RU192271U1 - Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя - Google Patents
Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU192271U1 RU192271U1 RU2019105365U RU2019105365U RU192271U1 RU 192271 U1 RU192271 U1 RU 192271U1 RU 2019105365 U RU2019105365 U RU 2019105365U RU 2019105365 U RU2019105365 U RU 2019105365U RU 192271 U1 RU192271 U1 RU 192271U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- insulation
- output
- terminal
- usart
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора. Технический результат: расширение функциональных возможностей диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя за счет проведения измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера. Сущность: устройство содержит микроконтроллер, делитель напряжения, цифроаналоговый преобразователь, управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения, преобразователь интерфейсов USART/USB. Причем модуль USART микроконтроллера подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электроизмерительной техники в частности, к устройствам контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора.
Уровень техники
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.
Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя (патент RU 2428707 С1, МПК G01R 31/06, 21.04.2010).
Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя содержит микроконтроллер, делитель напряжения, управляемый источник опорного напряжения, управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения и индуктивность (обмотка асинхронного двигателя), при этом первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первому выводу индуктивности, второй вывод которой подключен в выходу широтно-импульсного модулятора микроконтроллера, выход источника опорного напряжения подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера подключен средний вывод делителя напряжения, первый крайний вывод делителя напряжения подключен ко второму выводу индуктивности, второй крайний вывод делителя напряжения подключен ко вторым выводам ключа и источника постоянного напряжения, индикатор подключен к микроконтроллеру.
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).
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-XXI», 2010. - 356 с., стр. 39.), а значит приводит к увеличению погрешности диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Недостатком устройства является низкая точность диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя, а так же 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.
Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя (патент RU 181802 U1, МПК G01R 31/06, G01R 27/02, 12.03.2018).
Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя содержит микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения и индуктивность (обмотку асинхронного двигателя), при этом первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первому выводу индуктивности, а второй вывод источника постоянного напряжения подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен ко второму выводу индуктивности и первому выводу управляемого ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, индикатор подключен к микроконтроллеру, по средством первой группы выходов микроконтроллера, входы управления ЦАП подключены к регистру данных микроконтроллера по средством второй группы выходов микроконтроллера, выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера.
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.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к расширению ее функциональных возможностей диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя за счет проведения измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера.
Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый ключ, источник постоянного напряжения, первый вывод которого подключен к первому выводу индуктивности (обмотки асинхронного двигателя), а второй вывод источника постоянного напряжения подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен ко второму выводу индуктивности и первому выводу управляемого ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, входы управления ЦАП подключены к регистру данных микроконтроллера по средством группы выходов микроконтроллера, выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, введен преобразователь интерфейсов USART/USB, причем модуль US ART микроконтроллера подключен к указанному преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера.
Краткое описание чертежей
На фиг. представлена структурная схема микроконтроллерного устройства диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Осуществление полезной модели
Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя содержит (фиг. ) микроконтроллер 1, делитель напряжения 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, управляемый ключ 4,
преобразователь интерфейсов USART/USB 5, источник постоянного напряжения 6, компьютер 7.
Первый вывод источника постоянного напряжения 6 подключен к первому выводу индуктивности 8 (обмотки асинхронного двигателя), а второй вывод источника постоянного напряжения 6 подключен ко второму выводу управляемого ключа 4 и второму крайнему выводу делителя напряжения 2, первый крайний вывод которого подключен ко второму выводу индуктивности 8 и первому выводу управляемого ключа 4, вывод управления которого 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 регистру данных микроконтроллера 1 по средством группы выходов микроконтроллера 1, выход ЦАП 3 подключен к первому входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) микроконтроллера 1, модуль USART (на фиг. не показан) микроконтроллера 1 подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB 5, который подключен к интерфейсу USB компьютера 7.
Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя работает следующим образом.
Микроконтроллер 1 устанавливает на выходе ЦАП 3 заданный уровень опорного напряжения и замыкает ключ 4. Напряжение на выходе ЦАП 3 устанавливается в соответствии с кодом поступающим с регистра данных микроконтроллера 1 на ЦАП 3 по средством группы выходов микроконтроллера 1.
В результате замыкания ключа 4, по цепи: первый вывод источника постоянного напряжения 6, индуктивность 8, ключ 4, второй вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает ключ 4, на выводах 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. При отсутствии в межвитковой изоляции дефектов, значение ЭДС самоиндукции будет максимальным. Если, изоляция содержит дефекты, снижающие значение пробивного напряжения, а также обладает малым сопротивлением, то часть энергии запасенной в индуктивности к моменту размыкания ключа 4 рассеется в виде тепла на межвитковых и межфазных сопротивлениях изоляции. В этом случае ЭДС самоиндукции будет ниже определенного значения и аналоговый компаратор не поменяет логический уровень на выходе.
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.
Результаты измерений микроконтроллер 1 пересылает через преобразователь интерфейсов USART/USB 5 на компьютер 7. Который, в сравнении с микроконтроллером 1, обладает большей мощностью процессора и объемом памяти, обеспечивающих архивирование результатов измерений, вывод их в графической форме на монитор, сравнение с эталонными образцами или их моделями, а значит и более высокую степень достоверности оценки состояния изоляции исследуемого электродвигателя.
Разработанное устройство по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество - расширены функциональные возможности микроконтроллерного устройства диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя за счет проведения измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера.
Claims (1)
- Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя выполнено с возможностью передачи сигнала на компьютер с помощью преобразователя интерфейсов USART/USB, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый ключ, источник постоянного напряжения, первый вывод которого подключен к первому выводу индуктивности (обмотки асинхронного двигателя), а второй вывод источника постоянного напряжения подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен ко второму выводу индуктивности и первому выводу управляемого ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, входы управления ЦАП подключены к регистру данных микроконтроллера по средством группы выходов 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 US ART микроконтроллера подключен к указанному преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105365U RU192271U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105365U RU192271U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU192271U1 true RU192271U1 (ru) | 2019-09-11 |
Family
ID=67990115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019105365U RU192271U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU192271U1 (ru) |
Citations (4)
| 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 |
| RU2498327C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
| RU2546827C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
| RU181798U1 (ru) * | 2018-03-12 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
-
2019
- 2019-02-26 RU RU2019105365U patent/RU192271U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| 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 |
| RU2498327C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
| RU2546827C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
| RU181798U1 (ru) * | 2018-03-12 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU181798U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции | |
| RU2645449C1 (ru) | Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
| RU2546827C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
| US20160274167A1 (en) | Buss current-based short circuit fault diagnosing method for power converter of switched reluctance motor | |
| US8878583B2 (en) | PWM duty cycle converter | |
| RU2428707C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя | |
| JP6637191B2 (ja) | Ｄｃ−ｄｃ電圧コンバータのための診断システム | |
| BR112013024086B1 (pt) | Sistema para detecção de uma falha associada com um inversor ou máquina associada | |
| US9927473B2 (en) | Method for checking an exciting current of a synchronous machine in generator operation | |
| JP2018038035A (ja) | ソリッドステート回路遮断器、及びモータ駆動システム | |
| RU2498327C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции | |
| RU2014130117A (ru) | Периферийное устройство с самопроверкой пьезоэлектрических преобразователей | |
| KR20150080063A (ko) | 확장형 칼만 필터를 이용한 동기 발전기의 고장 진단 방법 및 장치 | |
| RU2589762C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| RU192271U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя | |
| JP6300964B1 (ja) | 電力変換装置 | |
| CN109459633B (zh) | 直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法及装置及系统 | |
| JP6753531B2 (ja) | Ｄｃ−ｄｃ電圧コンバータ及び電圧レギュレータを有する車両電気システムのための診断システム | |
| RU192270U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
| CN108631686B (zh) | 无刷直流电机控制系统及其母线电压的检测方法、装置 | |
| RU192269U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| RU193235U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции | |
| RU194962U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции | |
| RU184404U9 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| US9577568B2 (en) | Detection of a wire-break fault during the operation of a brushless d.c. motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200227 |