RU1780052C

RU1780052C - Device for detecting turn-to-turn short circuit and open circuit in micromotor rotor coil

Info

Publication number: RU1780052C
Application number: SU904884446A
Authority: RU
Inventors: Вацловас Стасевич Кишкис; Владимир Дмитриевич Петриенко
Original assignee: Производственное Объединение "Вильма"
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Использование; относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл обнаружени дефектов изол ции обмоток электрических машин. Сущность изобретени : устройство содержит шаговый двигатель, приемную головку, генерирующую головку, электромагнит, датчик положени , поворотный кронштейн, генератор, блок детектора, блок анализа, блок индикации, блок управлени . 5 з.п.ф-лы, 1 ил.'Puz.fo .VJSо елUsing; It relates to test equipment and can be used to detect insulation defects in the windings of electrical machines. The inventive device comprises a stepper motor, a receiving head, a generating head, an electromagnet, a position sensor, a swivel bracket, a generator, a detector unit, an analysis unit, an indication unit, a control unit. 5 C.p. f-ls, 1 ill.'Puz.fo .VJSo eat

Description

Изобретение относитс к контрольноизмерительной технике и может быть использовано дл обнаружени дефектов изол ции при испытании обмоток электрических машин.The invention relates to a measurement technique and can be used to detect insulation defects when testing windings of electrical machines.

Цель изобретени - повышение достоверности обнаружени межвиткового замыкани и обрыва.The purpose of the invention is to increase the reliability of detection of inter-turn closure and open circuit.

На фиг.1а и 16 изображена структурна схема устройства дл обнаружени межвиткового замыкани и обрыва катушки ротора микродвигател .Figures 1a and 16 show a block diagram of a device for detecting an inter-turn short circuit and open circuit of a micromotor rotor coil.

Устройство содержит следующие электромеханические узлы: шаговый двигатель 1, приемную головку 2, генерирующую головку 3, электромагнит 4 и датчик 5 положени . Шаговый двигатель 1 расположен на поворотном кронштейне 6. На оси шагового двигател 1 расположена контролируема катушка 7. Датчик положени 5 служит дл определени положени поворотного кронштейна б, а электромагнит 4 - дл фиксации его в рабочем положении. Приемна 2 и генерирующа 3 головки выполнены в виде магнитных головок записи-воспроизведени и стирани соответственно и располо жены в непосредственной близости от контролируемой катушки 7.The device comprises the following electromechanical units: a stepper motor 1, a receiving head 2, a generating head 3, an electromagnet 4 and a position sensor 5. The stepper motor 1 is located on the swivel bracket 6. On the axis of the stepper motor 1 is a controlled coil 7. The position sensor 5 serves to determine the position of the swivel bracket b, and the electromagnet 4 serves to fix it in the working position. The receiving 2 and generating 3 heads are made in the form of magnetic recording-reproducing and erasing heads, respectively, and are located in the immediate vicinity of the controlled coil 7.

Устройство содержит следующие электронные блоки: генератор 8, блок 9 детектора , блок 10 анализатора, блок 11 индикации и блок 12 управлени .The device comprises the following electronic units: a generator 8, a detector unit 9, an analyzer unit 10, an indication unit 11, and a control unit 12.

Между собой блоки и узлы соединены следующим образом. Генерирующа головка 2 соединена с выходом генератора 9. Приемна головка 3 подключена к входу блока детектора 9, выход которого соединен с первым входом блока 10 анализа. Датчик положени 5 подключен к первому входу блока 12 управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом привода (шагового двигател 1). Управл ющий вход электромагнита 4 подключен к второму выходу блока 12 управлени . Первый, второй и третий выходы блока 10 анализа соединены с первым, вторым и третьим входами блока 11 индикации, соответственно . Первый и второй выходы блока 11 индикации соединены с вторым и третьим входами блока 12 управлени , соответственно третий выход блока 12 управлени соединен с вторым входом блока 10 анализа , четвертый выход - с четвертым входом блока 11 индикации.Between each other blocks and nodes are connected as follows. The generating head 2 is connected to the output of the generator 9. The receiving head 3 is connected to the input of the detector unit 9, the output of which is connected to the first input of the analysis unit 10. The position sensor 5 is connected to the first input of the control unit 12, the first output of which is connected to the control input of the drive (stepper motor 1). The control input of the electromagnet 4 is connected to the second output of the control unit 12. The first, second and third outputs of the analysis unit 10 are connected to the first, second and third inputs of the display unit 11, respectively. The first and second outputs of the display unit 11 are connected to the second and third inputs of the control unit 12, respectively, the third output of the control unit 12 is connected to the second input of the analysis unit 10, the fourth output to the fourth input of the display unit 11.

Электронные блоки состо т из следующих субблоков. Блок детектора 9 состоит из соединенных последовательно усилител 13, детектора 14, и компаратора 15. Блок анализа 10 содержит три параллельные цепи . Перва цепь состоит из первого элемента 1/1 16, втора цепь состоит из последовательно соединенного счетчика 17,элемента ИЛИ-НЕ 18 и первого инвертора 19, треть цепь состоит из последовательно соединенных второго инвертора 20 и второго элемента И 21.The electronic units consist of the following subunits. The detector unit 9 consists of a series-connected amplifier 13, a detector 14, and a comparator 15. The analysis unit 10 contains three parallel circuits. The first circuit consists of the first element 1/1 16, the second circuit consists of a series-connected counter 17, the OR-NOT element 18 and the first inverter 19, the third circuit consists of the second inverter 20 and the second element 21 connected in series.

Дополнительно выход элемента ИЛИНЕ 18 подключен к вторым входам первого и второго элементов И 16, 21, Первый входAdditionally, the output of the element ORINE 18 is connected to the second inputs of the first and second elements AND 16, 21, The first input

0 блока анализа 20 вл етс первым входом элемента И 16, С-входом счетчика 17 и входом второго инвертора 20. Второй вход блока анализа 10 вл етс R-входом счетчика 17. Выходы первого элемента И 16, лервого0 of the analysis unit 20 is the first input of the AND element 16, the C-input of the counter 17 and the input of the second inverter 20. The second input of the analysis unit 10 is the R-input of the counter 17. The outputs of the first element And 16, the first

5 инвертора 19 и второго элемента И 2 вл ютс первым, вторым и третьим выходами блока 10 анализа соответственно.5 of the inverter 19 and the second element And 2 are the first, second and third outputs of the analysis unit 10, respectively.

Блок индикации 11 содержит три параллельные цепи - Обрыв КЗ и Годна ,The display unit 11 contains three parallel circuits - Open circuit and Godna,

0 кажда из которых состоит из соединенных последовательно D-триггера 22, 23, 24. ключа 25, 26, 27 и индикатора 28, 29, 30 соответственно . С-входы D-триггеров 22, 23, 24 соединены между собой и подключены к0 each of which consists of D-flip-flops 22, 23, 24 connected in series, key 25, 26, 27 and indicator 28, 29, 30, respectively. C-inputs of D-flip-flops 22, 23, 24 are interconnected and connected to

5 ВЫХОД; инвертора 31. Вход инвертора 31 вл етс четвертым входом блока индикации 11. D-входы D-триггеров 22, 23, 24 з л ютс третьим, вторым и первым входами блока индикации 11, а входы индикаторор5 EXIT; the inverter 31. The input of the inverter 31 is the fourth input of the display unit 11. The D-inputs of the D-flip-flops 22, 23, 24 are the third, second and first inputs of the display unit 11, and the inputs of the indicator

0 Обрыв и КЗ 28, 29 вл ютс первым и вторым его выходами.0 Open and short circuit 28, 29 are its first and second outputs.

Блок управлени 12 содержит цепь привода , состо щую из последовательно соединенных первого делител 32, дешифратораThe control unit 12 contains a drive circuit, consisting of series-connected first divider 32, a decoder

5 33 и первого ключа 34; цепь формировани цикла измерени , состо щую из последовзтельно соединенных первого формировател 35, R-вход второго триггера 36, R-входа счетчика 37 и второго формировател 38;5 33 and the first key 34; a measurement cycle forming circuit consisting of serially connected first driver 35, an R input of a second trigger 36, an R input of a counter 37 and a second driver 38;

0 цепь задержки, состо щую из последовательно соединенных второго делител 39 и R-входа первого триггера 40; цепь управлени , состо щую из последовательно соединенных элемента ИЛИ 41, первый вход0 delay circuit consisting of a second divider 39 and an R input of a first flip-flop 40 connected in series; control circuit consisting of series-connected element OR 41, first input

5 второго ключа 42, а также кнопку Сброс 43, подключенную к второму входу ключа 42. С-входы первого и второго делителей 32, 39 соединены между собой, Н-входы первого и второго делителей 32, 30 подключены к первому выходу второго триггера 36. Выход первого делител 32 дополнительно соединен с С-входом счетчика 37, а выход второго формировател 38 подключен к S-входом триггеров 36, 40.5 of the second key 42, as well as the Reset button 43, connected to the second input of the key 42. The C-inputs of the first and second dividers 32, 39 are interconnected, the H-inputs of the first and second dividers 32, 30 are connected to the first output of the second trigger 36. The output of the first divider 32 is additionally connected to the C-input of the counter 37, and the output of the second driver 38 is connected to the S-input of the triggers 36, 40.

5 Второй выход триггера 36 подключен к первому входу элемента ИЛИ 41.5 The second output of the trigger 36 is connected to the first input of the OR element 41.

Входами и выходами блока управлени 12 вл ютс ; первый вход - вход первого формировател 35, второй и третий зходы третьей к второй плодь злеьтента ИЛИ 41.The inputs and outputs of control unit 12 are; the first entrance is the input of the first driver 35, the second and third accesses of the third to the second fruit of the drawer OR 41.

первый и второй выходы - выходы первого и второго ключей 34. 42, третий выход выход первого триггера 40, четвертый выход- выход второго формировател 38.the first and second outputs are the outputs of the first and second keys 34. 42, the third output is the output of the first trigger 40, the fourth output is the output of the second driver 38.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Контролируема катушка 7 устанавливаетс на ось шагового двигател 1. Поворотный кронштейн 6 с шаговым двигателем 1 и контролируемой катушкой 7 вручную из исходного положени устанавливаетс в рабочее положение (рабочее положение изображено на чертеже). Срабатывает датчик положени 5. На выходе первого формировз .ел 35 вырабатываетс кратковременный импульс, который поступает на R-вход триггера 36 и устанавливает его в нулевое положение. В результате этого сигнал с второго выхода триггера 36 через элемент ИЛИ 41 открывает ключ 42, срабатывает электромагнит 4 и поворотный кронштейн 6 с шаговым двигателем 1 и контролируемой катушкой 7 фиксируетс в рабочем положении . Одновременно сигнзл с первого триггера 36 разрушает работу первого и второго делитзлей 32, 39 и счетчика 37. На входы делителей поступают импульсы сети с частотой 50 Гц. Выходные импульсы делител 32 через дешифратор 33 и ключ 34 поступают на шаговый двигатель 1 и он начинает врашатьс . С выхода делител 32 импульсы поступают и на С-вход счетчика 37. После того, как счетчик 37 сосчитает количество импульсов соответствующий тому , что шаговый двигатель 1 сделает один или чуть более одного оборота, на его выходе и на выходе второго формировател 38 возникает кратковременный импульс, который установит в исходное состо ние второй и первый триггеры 36, 40 и через инвертор 31 произведет запись информации с D-BXOдов D-триггеров 22, 23, 24. Записанна информаци через ключи 25, 26, 27 будет индицироватьс индикаторами 28, 29, 30. Сигнал с выхода второго делител 39 устанавливает в нулевое состо ние первый триггер 40, который разрешает работу счетчика 17.The controlled coil 7 is mounted on the axis of the stepper motor 1. The swing arm 6 with the stepper motor 1 and the controlled coil 7 are manually set from the initial position to the working position (the working position is shown in the drawing). Position sensor 5 is triggered. At the output of the first formed cell 35, a short-term pulse is generated, which is fed to the R-input of trigger 36 and sets it to the zero position. As a result, the signal from the second output of the trigger 36 through the OR element 41 opens the key 42, the electromagnet 4 and the rotary bracket 6 with the stepper motor 1 and the controlled coil 7 are activated, is fixed in the working position. At the same time, the signal from the first trigger 36 destroys the operation of the first and second dividers 32, 39 and counter 37. At the inputs of the dividers, network pulses with a frequency of 50 Hz are received. The output pulses of the divider 32 through the decoder 33 and the key 34 are fed to the stepper motor 1 and it begins to flare. From the output of the divider 32, pulses are also sent to the C-input of the counter 37. After the counter 37 counts the number of pulses corresponding to the fact that the stepper motor 1 makes one or a little more than one revolution, a short-term pulse occurs at its output and at the output of the second shaper 38 which will reset the second and first triggers 36, 40 and through the inverter 31 will record information from the D-BXOdes of the D-flip-flops 22, 23, 24. The recorded information through the keys 25, 26, 27 will be indicated by indicators 28, 29, 30. The signal from the output of the second divider 39 establishes a null state first flip-flop 40 which enables the counter 17.

На генерирующую головку 2 с генератора 8 поступает сигнал с частотой около 19 кГц. В генерирующей головке 2 возникает переменное магнитное поле, которое через контролируемую катушку 7 наводит сигнал в приемной головке 3. Сигнал с выхода приемной головки поступает и усиливаетс усилителем 13, детектируетс детектором 14 и поступает на вход компаратора 15. На выходе компаратора 15 сигнал может быть трех видов в зависимости от состо ни контролируемой катушкиA signal with a frequency of about 19 kHz is supplied to the generating head 2 from the generator 8. An alternating magnetic field arises in the generating head 2, which induces a signal in the receiving head through a controlled coil 7. The signal from the output of the receiving head is supplied and amplified by an amplifier 13, detected by the detector 14 and fed to the input of the comparator 15. At the output of the comparator 15, the signal can be three species depending on the state of the controlled coil

7. Случай обрыв - в приемной головке сигнала не наводитс и на выходе компаратора 15 будет логический нуль. Случай короткого замыкани (КЗ) - в приемной 5 головке 3 возникает прерывистый сигнал и на выходе компаратора 15 сигнал из нескольких импульсов (минимум двух). Случай, когда контролируема катушка 7 не имеет дефектов - в приемной головке 3 возникает7. Case break - in the receiving head of the signal is not induced and at the output of the comparator 15 there will be a logical zero. The case of short circuit (short circuit) - in the receiving 5 head 3 there is an intermittent signal and at the output of the comparator 15 a signal from several pulses (at least two). The case when the controlled coil 7 has no defects - in the receiving head 3 occurs

0 непрерывный сигнал, и на выходе компаратора 15 - состо ние логической единицы (т.е. один импульс). Сигнал с выхода компаратора 15 поступает на первый вход блока анализатора 10 на первый вход элемента И0 is a continuous signal, and at the output of the comparator 15 is a state of a logical unit (i.e., one pulse). The signal from the output of the comparator 15 is fed to the first input of the analyzer unit 10 to the first input of the element And

5 16, С-вход счетчика 17 и инвертор 20. С выходов счетчика 17 через элемент ИЛИНЕ 18 сигнал поступает на вторые входы элементов И 16, 21 и инвертора 19. Рассмотрим как осуществл етс анализ сигнала с5 16, the C-input of the counter 17 and the inverter 20. From the outputs of the counter 17 through the element ORINE 18, the signal is supplied to the second inputs of the elements And 16, 21 and the inverter 19. Consider how the signal is analyzed with

0 выхода компаратора 15 и запись информации блоков индикации 11. Случай обрыв логический нуль с выхода компаратора 15 через инвертор 20 в виде логической единицы поступает на первый вход элемента И 21,0 of the output of the comparator 15 and the recording of information of the indication units 11. The case of a logic zero break from the output of the comparator 15 through the inverter 20 in the form of a logical unit is supplied to the first input of the element And 21

5 а на второй его вход поступает логическа единица с элемента ИЛИ-НЕ 18, на выходе элемента И 21 будет логическа единица, котора поступа на D-вход D-триггера 22 запишетс в пам ть до следующего цикла5 and its second input receives a logical unit from the OR-NOT element 18, the output of the And 21 element will be a logical unit that is fed to the D-input of the D-trigger 22 until the next cycle

0 измерен1-, . Случай когда контролируема катущка 7 не имеет дефектов (годна ) - логическа единица с выхода компаратора 15 поступает на первый вход элемента И 16, а на второй его вход поступает логическа 0 measured 1-,. The case when the controlled coil 7 has no defects (suitable) - the logical unit from the output of the comparator 15 is fed to the first input of the element And 16, and to its second input the logical

5 единица с элемента ИЛИ-НЕ 18 и на выходе элемента И 16 будет логическа единица, котора поступает на D-вход D-триггера 24 запишетс в пам ть до следующего цикла измерени .5, the unit is from the element OR NOT 18 and at the output of the element AND 16 there will be a logic unit that goes to the D-input of the D-trigger 24 is written to the memory until the next measurement cycle.

Случай КЗ - с выхода компаратора 15 на первый вход блока анализатора 10 поступает сигнал в виде чередовани логических нулей и единиц (не менее двух).Short circuit case - from the output of the comparator 15, a signal is received at the first input of the analyzer block 10 in the form of an alternation of logical zeros and ones (at least two).

5 Счетчик 17 начнет считать импульсы, которые поступ т на вход элемента ИЛИ-НЕ 18 и на его выход будет логический нуль, который поступа на зход инвертора 19 превратитс в логическую единицу на его выходе,5 The counter 17 will begin to count the pulses that are received at the input of the OR-NOT 18 element and there will be a logical zero at its output, which, when received at the input of the inverter 19, will turn into a logical unit at its output,

0 котора поступает на D-8xoд D-триггера 23 запишетс в пам ть до следующего цикла измерени . Одновременно логический нуль с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18 поступает на вторые входы элементов И 16 и 21 и блокирует возникновение на их выходе логических единиц. В случае, если после цикла измерени сработал один из двух элементов индикации ОБРЫВ 28 или КЗ 29 сигналы ключей 25 или 26 через элемент ИЛИ 41 блокируют второй ключ 42 и электромагнит 4 остаетс во включенном состо нии до следующего измерени , или нажати на кнопку СБРОС 43.The 0 which goes to the D-8xod of the D-flip-flop 23 is written to the memory until the next measurement cycle. At the same time, the logical zero from the output of the OR-NOT 18 element goes to the second inputs of the elements And 16 and 21 and blocks the occurrence of logical units at their output. In the event that after the measurement cycle one of the two indication elements OPEN 28 or KZ 29 has triggered, the signals of the keys 25 or 26 through the element OR 41 block the second key 42 and the electromagnet 4 remains in the on state until the next measurement, or press the RESET button 43.

Claims

1. A device for detecting inter-turn short circuit and open circuit of a rotor coil of a micromotor, comprising a drive, a generating and receiving head, a position sensor, a generator, a detector unit, an analysis unit, an indication unit, a control unit, the first input and the first output of which are connected respectively to the output of the position sensor and a control input of the drive, the output of the generator is connected to the input of the generating head, the output of the receiving head is connected to the input of the detector, the output of which is connected to the first input of the analysis unit, the first output of which a first input coupled to the display unit, a first output connected to the second input of the control unit, characterized in that. in order to increase the reliability of detection of inter-turn short circuit and open circuit, a rotary bracket with an electromagnet is introduced into the device, while the drive is made in the form of a stepper motor and mounted on a rotary bracket, the control input of the electromagnet is connected to the second output of the control unit, the third output of which is connected to the second input analysis unit, the second and third outputs of which are connected to the second and third inputs of the display unit, respectively, the fourth input of the display unit is connected to the fourth output of the unit ION, a third input coupled to the second output of the indication unit.

2. A device according to claim 1, characterized in that the generating and receiving heads are made in the form of magnetic heads of diligence and recording-reproduction.

3. Device pop. 1, characterized in that the detector unit contains a series-connected amplifier, detector and comparator.

4. Device pop. 1, characterized in that the analysis unit contains a counter, the C-input of which is the first input of the unit and connected to the first input of the first element And directly and through the second inverter to the first input of the second element And, the second input of which is connected with the second input of the first element I. the input of the first inverter and the output of the element

OR NOT, whose inputs are connected respectively to the outputs of the counter, the I-input of which is the second input of the block, the outputs of the first element And, the first inverter, the second element And are respectively the first, second, third outputs of the block.

5. The device according to claim 1, with the exception; jf if the display unit is CONSIDERED by an inverter, the input of which is the input of the unit and the output is connected to C-; moves of the first, second, third D-flip-flops. The D-input of each of which is, respectively, the first, second, third passages of the block, the output of each of 0-trigger1; coedi: en through the corresponding key and the input of the corresponding ind.ogor while the input of the indicators Open and short circuit are respectively the first, oooh: block moves.

6. The device according to claim 1, with the exception of -j, e e-s, so that the control unit comprises series-connected first frequency depot, decoder, first.,

the output of which is the first output of the unit, the C-input of the first frequency divider is connected to the C-input of the second frequency divider, the output of which is connected to the R-input of the first trigger, the output of which is

the third output of the block, the output of the first frequency divider is connected to the C-input of the counter, the output of which through the former is connected to the S-inputs of the first and second triggers and is the fourth output

block, R-inputs of the first, second frequency dividers and counter are connected to the first input of the OR element, the second and third inputs of which are the second and third inputs of the block, respectively

the output of the OR element is connected to the first input of the second key, the second input of which is connected to the output of the Reset button. the output of the second key is the second output of the block, the R-input of the second trigger is connected to the output of the first driver. the input of which is the first input of the block.

Vuz.i

12