DD255063A3 - Sao zur bewertung des buerstenfeuers von kommutatormaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Bewertung des Buerstenfeuers von Kommutatormaschinen bei der Pruefung und/oder Ueberwachung der Maschine in der Herstellung oder beim Betrieb. Ziel der Erfindung ist es, eine objektive Beurteilung der Buerstenfeuerintensitaet von Kommutatormaschinen vornehmen zu koennen. Aufgabe der Erfindung ist es, die Selektion der das Buerstenfeuer kennzeichnenden Impulsfolgen zu verbessern. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass ein dem Stoerspannungspegel der Kommutatormaschine entsprechendes Signal an einem Mindestamplitudendetektor und ueber einen Pegelregler an einem Flankensteilheitsdetektor anliegt, die Ausgaenge der Detektoren an den Eingaengen einer Flipflop-Schaltung UND-verknuepft sind, der Flipflop-Schaltung Mittel zur Auswertung und Anzeige nachgeschaltet sind und dass zwischen dem Pegelregler und der Flipflop-Schaltung ausserdem ein Impulsdauersignaldetektor geschaltet ist, wobei der andere Ausgang der Flipflop-Schaltung ueber eine Verzoegerungsschaltung auf den Impulsdauersignaldetektor zurueckgefuehrt ist. Fig. 1

Description

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In dem Impulsdauersignaldetektor ist das Ausgangssignal des Pegelreglers über einen invertierenden Verstärker, einem Differenzierglied und über einen Spitzenwertgleichrichter sowie über ein weiteres Differenzierglied und einen weiteren Spitzenwertgleichrichter an einem ersten Differenzverstärker geschaltet. Der Ausgang des Differenzverstärkers liegt zusammen mit dem über einen weiteren Spitzenwertgleichrichter geschalteten Ausgangssignal des Pegelreglers an einem zweiten Differenzverstärker an. Mit dessen Ausgangssignal und dem Ausgangssignal des Pegelreglers wird mit einem Komparator das impulsdauersignal gebildet. Die Flipflop-Schaltung wird durch die Kriterien Mindestamplitude, Mindeststeilheit und Mindestimpulsbreite der Impulsfolgen gesteuert.

Die Schaltungsanordnung gewährleistet eine gute Selektion der das Bürstenfeuer kennzeichnenden Impulsfolgen aus dem Störspannungspegel der Kommutatormaschine bei vergleichsweise geringem schaltungstechnischem Aufwand.

Ausführungsbeispiel

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1: ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig.2: ein Blockschaltbild des Impulsdauersignaldetektors.

Als Eingangssignal der Schaltung werden das dem Störspannungspegel der Kommutatormaschine entsprechende Eingangssignal E-, und ein darauf abgeleitetes, über einen Pegelregler 1 auf konstanten Maximalwert ausgeregeltes Eingangssignal E₂, verwendet. Das Ausgangssignal einer Flipflop-Schaltung 3 entspricht der Lichtbogenbrenndauer der Einzellichtbögen des Bürstenfeuers und wird durch drei Kriterien beeinfußt. Als erstes Kriterium wird die Mindestamplitude Uampi des Störspannungspegels verwendet. Dieses Signal wird unter Verwendung einer Differenzierschaltung mit nachgeschaltetem Komparator in einem Mindestamplitudendetektor 19 aus dem Eingangssignal Ei abgeleitet. Als zweites Kriterium wird die Mindeststeilheit Ufi der Vorderflanke der im Störspannungspegel auftretenden Impulse verwendet. Dieses Signal wird in einem Flankensteilheitsdetektor 18 aus dem Ausgangssignal E₂ des Pegelreglers 1 abgeleitet. Die beiden Detektoren sind mit einer Referenzspannung U_ref beaufschlagt. Mit einem als drittes Kriterium gebildeten Impulsdauersignal U; wird die Flipflop-Schaltung 3 gesetzt und rückgesetzt. Das Signal U, wird in einem Impulsdauersignaldetektor 17 von einem Komparator 8 aus dem Vergleich des Eingangssignales E₂ mit einem Signal gebildet, das von einem Differenzverstärker 9 aus der Differenz des über einen Spitzenwertgleichrichter 11 in seiner Rückflanke verzögerten Eingangssignales E₂ und dem der Impulsdauer entsprechenden Ausgangssignal eines Differenzverstärkers 10 gebildet wird. Unter Verwendung eines Differenziergliedes 14 mit nachgeschaltetem Spitzenwertgleichrichter 12 wird die aufsteigende Impulsflanke gespeichert. Die Speicherung der abfallenden Impulsflanke erfolgt in analoger Weise durch das Differenzierglied 15 mit nachgeschaltetem Spitzenwertgleichrichter 13. Das Signal E₂ wird dem Differenzierglied 15 über einen invertierenden Verstärker 2 zugeführt. Mit dem Differenzverstärker 10 wird aus dem Vergleich der gespeicherten Impulsflanken der Impuls in seiner Dauer abgebildet, wobei die Eingänge des Differenzverstärkers 10 in ihrer Verstärkung unterschiedlich bewertet werden. Mit dem negierten Ausgangssignal der Flipflop-Schaltung werden über eine Verzögerungsschaltung 16 die Spitzenwertgleichrichter 12 und 13 zurückgesetzt. Es werden nur Impulse selektiert, deren Impulsbreite innerhalb der Haltezeit der Spitzenwertgleichrichter liegt. Die im Blockschaltbild dargestellte und vorstehend beschriebene Schaltung bewertet die im Störspannungspegel auftretenden positiven Impulse. Die Bewertung negativer Impulse erfolgt durch einen gleichartig aufgebauten Meßkanal, dessen Eingangssignale negiert werden.

Sofern bedingt durch Bauart und Betriebszustand der Kommutatormaschine im Störspannungspegel das Bürstenfeuer kennzeichnende positive und negative Impulsfolgen auftreten können, ist ein zweikanaliger Aufbau der Schaltung notwendig. Der Flipflop-Schaltung 3 sind Mittel zur Auswertung 20 und Anzeige 21 nachgeschaltet. Als Auswertung wird eine digitale Tastverhältnisbildung verwendet. Die Anzeige erfolgt über Ziffern. Über eine entsprechende Schnittstelle kann die Schaltungsanordnung zur Regelung und Überwachung von Kommutatormaschinen sowie zum Maschinenschutz verwendet werden.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung zur Bewertung des Bürstenfeuers von Kommutatormaschinen, bei der ein dem Störspannungspegel der Kommutatormaschine entsprechendes Signal an einem Mindestamplitudendetektor (19) und über einen Pegelregler (1) an einem Flankensteilheitsdetektor (18) anliegt, die Ausgänge der Detektoren an den Eingängen einer Flipflop-Schaltung (3) UND-verknüpft sind, der Flipflop-Schaltung Mittel zur Auswertung (20) und Anzeige (21) nachgeschaltet sind, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Pegelregler (1) und der Flipflop-Schaltung (3) außerdem ein Impulsdauersignaldetektor (17) geschaltet ist, wobei der andere Ausgang der Flipflop-Schaltung (3) über eine Verzögerungsschaltung (16) auf den Impulsdauersignaldetektor (17) zurückgeführt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Impulsdauersignaldetektor (17) das Ausgangssignal des Pegelreglers (Düber einen invertierenden Verstärker (2), einem Differenzierglied (15) und einen Spitzenwertgleichrichter (13) sowie über ein weiteres Differenzierglied (14) und einen weiteren Spitzenwertgleichrichter (12) an einem ersten Differenzverstärker (10), über einen weiteren Spitzenwertgleichrichter (11) gemeinsam mit dem Ausgang des ersten Differenzverstärkers (10) an einem zweiten Differenzverstärker (9) und gemeinsam mit dem Ausgang des zweiten Differenzverstärkers (9) an einem Komparator (8) anliegt, wobei an den Spitzenwertgleichrichter (12,13) das Ausgangssignal einer Verzögerungsschaltung (16) anliegt.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Bewertung des Bürstenfeuers von Kommutatormaschinen bei der Prüfung und/oder Überwachung der Maschine in der Herstellung oder beim Betrieb.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die zur objektiven Beurteilung derBürstenfeuerintensitätvon Kommutatormaschinen bekannten Lösungen beruhen auf der Erfassung und Bewertung des der Ankerspannung oder dem Ankerstrom der Kommutatormaschine überlagerten elektrischen Störpegels. Unter einer Vielzahl von Lösungen zur objektiven Beurteilung derBürstenfeuerintensitätvon Kommutatormaschinen ist eine Lösung bekannt, bei der eine elektrische Torschaltung in Abhängigkeit von Amplitude und Steilheit der Vorderflanke der im Störspannungspegel enthaltenen Impulsfolgen betätigt und der hinter der Torschaltung auftretende Ausschnitt des Störspannungsverlaufs zur Anzeige gebracht wird. Positive und negative Impulse werden durch zweikanaligen Aufbau der Meßschaltung getrennt bewertet, wobei beide Kanäle gegenseitig elektronisch verriegelt werden. Nachteilig ist, daß einerseits die Selektionskriterien in Abhängigkeit von der Bauart der Kommutatormaschine abgestimmt werden müssen und andererseits die Selektion der dem Bürstenfeuer zugeordneten Anteile des Störpegels nicht in jedem Fall eindeutig ist, da entsprechend dem zweikanaligen Aufbau auch die Rückflanken der Impulse zur Auslösung des in seiner Priorität entgegengesetzten Kanales führen können.

Andere Lösungen werten das hochfrequente Rauschen des Bürstenfeuers aus (DE-OS 3226169 und JP 58140653). Der schaltungstechnische Aufwand ist erheblich. Die für die Messung notwendige Antenne muß gut geschirmt im Gehäuse untergebracht werden. Die vom Maschinentyp abhängigen Ausbreitungsbedingungen für die elektromagnetischen Wellen erfordern eine Anpassung des Meßsystems an den Maschinentyp.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine objektive Beurteilung der Bürstenfeuerintensität von Kommutätormaschinen unabhängig vom Maschinentyp mit geringem schaltungstechnischem Aufwand vornehmen zu können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Selektion der das Bürstenfeuer kennzeichnenden Impulsfolgen aus dem Störspannungspegel der Kommutatormaschine zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein dem Störspannungspegel der Kommutatormaschine entsprechendes Signal an einem Mindestamplitudendetektor und über einen Pegelregler an einem Flankensteilheitsdetektor anliegt, die Ausgänge der Detektoren an den Eingängen einer Flipflop-Schaltung UND-verknüpft sind, der Flipflop-Schaltung Mittel zur Auswertung und Anzeige nachgeschaltet sind und daß zwischen dem Pegelregler und der Flipflop-Schaltung außerdem ein Impulsdauersignaldetektor geschaltet ist, wobei der andere Ausgang der Flipflop-Schaltung über eine Verzögerungsschaltung auf den Impulsdauersignaldetektor zurückgeführt ist.