Коммутация коллекторных машин - Проверка индикатора искрения ИИ-1

При пользовании прибором ИИ-1 необходимо периодически проверять его чувствительность. Проверку можно проводить с помощью эталонного источника света, дающего прямоугольные импульсы длительностью порядка 100 мксек с частотой 50—100 Гц. Такой эталон можно создать искусственно, поместив перед эталонным источником света, дающим полный световой поток 1—10 лм, вращающийся диск с секториальной щелью. Скорость вращения диска выбирают в пределах 3 000—6 000 об/мин. Периодически с помощью звуковых генераторов следует проверять также усиление фотоэлектрического канала, чувствительность индикатора среднего значения и верность регуляторов скорости развертки луча. Основные технические характеристики опытного образца прибора ИИ-1М следующие:

1. Чувствительность электронно-лучевого индикатора не ниже 107 мм/лм.
2. Нижний порог чувствительности электронно-лучевого индикатора не выше 2·108-8 лм.
3. Уровень шумов на экране электронно-лучевого индикатора не более 2,5 мм.
4. Уровень отсечки шумов 1,5 в.
5. Чувствительность стрелочного индикатора среднего значения не ниже 6·109 условных делений/лмср. Под средним значением светового потока (лмср) понимается среднее значение импульсного светового потока, падающего на поверхность фотоумножителя за определенный период времени.
6. Нижний порог чувствительности индикатора среднего значения не выше 8· 1010 лмср.
7. Диапазон средних значений, измеряемых стрелочным индикатором при неизменном усилении 60 дб.
8. Чувствительность на зажимах. Запись при сопротивлении входа подключаемой аппаратуры, не превышающей 10 ом, не хуже 6· 107 ма/лмср.
9. Нижний порог чувствительности на зажимах. Запись не выше 8· 10-10 лмср.
10. В приборе возможно устанавливать значение постоянной времени индикатора среднего значения 0,5 и 5 сек.
11. Коэффициент усиления фотоэлектрического канала не менее 104.
12. Полосы частот, передаваемых фотоэлектрическим каналом на уровне 6 дб (50%), 10—100 кГц.
13. Прибор имеет выход фотоэлектрического канала подключения дополнительной аппаратуры.
14. Прибор обеспечивает наблюдение картины искрения в диапазоне скоростей коллектора 100—30 000 об/мин.
15. Нелинейность развертки не превышает 10%.
16. В приборе предусмотрено расширение масштаба развертки луча до 5 раз.
17. Датчик прибора имеет систему оптической и визуальной наводок.

Подводя итог изложению фотоэлектрического метода исследования искрения щеток, можно отметить следующие его преимущества:

1. Установка прибора для отметки степени искрения щеток или для выяснения характера распределения искрения по коллектору требует очень немного времени.
2. Индикатор искрения позволяет более четко сопоставлять качество коммутации однотипных машин в сравнении с визуальной оценкой, благодаря чему можно достаточно объективно определить, в какой мере то или иное мероприятие, проведенное с целью улучшения коммутации, дает желаемый эффект.
3. Универсальность прибора в том смысле, что он, помимо отметки фототока искрения, дает возможность выявить распределение искрения по коллектору, а следовательно, и установить причины неудовлетворительной коммутации, и в сочетании со шлейфовым осциллографом, имеющим малую скорость движения фотопленки, позволяет проследить, насколько стабильно искрение во времени, каково влияние нагрева щеток и коллектора на искрение, а также и влияние других факторов.
4. Прибор позволяет записывать искрение машин, в которых щетки недоступны наблюдению. В частности, для изучения искрения тяговых двигателей электровозов и тепловозов это преимущество весьма существенно.
5. Фотодатчик прибора не связан непосредственно с напряжением машины, что особенно важно при исследованиях высоковольтных машин. Так, тяговые двигатели электровозов имеют напряжение по отношению к корпусу 3 000 в, поэтому применение приборов, которые должны так или иначе быть связанными с напряжением машины, встретит большие трудности.
6. Показания прибора при работе машин в условиях нормального атмосферного давления достаточно хорошо согласуются с энергией электрических дуг, возникающих при завершении коммутации, а следовательно, и с электрической эрозией коллектора и щеток.
7. Представляется возможным сравнивать степень искрения щеток машин различных конструкций, но мало отличающихся по мощности.

Однако наряду с большими достоинствами фотоэлектрического индикатора искрения щеток он обладает и рядом существенных недостатков, к числу которых относятся следующие:

1. Искрение может возникать не только на кромке сбегающего края щетки, но и в глубине клиновидного пространства между щеткой и коллектором, а поэтому при пользовании индикатором нужно особенно тщательно следить за притиркой щеток. Однако искрение, более или менее значительное в глубине клиновидного пространства, является недопустимым с точки зрения эрозии щеток и коллектора, и оно легко обнаруживается по состоянию контактных поверхностей щеток и коллектора.
2. В тех случаях, когда приходится испытывать машины при сильном электрическом освещении, необходимо предохранять фотодатчик от попадания света. На фотодатчик достаточно сильно влияют прямые лучи близко расположенных ламп накаливания, рассеянный же свет влияет незначительно.
3. Чувствительность прибора к резким вибрациям. Даже специально разработанный вибростойкий датчик с фотосопротивлением полностью не исключает некоторого влияния сильных и резких ударов.
4. Прибор просматривает искрение только одного щеточного болта, а следовательно, не дает представления об искрении машины в целом.
5. При пользовании прибором необходимо особенно тщательно следить и за наводкой фотоэлемента на искрящие края щеток, ибо в противном случае прибор будет давать заниженные оценки искрения.
6. В некоторых машинах в силу их конструктивных особенностей встречаются затруднения в установке фотодатчика с необходимым охватом искрящих краев щеток.
7. Прибор требует тщательной периодической проверки правильности его показаний.
8. Нельзя пользоваться одной градуировкой шкалы искрения для машин с большой разницей по мощности и другим параметрам, определяющим размеры коллектора.

Однако несмотря на ряд существенных недостатков, фотоэлектрический индикатор искрения в ряде случаев имеет ценные преимущества в сравнении с другими приборами, а поэтому, нужно полагать, его практическое использование будет достаточно широким.