;

6 — алюминиевый

диск;

7 —стек­

ло; 8

и 9 —сопротивления R t

и R z ;

10 — кон­

денсатор;

11 —токовая обмотка;

1 2 —пер-

маллоевый

лепесток; /5 —щетки; 14 — пласт­

массовая плата;

15 — ламели коллектора;

16 — подвижная

обмотка; 17 — пластмассо­

вые изоляторы;

18 — уплотнение

 

фетровое;

19 — цоколь;

20 — изоляторы;

21 — винты;

 

 

22 — термистор

 

 

 

30

ках СССР электровозы серий ЧС1, ЧС2 и ЧСЗ имеют швейцарские счетчики типов AD и AF (рис. 9). Основные технические данные счетчиков типов ДбООм и Д620 при­ ведены в приложении 1.

§ 6. СЧЕТЧИК ТИПА ДбООм

Устройство

счетчика

ДбООм представлено на рис. 10,

а принципиальная электрическая

схема — на рис. 11

Э л е к т р и ч е -

 

 

V

с к а я

 

с х е м а

 

R__

/^ ~ \ 22

включает

в

 

себя

 

,

 

следующие элемен­

 

 

 

ты:

неподвижную

 

 

 

токовую

обмотку

 

 

 

11,

обмотку

 

под­

 

 

 

вижной

системы,

 

 

 

состоящую

 

из

 

 

 

шести секций (ка­

 

 

 

тушек)

16]

шесть

 

 

 

конденсаторов

Сг

 

 

 

и три

сопротивле­

 

 

 

ния

Rs,

предназ­

 

 

 

наченных

 

 

"ДЛЯ

 

 

 

предотвращ ения

 

 

 

к омму т ационного

 

 

 

искрения;

коллек­

 

 

 

тор

15 и

щетки

 

 

 

13]

сопротивление

 

 

 

R г

и

конденсатор

 

 

 

Ci, предотвращаю­

 

 

 

щие искрение

при

 

 

 

вибрации

щеток;

 

 

 

сопротивление

R i

 

 

 

и термистор

Т (22)

 

 

 

для

компенсации

 

 

 

температурной

по­

Рис.

11. Электрическая схема счетчика

грешности

 

счет­

 

 

 

типа ДбООм

чика.

Сущность явлений, вызывающих коммутационное искре­ ние, состоит в следующем: направление электрического тока в катушках подвижной обмотки для ее положения, указан­ ного на рис. 12, а, изображено стрелками. Разность потенциа-

31

ЛОв Между ламелями Л6 и Л5 равна падению напряжения в катушке U — t / K. При вращении подвижной системы Л5

будет приближаться к щетке, имеющей потенциал

Л6,

и при некотором малом расстоянии между ними (рис.

12, б)

Рис. 12. Схемы изменения тока в катушках

К1—Кб при

 

вращении подвижной

системы:

 

а —щетки

касаются ламелей Л 6 и Л3\

б —щетки

приблизились

к ламелям

ЛЬ и Л2 \ в —щетки замкнули ламели Л 6,

ЛЬ и Л З , Л2\

 

г—ламели Л 6 и Л З не касаются щеток

произойдет пробой воздушного промежутка. Если разность потенциалов достаточно велика, то этот пробой будет сопро­ вождаться дугой, приводящей к разрушению (эрозии) ламе­ лей и щеток. В счетчике ДбООм падение напряжения в ка­ тушке невелико и это разрушение не наблюдается.

При дальнейшем вращении щетки замкнут ламели Л6Л5 и ЛЗ-Л2 (рис. 12, в), а следовательно, ток в катушках Кб и КЗ исчезнет. Ток будет проходить по катушкам К5-К4

32

и К1-К.2 и величина его практически не изменится, так как катушки подвижной системы включены последователь­ но с добавочным сопротивлением, величина которого значительно превосходит сопротивление катушек подвиж­

ной

системы.

 

12, г) Л6 и ЛЗ отойдут от

 

В следующий момент (рис.

щеток и ток должен будет протекать

по

катушкам Кб,

Kl,

К2, Кб, К4, КЗ, но, как известно,

ток

в катушках Кб

и

КЗ, имеющих

индуктивное

сопротивление не может

установиться мгновенно, а возрастает

по закону

 

 

z/ = i K( l - e “ ),

 

(16)

где it — ток в момент времени

t с начала

включения;

 

iK— установившийся (нормальный) ток катушки;

 

t — промежуток времени, прошедший со времени за­

 

мыкания

цепи;

 

 

 

т— постоянная времени, равная отношению индук­ тивного сопротивления к активному;

е— основание натуральных логарифмов.

На рис. 13 построен график нарастания тока в катушках Кб к КЗ в зависимости от времени.

В момент t = 0, когда щетки замкнулись на Л5 и Л2 (см. рис. 12) и соответственно разомкнулись с ламелями Лб и ЛЗ, как это следует из фор­

мулы (16), ток в катушках

 

 

 

Кб и КЗ будет

равен

нулю.

0,81

 

 

Это

равносильно

разрыву

0,01

 

 

цепи.

 

 

 

 

 

 

 

 

ток

не

может

 

 

 

 

Так .как

0,U1

 

 

прекратиться

мгновенно и

0,21

 

 

при разрыве

цепи

вследствие

 

 

 

 

 

того,

что он поддерживается

0

X

Z t ЗХ их SX

за

счет энергии,

запасенной

Рис. 13. График нарастания

в

магнитном

поле,

произой­

дет пробой

образовавшихся

 

тока

в катушках

воздушных промежутков у ЛЗ в Л бе образованием дуги и разрушением под ее влиянием ламелей коллектора и щеток.

Если включить параллельно катушкам подвижной си­ стемы безындуктивное сопротивление Rz и конденсатор Съ

так, как это показано на рис.

14, то искрение будет практи­

чески

предотвращено.

33

3 Ззк.

216

Это произойдет потому, что в момент включения конден­ сатора под напряжение его сопротивление току равно нулю и, следовательно, вместо пробоя воздушного промежутка между ламелями и щетками будет происходить заряд кон­ денсаторов С2 .

Устраняя искрение между сбегающими ламелями и щет­

ками,

конденсаторы Сг,

будучи нормально

заряженными

 

 

 

Лк

до разности потенциалов

между

 

 

 

концами каждой катушки, могут

 

 

 

 

 

 

 

 

вызвать образование дуги между

 

 

 

 

щетками и набегающими ламе­

 

 

 

 

лями, поэтому в схему введены

 

 

 

 

сопротивления /?з, ограничи­

 

 

 

 

вающие разрядный ток конден­

 

 

 

 

саторов (появляющийся при за­

 

 

 

 

мыкании соседних ламелей) и

 

 

 

 

предотвращающие

образование

 

 

 

 

искры.

 

 

 

 

 

 

Как уже было отмечено, под

 

 

 

 

действием случайных чрезмерно

Рис.

14.

Включение сопро-

сильных толчков и ударов может

быть кратковременное отскаки­

тивлений

Rs

и конденса­

торов

С3

для

уменьшения

вание щеток от ламелей

с об­

коммутационного искрения

разованием дуги,

разрушающей

Для

 

 

коллектор и щетки.

 

предотвращения этого разрушения в схеме преду­

смотрены конденсатор Су емкостью 4 мкф, 220 в и сопротив­ ление R 2 (1 000 ом). Принцип их действия аналогичен опи­ санному выше. При отскакивании щеток конденсатор Сi подзаряжается, величина тока в цепи благодаря этому из­ меняется во времени плавно, чем и предотвращается обра­ зование искры. Сопротивление R 2ограничивает разрядный ток конденсатора С2 при возвращении щетки к ламели.

Для компенсации температурной погрешности в схеме предусмотрены сопротивление/?! и термистор Т типаММТ-9, принцип действия которого описан выше.

Температурный

коэффициент термистора

|3Т характе­

ризуется зависимостью:

 

где В — постоянная

h = ~ Y 2,

( 17)

величина, зависящая от

типа терми­

стора;

температура.

 

Т — абсолютная

 

34

р.г не остается постоянной величиной в отличие от температурного коэффициента а металлических провод­ ников, и эта зависимость, как видно из формулы, имеет нелинейный характер.

Температурный коэффициент рт (термисторов) в пять— семь раз больше, чем температурный коэффициент медных и алюминиевых проводников (Рт= —25-.----35% на 10°С).

Рис. 15. Токовые обмотки счетчика типа

ДбООм:

а — на 600 и 750 о; б — на 1 200 и 1 50в

а

Вследствие нелинейности |3Тс помощью термистора мож­ но скомпенсировать температурную погрешность счетчика только для какой-то определенной температуры.

При других же температурах счетчик будет иметь темпе­ ратурную погрешность тем большую, чем больше нелиней­ ность рт. Включением последовательно с термистором ман­ ганинового сопротивления практически с нулевым темпера­ турным коэффициентом достигается снижение также темпе­ ратурного коэффициента термистора, однако при этом' уменьшается и нелинейность температурной зависимости цепи R i и Т (см. рис. 11), что обеспечивает возможность до­ статочно точной температурной компенсации в более широ­ ком диапазоне изменения температур.

Следует отметить, что сопротивление термисторов изме­ няется не только под действием температуры окружающей среды, но и от нагревания их под действием проходящего по

3*

35

Рис. 17. Подвижная систе­ ма счетчика типа ДбООм:

I — ось; 2

— алюминиевый тор­

мозной диск;

3 —'диск с сопро­

тивлениями

R i и

конденсато­

рами С2; 4

диск

с катушками

подвижной

обмотки;

5 — кол­

лектор;

6 — винт;

7 — винт

М2х 6; 8 — червяк: £ —разгру­ зочный стальной диск;

if? —керн

37

алюминиевый тормозной диск 2, червяк 8, передающий вращение счетному механизму, разгрузочный стальной диск 9 и керн 10, запрессованный в верхнюю часть оси.

К подвижной системе предъявляется ряд обязательных требований. Все детали должны быть надежно закреплены.

Резьбовые соединения пре­ дохранены от самопроизволь­ ного отвинчивания под дей­ ствием тряски в условиях

 

 

 

 

эксплуатации.

целом должна

 

 

 

 

Система

в

 

 

 

 

быть тщательно отбалансиро­

 

 

 

 

вана для уменьшения влия­

 

 

 

 

ния наклона счетчика от.его

 

 

 

 

вертикального

положения

 

 

 

 

на

его

чувствительность.

 

 

 

 

Коллектор должен быть стро­

Рис.

18.

Ориентация Оси кол­

го ориентирован относительно

лектора

по отношению к ка­

подвижных

катушек,

т. е.

тушкам

подвижной обмотки

геометрические оси, проходя­

 

 

 

 

щие

через

середины ламелей

коллектора, должны совпадать с осями

симметрии актив­

ных

сторон

катушек подвижной

системы,

как это

пока­

зано

на

рис.

18.

 

 

 

 

 

Алюминий, из которого изготовлен тормозной диск, не должен содержать примесей и включений железа, так как притяжение этих включений к тормозному магниту будет снижать чувствительность счетчика.

Разгрузочный стальной диск не должен иметь торцового биения, которое также будет снижать чувствительность счетчика из-за потерь на перемагничивание (гистерезис) при его вращении в поле разгрузочного магнита, действие ко­ торого описано ниже.

Биение всех остальных частей подвижной системы долж­ но быть также минимальным.

Опоры подвижной системы. Ось подвижной системы счет­ чика поддерживается нижней и верхней опорами. К опо­ рам счетчика предъявляются два основных требования: ми­

нимальное трение и максимально

возможная

износоус­

тойчивость.

состоит из

резьбовой

Н и ж н я я о п о р а (рис. 19)

втулки 1, шарикодержателя 2 с завальцованным в него стальным шариком 3 диаметром 1 мм, камнедержателя 4

38

с завальцованным в нем корундовым сферическим подпят­

ником

5,

пружины

6,

прижимающей

шарикодержатель

к уступу, имеющемуся внутри

резьбовой

втулки, пласт­

массовой гайки 7 и металлической контргайки 8.

Как видно из чертежа,

сферический

подшипник опи­

рается

сверху на стальной

шарик,

смазка (часовое масло)

между

шариком

и

подшипником

 

 

 

 

 

удерживается

капиллярными

си­

 

 

 

 

 

лами.

В процессе

работы

происхо­

 

 

 

 

 

дит истирание

как

шарика, так и

 

 

 

 

 

(в меньшей мере) корундового под­

 

 

 

 

 

пятника.

Образовывающиеся

при

 

 

 

 

 

этом продукты износа (крокус)

 

 

 

 

 

увеличивают

трение

и

ускоряют

 

 

 

 

 

дальнейший износ опор. Для

 

 

 

 

 

уменьшения этого явления сфери­

 

 

 

 

 

ческий подпятник

 

расположен над

 

 

 

 

 

шариком, что обеспечивает выход

 

 

 

 

 

продуктов износа из зоны тру­

 

 

 

 

 

щихся

поверхностей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Указанное

расположение под­

 

 

 

 

 

пятника и шарика

отличает опору

 

 

 

 

 

счетчиков ДбООм

от

опор,

приме­

 

 

 

 

 

няемых в счетчиках,

предназначен­

 

 

 

 

 

ных для стационарной установки,

Рис.

19.

Нижняя опора

а также

ранее

 

выпускавшихся

счетчиков Д600, в которых шарик

счетчика

типа ДбООм:

/ — втулка;

2 — шарикодер*

располагался

сверху

подпятника.

жатель;

3 — стальной ша­

Пружина 6 предохраняет шарик

рик;

4 — камнедержатель;

5 — подпятник

корундовый;

и подпятник от разрушения, кото­

6 — пружина;

7 — пластмас­

совая гайка;

8 — металли­

рое может происходить при силь­

 

ческая контргайка

ных толчках и ударах. Вместе с

 

 

вес

подвижной

тем пружина должна надежно удерживать

части, передающийся нижней опоре, и поэтому должна прижимать шарикодержатель к уступу резьбовой втулки с силой, равной двух-, трехкратному весу подвижной си­ стемы.

Нижняя опора ввинчивается в резьбовое отверстие стой­ ки счетчика и закрепляется контргайкой 8. Ось подвижной системы своим коническим концом фиксируется в кониче­ ском отверстии камнедержателя. Для правильной работы опоры должна быть обеспечена строгая соосность всех ее элементов.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ