193778. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés kommutátoros villamos gépek kefeszikrázásának vizsgálatára empirikus eseményeloszlás - fényfeszültség amplitudó függvényének meghatározásával
ft. A találmány tárgya mérőberendezés kommutátoros villamos gépek kefeszikrázásának vizsgálatára, empirikus eseményeloszlás — fényfeszültség amplitúdó függvényének meghatározásával, amely mérőberendezésben fényt vagy sugárzott teljesítményt érzékelő mérőfej (ek) és a mérőfej (ek)re csatlakozó mérőcsatorna ('k) van(nak). Mint ismeretes, az egyenáramú gépek (motorok vagy generátorok) kommutációjának vizsgálata statikus üzemben jelenleg az ú.n. „sötétzóna" módszerrel történik, amelyet T.W.Schroeder és J.C.Aydelott: „The Black Band Method of Comutation Observation." cikkében ismertetett (AIKE Transactions, 1941. Vol.60.p.446.). E módszer szubjektívnek tekinthető, mivel az ú.n. sötétzóna felvétele, a kefeszikrázás kezdetének megállapítása az emberi szem ítéletén nyugszik. Számos kísérlet történt a kefeszikrázás által létrehozott villamos jelek, valamint a kommutáció folyamatának villamos jelei alapján a kommutáció minőségének megítélésére. E kísérletekről megjelent publikációk pl. S.J.Roumanis: „The Null Point Method as Commutation Adjustment". A1EE Transactions, 1956. vol.75.Pt.III.147., Max Zorn: „Verfahren zur objektiven Beurteilung der Stromwendung von Gleichstrommaschinen während des Betriebes." Siemens Zeitschrift 1962.Mai.Heft 5.p.407., Krisch E.-Meleg J.: „Mérőműszer egyenáramú gép kefe potenciálgörbéjének tranziens áramváltozás alatti megfigyelésére" Mérés és Automatika XXVI. évf. 1978. 2 szám. Ezen eljárások alkalmazása, bár sok információt nyújtottak a kommutáció folyamatának megítélésére, nehézkesnek bizonyult (pl. segédkefe, csúszógyürü felszerelése a gépre). Egyszerűbb megoldást Ígér, ha a kefeszegmens kontaktus megszakadásakor keletkező szikra fényét optoérzékelőve! figyelik meg és mérik intenzitását. Ily módon a gép szerkezetébe semmilyen beavatkozás nem szükséges. A szikra fényének mérésére is sok ilyen javaslat született. Ilyen pl. J.Hindmarsh-B.R.Duggal: „Semiautomatic Recording of Black-Band Commutation Tests.", H.R.Johnston: „Black Zone Measurements Using Photomultipliers“. Conference on Commutation in Rotating Maschines 1964, London, Ju.K.Nebuljebov: „Fotoelektromos módszer viilamosgépek kommutációjának vizsgálatára és beállítására" Elektricsesztve 1956. 11.sz. p.34., A.P.Kucsumov-N.E.Krempovszkij: „Fotoelektromos eljárás kollektoros gépek kefeszikrázásának értékelésére" Elektrotechnika 40.köt.1969. 5.sz., E.Paulig-P.Schubert-E.Ermisch: „Die objektive Beurteilung der Bürstenfeueritensität an Universalmotoren" Elektrie 29. 1975. Heft 7. E módszerek lényege, hogy az optoérzékelőt a megfigyelésre kijelölt kefére irányítva 1 2 érzékelik a szikra fényét. Az érzékelők a szikrák fényének átlagos értékét mérik és a módszerek végsősorban az emberi szemet akarják helyettesíteni és ily módon biztosítani a szikrázás erőssége megfigyelésének objektivitását. A korszerű egyenáramú gépek ma már elsősorban tranziens üzemmódban motorként üzemelnek és a kefekommutátor kontaktus szikrázása elkerülhetetlen. Ezért az eddiginél több információra van szükség a kefe szikrázás minőségének megítéléséhez. Történt kísérlet a szikrázás minőségének megítélésére oly módon, hogy fotoelektronsokszorozó segítségével számolták meg az időegység alatt felvillanó szikrák számát. Ezt J.L.Johnson: „Multiplier Phototube Commutation Indicator" (Electrical Engineering 1963. April) cikke ismerteti. E módszer bár előrehaladásnak tekinthető a szikrák átlagos fényét mérő módszerekkel szemben, mégis csak átlagos képet adott a kommutáció milyenségéről. Az eddig ismertetett módszerek egyáltalán nem vagy csak nehézkesen alkalmazhatók az egyenáramú gépek kommutációjának tranziens üzem alatti megfigyelésére és minősítésére. Semmilyen felvilágosítást nem nyújtottak arra, hogy villamos vagy mechanikai eredetü-e a kefe-kommutátor kontaktus szikrázása. A találmány célja, hogy a gép szerkezetébe való beavatkozás nélkül mérhetővé tegye az összes kommutátor szegmensen keletkező szikrák számát és azok amplitúdóját. Ily módon ismerve egyrészt a szikrázás kerületmenti eloszlását, következtetni lehet a szikrázás villamos vagy mechanikai eredetére, másrészt a szikrázás amplitúdójának mérésével annak helyi és átlagos intenzitására. A digitálisan tárolt adatok számítógépen feldolgozhatok és az eredmények tárolhatók, módot nyújtva későbbi mérésekkel, ill. különböző gépek kommutációjának összehasonlítására. A találmány szerinti mérőberendezés létrehozásához a következő lényeges felismerések vezettek. — A kefe lefutó élén az emberi szem számára folyamatosnak látszó fénycsík diszkrét szikrák, fényíelvillanások halmaza. — A diszkrét szikrák által az érzékelő felületén létrehozott fény intenzitás vagy sugárzott teljesítmény általában kisebb a környezet által az érzékelő felületén létrehozott fényintenzitásnál, ill. sugárzott teljesítménynél. — A diszkrét szikrák által az érzékelő felületén létrehozott fényintenzitás vagy sugárzott teljesítmény spektrumának domináns része, s a környezet által létrehozott fényintenzitás vagy sugárzott teljesítmény spektrumának domináns része a frekvenciatartományban elkülönülten helyezkedik el. A jelek szétválasztása e tény alapján megvalósítható. — A méréshez széles bemeneti tartományú, lineáris, elegendően érzékeny és megfele2 193778 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
