RU192269U1 - Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function - Google Patents

Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function Download PDF

Info

Publication number
RU192269U1
RU192269U1 RU2019105363U RU2019105363U RU192269U1 RU 192269 U1 RU192269 U1 RU 192269U1 RU 2019105363 U RU2019105363 U RU 2019105363U RU 2019105363 U RU2019105363 U RU 2019105363U RU 192269 U1 RU192269 U1 RU 192269U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcontroller
key
terminal
usart
usb interface
Prior art date
Application number
RU2019105363U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Бондарь
Александр Витальевич Вострухин
Елена Артуровна Вахтина
Иоанн Игоревич Бурлак
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority to RU2019105363U priority Critical patent/RU192269U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU192269U1 publication Critical patent/RU192269U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электроизмерительной техники, в частности к устройствам диагностики изоляции электродвигателя, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована для построения средств диагностики всех видов изоляции электродвигателя: межвитковой, межобмоточной, между обмоткой и корпусом, а также измерения сопротивления изоляции. Технический результат: расширение функциональных возможностей за счет проведения измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера. Сущность: устройство содержит микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь, первый управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения, второй ключ, образцовую индуктивность, преобразователь интерфейсов USART/USB. Причем модуль USART микроконтроллера подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера. 1 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular to devices for diagnosing insulation of an electric motor characterized by its breakdown voltage, and can be used to build diagnostic tools for all types of insulation of an electric motor: inter-turn, inter-winding, between a winding and a housing, as well as measuring insulation resistance. Effect: expanding functionality by measuring using computing resources of a computer. SUBSTANCE: device contains a microcontroller, a voltage divider, a digital-to-analog converter, a first controlled key, an indicator, a constant voltage source, a second key, an exemplary inductance, a USART / USB interface converter. Moreover, the USART module of the microcontroller is connected to the USART / USB interface converter, configured to connect to the USB interface of the computer. 1 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к области электроизмерительной техники, в частности к устройствам диагностики изоляции электродвигателя, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована для построения средств диагностики всех видов изоляции электродвигателя: межвитковой, межобмоточной, между обмоткой и корпусом, а также измерения сопротивления изоляции.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular to devices for diagnosing insulation of an electric motor, characterized by its breakdown voltage, and can be used to build diagnostic tools for all types of insulation of an electric motor: inter-turn, inter-winding, between a winding and a housing, as well as measuring insulation resistance.

Уровень техникиState of the art

В результате старения изоляции обмотки асинхронного двигателя снижается ее пробивное напряжение и сопротивление, что в свою очередь ведет к внезапному отказу двигателя. Для своевременного предупреждения повреждения изоляции необходима ее диагностика, т.е. контроль качества (состояния) межвитковой изоляции.As a result of aging of the insulation of the winding of an induction motor, its breakdown voltage and resistance are reduced, which in turn leads to a sudden failure of the motor. To timely prevent damage to the insulation, its diagnosis is necessary, i.e. quality control (condition) of interturn isolation.

Известно микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра (патент RU 2645499 С1, МПК G01R 27/26, G01R 31/34 заявл. 23.11.2016) содержащее микроконтроллер, включающий широтно-импульсный модулятор (ШИМ) и аналоговый компаратор делитель напряжения, управляемый источник опорного напряжения, первый управляемый ключ, преобразователь интерфейсов USART/USB, источник постоянного напряжения, диагностируемую обмотку электродвигателя, второй ключ, образцовую индуктивность, полупроводниковый диод, конденсатор и компьютер.A microprocessor-based device for diagnosing insulation of an electric motor by self-induction EMF with a megohmmeter function (patent RU 2645499 C1, IPC G01R 27/26, G01R 31/34 of 11/23/2016) containing a microcontroller including a pulse-width modulator (PWM) and an analog comparator voltage divider , controlled reference voltage source, first controlled key, USART / USB interface converter, constant voltage source, diagnosed electric motor winding, second key, standard inductance, semiconductor diode, condensate and the computer.

Используемый в данном устройстве источник опорного напряжения, управляемый широтно-импульсным модулятором (ШИМ) микроконтроллера, характеризуется повышенным уровнем шума в выходном сигнале. Наличие которого обусловлено, прежде всего, пульсациями выходного напряжения фильтра низких частот, обязательно используемого в составе источника опорного напряжения (AVR131: Using the AVR's High-speed PWM. Режим доступа: http://www.gaw.ru/pdf/Atmel/app/avr/AVR131.pdf).The reference voltage source used in this device, controlled by a pulse-width modulator (PWM) of the microcontroller, is characterized by an increased noise level in the output signal. The presence of which is due, first of all, to the ripple of the output voltage of the low-pass filter, which is necessarily used as part of the reference voltage source (AVR131: Using the AVR's High-speed PWM. Access mode: http://www.gaw.ru/pdf/Atmel/app /avr/AVR131.pdf).

В то же время, для нормального функционирования источника опорного напряжения необходима непрерывная генерация ШИМ сигналов, сопровождаемая резкими скачками потребления тока цифровой частью микроконтроллера, что в свою очередь приводит к снижению чувствительности аналогового компаратора микроконтроллера, в силу формирования дополнительных помех в цепи питания аналоговой части микроконтроллера (Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 1 / С.М. Рюмик - М.: Издательский дом «Додека-ХХI», 2010. - 356 с., стр. 39.), а значит приводит к увеличению погрешности диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.At the same time, for the normal functioning of the reference voltage source, continuous generation of PWM signals is necessary, accompanied by sharp jumps in current consumption by the digital part of the microcontroller, which in turn leads to a decrease in the sensitivity of the analog comparator of the microcontroller, due to the formation of additional noise in the power circuit of the analog part of the microcontroller ( Ryumik S.M. 1000 and one microcontroller circuit Issue 1 / S.M. Ryumik - M .: Dodeka-XXI Publishing House, 2010. - 356 p., P. 39.), which means it leads to an increase the error of diagnostics of the insulation of the winding of an induction motor.

Недостатком устройства является низкая точность диагностики изоляции электродвигателя.The disadvantage of this device is the low accuracy of diagnosis of insulation of the motor.

Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра (патент RU 184404, G01R 31/06, G01R 27/02, заявл. 13.03.2018) содержащее микроконтроллер включающий регистр данных и аналоговый компаратор, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), первый управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения, второй ключ, образцовую индуктивность, полупроводниковый диод, конденсатор, при этом: второй вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «нижнем» положении - подключается диагностируемая обмотка электродвигателя, либо в «верхнем» положении - подключается образцовая индуктивность и анод полупроводникового диода, катод которого соединен с первой обкладкой конденсатора; первый вывод второго ключа подключен ко второму выводу первого управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения; первый крайний вывод делителя напряжения соединен с первыми выводами источника постоянного напряжения и первого управляемого ключа, а так же со второй обкладкой конденсатора; вывод управления первого ключа подключен к микроконтроллеру; средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера; индикатор подключен к микроконтроллеру по средством группы выходов соответствующего порта микроконтроллера; входы управления ЦАП подключены к выходам регистра данных микроконтроллера по средством выходов соответствующего порта микроконтроллера; выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера.The closest analogue - a prototype to the claimed technical solution is a microcontroller device for diagnosing inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function (patent RU 184404, G01R 31/06, G01R 27/02, application form 13.03.2018) containing a microcontroller including a data register and an analog comparator, voltage divider, digital-to-analog converter (DAC), the first controlled key, indicator, constant voltage source, second key, exemplary inductance, semiconductor diode, capacitor, while: the second you The water supply of the DC voltage source is connected to the first terminals of the diagnosed motor winding and the model inductance, the second terminals of which are connected to the second terminal of the second key, which can either be in the "lower" position - the diagnosed motor winding is connected, or in the "upper" position - the model inductance is connected and the anode of a semiconductor diode, the cathode of which is connected to the first capacitor plate; the first terminal of the second switch is connected to the second terminal of the first managed key and to the second terminal terminal of the voltage divider; the first extreme terminal of the voltage divider is connected to the first terminals of the DC voltage source and the first controlled key, as well as to the second capacitor lining; the control output of the first key is connected to the microcontroller; the middle output of the voltage divider is connected to the second input of the analog comparator of the microcontroller; the indicator is connected to the microcontroller by means of the group of outputs of the corresponding port of the microcontroller; DAC control inputs are connected to the outputs of the microcontroller data register by means of the outputs of the corresponding microcontroller port; the DAC output is connected to the first input of the analog comparator of the microcontroller.

Недостатком известного решения являются ограниченные функциональные возможности по причине конструктивных особенностей микроконтроллера, заключающихся в ограниченной мощности процессора и объема памяти, что не позволяет выполнять архивирование результатов измерений, их вывод в форме графиков, сравнение полученных данных с эталонными образцами.A disadvantage of the known solution is the limited functionality due to the design features of the microcontroller, consisting in the limited processor power and memory size, which does not allow archiving of measurement results, their output in the form of graphs, comparison of the data with reference samples.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к расширению ее функциональных возможностей за счет проведения измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера.The technical result that can be achieved using the proposed utility model is to expand its functionality by conducting measurements using computer computing resources.

Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра, содержащее микроконтроллер включающий регистр данных и аналоговый компаратор, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), первый управляемый ключ, источник постоянного напряжения, второй ключ, образцовую индуктивность, полупроводниковый диод, конденсатор, при этом: второй вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «нижнем» положении - подключается диагностируемая обмотка электродвигателя, либо в «верхнем» положении - подключается образцовая индуктивность и анод полупроводникового диода, катод которого соединен с первой обкладкой конденсатора; первый вывод второго ключа подключен ко второму выводу первого управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения; первый крайний вывод делителя напряжения соединен с первыми выводами источника постоянного напряжения и первого управляемого ключа, а также со второй обкладкой конденсатора; вывод управления первого ключа подключен к микроконтроллеру; средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера; входы управления ЦАП подключены к выходам регистра данных микроконтроллера посредством выходов соответствующего порта микроконтроллера; выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, введен преобразователь интерфейсов USART/USB, причем модуль USART микроконтроллера подключен к указанному преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера.The technical result is achieved by the fact that in the microcontroller diagnostic device for inter-turn insulation of the motor winding with a megohmmeter function, the microcontroller includes a data register and an analog comparator, a voltage divider, a digital-to-analog converter (DAC), the first controlled key, a constant voltage source, the second key, an exemplary inductance, semiconductor diode, capacitor, wherein: the second terminal of the DC voltage source is connected to the first terminals of the diagnosed winding an electric motor and a model inductance, the second terminals of which are connected to the second terminal of the second key, which can either be in the "lower" position - the diagnosed motor winding is connected, or in the "upper" position - the model inductance and the anode of the semiconductor diode are connected, the cathode of which is connected to the first capacitor plate; the first terminal of the second switch is connected to the second terminal of the first managed key and to the second terminal terminal of the voltage divider; the first extreme terminal of the voltage divider is connected to the first terminals of the DC voltage source and the first controlled key, as well as to the second capacitor lining; the control output of the first key is connected to the microcontroller; the middle output of the voltage divider is connected to the second input of the analog comparator of the microcontroller; DAC control inputs are connected to the outputs of the microcontroller data register through the outputs of the corresponding microcontroller port; the DAC output is connected to the first input of the analog comparator of the microcontroller, the USART / USB interface converter is introduced, and the USART microcontroller module is connected to the specified USART / USB interface converter, configured to connect to the USB interface of the computer.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. представлена структурная схема микроконтроллерного устройства диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра.In FIG. presents a structural diagram of a microcontroller device for diagnosing inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра содержит (фиг.) микроконтроллер 1 включающий регистр данных (на фиг. не показан), аналоговый компаратор (на фиг. не показан) и модуль USART (на фиг. не показан), делитель напряжения 2, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 3, первый управляемый ключ 4, преобразователь интерфейсов USART/USB 5, источник постоянного напряжения 6, второй ключ 7, образцовую индуктивность 8, полупроводниковый диод 9, конденсатор 10, компьютер 11, при этом: второй вывод источника постоянного напряжения 6 подключен к первым выводам диагностируемой обмотки 12 электродвигателя и образцовой индуктивности 8, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа 7, который может находиться либо в «нижнем» положении - подключается диагностируемая обмотка 12 электродвигателя, либо в «верхнем» положении - подключается образцовая индуктивность 8 и анод полупроводникового диода 9, катод которого соединен с первой обкладкой конденсатора 10; первый вывод второго ключа 7 подключен ко второму выводу первого управляемого ключа 4 и второму крайнему выводу делителя напряжения 2; первый крайний вывод делителя напряжения 2 соединен с первыми выводами источника постоянного напряжения 6 и первого управляемого ключа 4, а так же со второй обкладкой конденсатора 10; вывод управления первого ключа 4 подключен к микроконтроллеру 1; средний вывод делителя напряжения 2 подключен ко второму входу аналогового компаратора (на фиг.не показан) микроконтроллера 1; входы управления ЦАП 3 подключены к выходам регистра данных микроконтроллера 1 (на фиг. не показан) по средством выходов соответствующего порта микроконтроллера 1; выход ЦАП 3 подключен к первому входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) микроконтроллера 1; модуль USART микроконтроллера 1 подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB 5, который подключен к интерфейсу USB компьютера 11.A microcontroller device for diagnosing interturn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function contains (Fig.) A microcontroller 1 including a data register (not shown in FIG.), An analog comparator (not shown in FIG.) And a USART module (not shown in FIG.), A voltage divider 2, digital-to-analog converter (DAC) 3, the first controlled key 4, the converter of USART / USB 5 interfaces, a constant voltage source 6, the second key 7, the model inductance 8, the semiconductor diode 9, the capacitor 10, the computer 11, while: the second output DC voltage source 6 is connected to the first terminals of the diagnosed motor winding 12 and exemplary inductance 8, the second terminals of which are connected to the second terminal of the second switch 7, which can either be in the “lower” position - the diagnosed motor winding 12 is connected, or in the “upper” position - connect the model inductance 8 and the anode of the semiconductor diode 9, the cathode of which is connected to the first lining of the capacitor 10; the first terminal of the second switch 7 is connected to the second terminal of the first managed switch 4 and the second extreme terminal of the voltage divider 2; the first extreme terminal of the voltage divider 2 is connected to the first terminals of the DC voltage source 6 and the first managed switch 4, as well as with the second lining of the capacitor 10; the control output of the first key 4 is connected to the microcontroller 1; the average output of the voltage divider 2 is connected to the second input of the analog comparator (not shown in Fig.) of the microcontroller 1; the control inputs of the DAC 3 are connected to the outputs of the data register of the microcontroller 1 (not shown in Fig.) by means of the outputs of the corresponding port of the microcontroller 1; the output of the DAC 3 is connected to the first input of the analog comparator (not shown in Fig.) of the microcontroller 1; the USART module of microcontroller 1 is connected to the USART / USB 5 interface converter, which is connected to the USB interface of computer 11.

Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра работает следующим образом.A microcontroller device for diagnosing interturn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function works as follows.

Ключ 7 находится в «верхнем» положении, т.е. включена образцовая индуктивность 8.Key 7 is in the “upper” position, i.e. reference inductance 8 is included.

Микроконтроллер 1 устанавливает на выходе ЦАП 3 заданный уровень опорного напряжения и замыкает управляемый ключ 4. Напряжение на выходе ЦАП 3 устанавливается в соответствии с кодом, поступающим с регистра данных микроконтроллера 1 на входы управления ЦАП 3.The microcontroller 1 sets the output level of the DAC 3 the specified level of the reference voltage and closes the controlled key 4. The voltage at the output of the DAC 3 is set in accordance with the code from the data register of the microcontroller 1 to the control inputs of the DAC 3.

В результате замыкания ключа 4, по цепи: второй вывод источника постоянного напряжения 6, образцовая индуктивность 8, ключ 7, ключ 4, первый вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает ключ 4, на выводах образцовой индуктивности 8 возникает ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2. Если напряжение на среднем выводе делителя 2 превысит опорное, то аналоговый компаратор микроконтроллера 1 поменяет на выходе логический уровень. По этому сигналу микроконтроллер 1 оценивает значение амплитуды ЭДС самоиндукции. В образцовой индуктивности 8 отсутствуют дефекты в межвитковой изоляции, и значение ЭДС самоиндукции будет максимальным. Это значение запоминается микроконтроллером 1.As a result of the closure of the key 4, along the circuit: the second output of the constant voltage source 6, model inductance 8, key 7, key 4, the first output of the constant voltage source 6, an increasing current flows. At some point, the microcontroller 1 opens the key 4, the self-induction EMF appears on the terminals of the model inductance 8, which is applied to the voltage divider 2. If the voltage at the middle terminal of the divider 2 exceeds the reference voltage, then the analog comparator of the microcontroller 1 will change the logic level at the output. On this signal, the microcontroller 1 estimates the amplitude value of the self-induction EMF. In model inductance 8, there are no defects in the inter-turn isolation, and the value of the self-induction EMF will be maximum. This value is stored by microcontroller 1.

Далее ключ 7 переводится в «нижнее» положение, т.е. подключена диагностируемая обмотка 12 электродвигателя. По цепи: второй вывод источника постоянного напряжения 6, диагностируемая обмотка 12 электродвигателя, ключ 7, ключ 4, первый вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает ключ 4, на выводах диагностируемой обмотки 12 электродвигателя возникает ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2. Если межвитковая изоляция диагностируемой обмотки 12 электродвигателя содержит дефекты, снижающие значение пробивного напряжения, а также обладает малым сопротивлением, то часть энергии запасенной в ее индуктивности после размыкания ключа 4 рассеется в виде тепла на сопротивлениях межвитковой изоляции. В этом случае ЭДС самоиндукции будет ниже значения, установленного с помощью образцовой индуктивности, и аналоговый компаратор микроконтроллера 1 не поменяет логический уровень на выходе.Next, the key 7 is transferred to the "lower" position, i.e. the diagnosed winding 12 of the electric motor is connected. According to the circuit: the second output of the constant voltage source 6, the diagnosed winding 12 of the electric motor, key 7, key 4, the first output of the constant voltage source 6 flows increasing current. At some point, the microcontroller 1 opens the key 4, the self-induction EMF appears on the terminals of the diagnosed motor winding 12, which is applied to the voltage divider 2. If the inter-turn insulation of the diagnosed motor winding 12 contains defects that reduce the breakdown voltage and also has low resistance, then part of the energy stored in its inductance after opening the key 4 will be dissipated in the form of heat on the resistance of the inter-turn insulation. In this case, the self-induction EMF will be lower than the value set using the model inductance, and the analog comparator of the microcontroller 1 will not change the logic level at the output.

Затем микроконтроллер 1 переходит к следующему циклу измерения амплитуды ЭДС самоиндукции. Микроконтроллер 1 снижает напряжение на выходе ЦАП 3 и вновь замыкает ключ 4, цикл повторяется до тех пор, пока микроконтроллер 1 не определит значение амплитуды ЭДС самоиндукции. По значению амплитуды ЭДС самоиндукции производится оценка состояния изоляции.Then, the microcontroller 1 proceeds to the next cycle of measuring the amplitude of the self-induction EMF. The microcontroller 1 reduces the voltage at the output of the DAC 3 and closes the key 4 again, the cycle is repeated until the microcontroller 1 determines the value of the amplitude of the self-induction EMF. By the value of the amplitude of the EMF of self-induction, an assessment is made of the state of isolation.

Реализация функции мегомметра осуществляется следующим образом.The implementation of the megohmmeter function is as follows.

Контролируемое сопротивление изоляции между обмотками электродвигателя или между обмоткой и корпусом подключается к обкладкам конденсатора 10 (на фиг. контролируемое сопротивление не показано). Второй ключ 7 находится в «верхнем» положении, т.е. включена образцовая индуктивность 8. Микроконтроллер 1 периодически замыкает/размыкает ключ 4, на выводах образцовой индуктивности 8 возникают импульсы ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2, а также к аноду полупроводникового диода 9 и ко второй обкладке конденсатора 10. Конденсатор 10 заряжается под действием положительных импульсов ЭДС самоиндукции до определенного значения. Если, контролируемое сопротивление изоляции, к которой приложено напряжение конденсатора 10 имеет высокое значение, то напряжение конденсатора 10 будет равно максимальному значению амплитуды импульсов ЭДС самоиндукции. Это значение напряжения микроконтроллер 1 фиксирует, используя раннее описанную последовательность измерения ЭДС самоиндукции. Если контролируемое сопротивление изоляции, к которой приложено напряжение конденсатора 10 имеет низкое значение, то напряжение конденсатора 10 также будет иметь низкое значение. Таким образом, напряжение на конденсаторе 10, приложенное к контролируемой изоляции будет определяться значением сопротивления контролируемой изоляции. Так как микроконтроллер 1 измеряет напряжение на конденсаторе 10, то по определенной последовательности микроконтроллер 1 определяет значение сопротивления контролируемой изоляции, таким образом, реализуется функция мегомметра.The controlled insulation resistance between the motor windings or between the winding and the casing is connected to the plates of the capacitor 10 (the controlled resistance is not shown in Fig.). The second key 7 is in the "upper" position, i.e. the inductance 8 is turned on. The microcontroller 1 periodically closes / opens the key 4, the self-induction EMF pulses appear on the terminals of the inductance 8, which is applied to the voltage divider 2, as well as to the anode of the semiconductor diode 9 and to the second lining of the capacitor 10. The capacitor 10 is charged positive impulses EMF self-induction to a certain value. If the controlled insulation resistance to which the voltage of the capacitor 10 is applied is high, then the voltage of the capacitor 10 will be equal to the maximum amplitude value of the self-induction EMF pulses. The microcontroller 1 fixes this voltage value using the previously described sequence for measuring the self-induction EMF. If the controlled insulation resistance to which the voltage of the capacitor 10 is applied is low, the voltage of the capacitor 10 will also be low. Thus, the voltage across the capacitor 10 applied to the controlled insulation will be determined by the resistance value of the controlled insulation. Since the microcontroller 1 measures the voltage across the capacitor 10, then, in a certain sequence, the microcontroller 1 determines the resistance value of the controlled insulation, thus, the megohmmeter function is implemented.

Предварительно обработанные результаты измерений микроконтроллер 1 пересылает через преобразователь интерфейсов USART/USB 5 на компьютер 11, в котором могут быть реализованы новые функции, например, архивирование результатов измерений и вывод их в графической форме на монитор, сравнение с эталонными образцами или их моделями, а также передача данных на удаленный компьютер через сеть Internet.Microcontroller 1 sends the pre-processed measurement results through the USART / USB 5 interface converter to computer 11, in which new functions can be implemented, for example, archiving measurement results and displaying them in graphical form on a monitor, comparison with reference samples or their models, as well as data transfer to a remote computer via the Internet.

Разработанное устройство по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество - расширены функциональные возможности микропроцессорного устройства диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра за счет проведения измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера.The developed device in comparison with the prototype and other known solutions has the advantage of expanding the functionality of a microprocessor-based device for diagnosing electric motor insulation by self-induction EMF with a megohmmeter function by performing measurements using computer computing resources.

Claims (1)

Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра выполнено с возможностью передачи сигнала на компьютер с помощью преобразователя интерфейсов USART/USB, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), первый управляемый ключ, источник постоянного напряжения, второй ключ, образцовую индуктивность, полупроводниковый диод, конденсатор, при этом второй вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «нижнем» положении - подключается диагностируемая обмотка электродвигателя, либо в «верхнем» положении - подключается образцовая индуктивность и анод полупроводникового диода, катод которого соединен с первой обкладкой конденсатора; первый вывод второго ключа подключен ко второму выводу первого управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения; первый крайний вывод делителя напряжения соединен с первыми выводами источника постоянного напряжения и первого управляемого ключа, а также со второй обкладкой конденсатора; вывод управления первого ключа подключен к микроконтроллеру; средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера; входы управления ЦАП подключены к выходам регистра данных микроконтроллера посредством выходов соответствующего порта микроконтроллера; выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, отличающееся тем, что микроконтроллер оснащен модулем USART, а в устройство дополнительно введен преобразователь интерфейсов USART/USB, причем модуль USART микроконтроллера подключен к указанному преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера.A microcontroller device for diagnosing interturn isolation of an electric motor winding with a megohmmeter function is configured to transmit a signal to a computer using a USART / USB interface converter, containing a microcontroller, a voltage divider, a digital-to-analog converter (DAC), a first controlled key, a constant voltage source, and a second key, exemplary inductance, semiconductor diode, capacitor, while the second terminal of the DC voltage source is connected to the first terminals of the diagnosed ohm motor and model inductance ramps, the second terminals of which are connected to the second terminal of the second key, which can either be in the “lower” position — the diagnosed motor winding is connected, or in the “upper” position — the model inductance and the anode of the semiconductor diode are connected, the cathode of which is connected to the first lining of the capacitor; the first terminal of the second switch is connected to the second terminal of the first managed key and to the second terminal terminal of the voltage divider; the first extreme terminal of the voltage divider is connected to the first terminals of the DC voltage source and the first controlled key, as well as to the second capacitor lining; the control output of the first key is connected to the microcontroller; the middle output of the voltage divider is connected to the second input of the analog comparator of the microcontroller; DAC control inputs are connected to the outputs of the microcontroller data register through the outputs of the corresponding microcontroller port; the DAC output is connected to the first input of the analog comparator of the microcontroller, characterized in that the microcontroller is equipped with a USART module, and a USART / USB interface converter is additionally inserted into the device, and the USART microcontroller module is connected to the specified USART / USB interface converter, configured to connect to the USB interface a computer.
RU2019105363U 2019-02-26 2019-02-26 Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function RU192269U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105363U RU192269U1 (en) 2019-02-26 2019-02-26 Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105363U RU192269U1 (en) 2019-02-26 2019-02-26 Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU192269U1 true RU192269U1 (en) 2019-09-11

Family

ID=67990109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019105363U RU192269U1 (en) 2019-02-26 2019-02-26 Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU192269U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6794883B2 (en) * 2002-03-19 2004-09-21 Emerson Electric Co. Method and system for monitoring winding insulation resistance
RU2428707C1 (en) * 2010-04-21 2011-09-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostic operation of insulation of asynchronous motor winding
RU2498327C1 (en) * 2012-05-03 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostics of turn-to-turn insulation of electric motor winding against self-induction voltage
RU2546827C1 (en) * 2013-12-30 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnosing of turn-to-turn isolation of electric motor winding
RU181798U1 (en) * 2018-03-12 2018-07-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF INTER-ROTARY INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING BY SELF-INDUCTION EMF

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6794883B2 (en) * 2002-03-19 2004-09-21 Emerson Electric Co. Method and system for monitoring winding insulation resistance
RU2428707C1 (en) * 2010-04-21 2011-09-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostic operation of insulation of asynchronous motor winding
RU2498327C1 (en) * 2012-05-03 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostics of turn-to-turn insulation of electric motor winding against self-induction voltage
RU2546827C1 (en) * 2013-12-30 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnosing of turn-to-turn isolation of electric motor winding
RU181798U1 (en) * 2018-03-12 2018-07-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF INTER-ROTARY INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING BY SELF-INDUCTION EMF

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2645449C1 (en) Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by emf self-induction with a megger function
RU181798U1 (en) MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF INTER-ROTARY INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING BY SELF-INDUCTION EMF
RU2546827C1 (en) Microcontroller device for diagnosing of turn-to-turn isolation of electric motor winding
RU2634741C1 (en) Method for diagnosing malfunction in power converter of switched reluctance motor by method of phase current integration
RU2428707C1 (en) Microcontroller device for diagnostic operation of insulation of asynchronous motor winding
RU2589762C1 (en) Microcontroller device for diagnosis of turn insulation of electric motor winding with megohmmeter function
RU2498327C1 (en) Microcontroller device for diagnostics of turn-to-turn insulation of electric motor winding against self-induction voltage
JP6247154B2 (en) Ground fault detection device for vehicles
US20200112069A1 (en) Battery Pack
RU192269U1 (en) Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function
CN109459633B (en) Method, device and system for diagnosing fault of thyristor-level circuit of direct-current transmission converter valve
JP6753531B2 (en) Diagnostic system for vehicle electrical systems with DC-DC voltage converters and voltage regulators
RU192271U1 (en) MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF INSULATION OF THE INSULATION OF A winding of an ASYNCHRONOUS MOTOR
RU192270U1 (en) Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding
RU184404U9 (en) MICROCONTROLLER DIAGNOSTIC DEVICE FOR INTER-ROTARY INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING WITH MEGOMETER FUNCTION
RU193235U1 (en) Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of a motor winding by self-induction EMF
US9577568B2 (en) Detection of a wire-break fault during the operation of a brushless d.c. motor
RU194962U1 (en) Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of a motor winding by self-induction EMF
RU2684955C1 (en) Device for measuring the capacity of diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor by self-induction emf with megger function
RU2650082C1 (en) Microprocessor-based device for diagnosing the interturn insulation of an electric motor by self-induced emf with a megohm meter function
RU2426139C1 (en) Device to monitor winding turn-to-turn insulation
WO2022022038A1 (en) Insulation resistance detection circuit and method
RU181804U1 (en) MICROCONTROLLER DIAGNOSTIC DEVICE FOR INTER-VOLTIC INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING
RU181802U1 (en) MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF INTER-VOLTIC INSULATION OF A winding of an ASYNCHRONOUS MOTOR
RU145159U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF INTERVITAL INSULATION OF WINDINGS

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200227