RU193235U1 - Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции - Google Patents
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции Download PDFInfo
- Publication number
- RU193235U1 RU193235U1 RU2019105361U RU2019105361U RU193235U1 RU 193235 U1 RU193235 U1 RU 193235U1 RU 2019105361 U RU2019105361 U RU 2019105361U RU 2019105361 U RU2019105361 U RU 2019105361U RU 193235 U1 RU193235 U1 RU 193235U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- terminal
- output
- usart
- insulation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электроизмерительной техники, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора.Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к расширению ее функциональных возможностей за счет проведения диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции с использованием вычислительных ресурсов компьютера.Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции содержит микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь, управляемый ключ, преобразователь интерфейсов USART/USB, RC-фильтр, управляемый источник тока. Устройство выполнено с возможностью передачи сигнала на компьютер с помощью преобразователя интерфейсов USART/USB. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электроизмерительной техники в частности, к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована в средствах 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.
Известно микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции (патент RU 2498327 С1, МПК G01R 27/26, 03.05.2012) содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, два RC-фильтра, управляемый ключ, индикатор, управляемый источник тока, диагностируемую обмотку электродвигателя, при этом: к выходу первого широтно-импульсного модулятора (ШИМ) микроконтроллера подключен вход первого RC-фильтра, выход которого подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера; крайние выводы делителя напряжения подключены к выводам ключа; средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера; первый вывод ключа подключен к первому выводу диагностируемой обмотки; вход управления ключом подключен к цифровому выходу микроконтроллера; индикатор подключен к выходу соответствующего порта микроконтроллера; выход второго ШИМ микроконтроллера подключен ко входу второго RC-фильтра, выход которого подключен к входу управления источника тока, первая клемма которого подключена ко второму выводу ключа, а вторая клемма подключена ко второму выводу диагностируемой обмотки.
Используемый в данном устройстве первый RC-фильтр и первый ШИМ микроконтроллера выполняют функции источника опорного напряжения (ИОН) аналогового компаратора микроконтроллера. При этом, в силу влияния первого ШИМ микроконтроллера (AVR131: Using the AVR's Highspeed PWM. Режим доступа: http://www.gaw.ru/pdf/Atmel/app/avr/AVRl31.pdf), формируемое на выходе первого RC-фильтра напряжение характеризуется повышенным уровнем шума.
В то же время, для нормального функционирования ИОН, на базе первого RC-фильтра и первого ШИМ микроконтроллера, 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-ХХ1», 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 181798 U1, МПК G01R 31/06, G01R 27/02, 12.03.2018).
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции содержит микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый ключ, индикатор, RC-фильтр, управляемый источник тока, диагностируемую обмотку электродвигателя, при этом второй вывод управляемого источника тока подключен ко второму выводу диагностируемой обмотки электродвигателя, а первый вывод управляемого источника тока подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и 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, выход ШИМ микроконтроллера подключен ко входу RC-фильтра, выход которого подключен к входу управления источника тока.
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 за счет проведения диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции с использованием вычислительных ресурсов компьютера.
Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый ключ, RC-фильтр, управляемый источник тока, второй вывод которого подключен ко второму выводу диагностируемой обмотки электродвигателя, а первый вывод управляемого источника тока подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и 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, выход ШИМ микроконтроллера подключен ко входу RC-фильтра, выход которого подключен к входу управления источника тока, введен преобразователь интерфейсов USART/USB, причем модуль USART 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 межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции.
Осуществление полезной модели
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции содержит (фиг.) микроконтроллер 1, делитель напряжения 2, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 3, управляемый ключ 4, преобразователь интерфейсов USART/USB 5, RC-фильтр 6, управляемый источник тока 7, компьютер 8.
Второй вывод управляемого источника тока 7 подключен ко второму выводу диагностируемой обмотки 9 электродвигателя, а первый вывод управляемого источника тока 7 подключен ко второму выводу управляемого ключа 4 и второму крайнему выводу делителя напряжения 2, первый крайний вывод которого подключен к первым выводам диагностируемой обмотки 9 электродвигателя и управляемого ключа 4, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру 1, средний вывод делителя напряжения 4 подключен ко второму входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) микроконтроллера 1, входы управления ЦАП 3 подключены к регистру данных микроконтроллера 1 (на фиг. не показан) по средством группы выходов микроконтроллера 1, выход ЦАП 3 подключен к первому входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) микроконтроллера 1, выход ШИМ микроконтроллера 1 подключен ко входу RC-фильтра 6, выход которого подключен к входу управления источника тока 7, модуль USART (на фиг. не показан) микроконтроллера 1 подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB 5, который подключен к интерфейсу USB компьютера 8.
Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя работает следующим образом.
Микроконтроллер 1 устанавливает на выходе ЦАП 3 заданный уровень опорного напряжения в соответствии с кодом поступающим с регистра данных микроконтроллера 1 на управляющие входы ЦАП 3 по средством группы выходов микроконтроллера 1.
Микроконтроллер 1 замыкает ключ 4 и с помощью ШИМ, и RC-фильтра 6, формирует на входе управления источником тока 7 значение напряжения, которое обеспечивает на выходе управляемого источника тока 7 заданный ток через диагностируемую обмотку 9 электродвигателя.
В результате замыкания ключа 4, по цепи: первый вывод источника тока 7, диагностируемая обмотка 9 электродвигателя, ключ 4, второй вывод источника тока 7 протекает установившийся ток (ток разрыва).
Затем микроконтроллер 1 размыкает ключ 4, на выводах диагностируемой обмотки 9 электродвигателя 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, а также обладает малым комплексным сопротивлением, вследствие высокой степени ее увлажнения и износа, то часть энергии запасенной в диагностируемой обмотке 9 электродвигателя после размыкания ключа 4 преобразуется в тепло на межвитковых дефектах изоляции. В этом случае амплитуда ЭДС самоиндукции будет ниже определенного значения и аналоговый компаратор микроконтроллера 1 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 8. 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 диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции.
Разработанное устройство по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество - расширены функциональные возможности микроконтроллерного устройства для диагностики изоляции обмотки электродвигателя за счет организации измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера.
Claims (1)
- Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции выполнено с возможностью передачи сигнала на компьютер с помощью преобразователя интерфейсов USART/USB, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый ключ, RC-фильтр, управляемый источник тока, второй вывод которого подключен ко второму выводу диагностируемой обмотки электродвигателя, а первый вывод управляемого источника тока подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и 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, выход ШИМ микроконтроллера подключен ко входу RC-фильтра, выход которого подключен к входу управления источника тока, 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105361U RU193235U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105361U RU193235U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU193235U1 true RU193235U1 (ru) | 2019-10-18 |
Family
ID=68280611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019105361U RU193235U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU193235U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6366865B1 (en) * | 1999-11-03 | 2002-04-02 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for estimating the coil resistance in an electric motor |
EP3239728A1 (en) * | 2014-12-26 | 2017-11-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Diagnosis device for electric motor |
RU2645449C1 (ru) * | 2016-11-23 | 2018-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) | Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
RU2650082C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
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 |
RU184404U1 (ru) * | 2018-03-13 | 2018-10-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра |
-
2019
- 2019-02-26 RU RU2019105361U patent/RU193235U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6366865B1 (en) * | 1999-11-03 | 2002-04-02 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for estimating the coil resistance in an electric motor |
EP3239728A1 (en) * | 2014-12-26 | 2017-11-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Diagnosis device for electric motor |
RU2645449C1 (ru) * | 2016-11-23 | 2018-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) | Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
RU2650082C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
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 |
RU184404U1 (ru) * | 2018-03-13 | 2018-10-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU181798U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции | |
CN108614167B (zh) | 一种功率组件故障记录诊断系统及方法 | |
JP6637191B2 (ja) | Dc−dc電圧コンバータのための診断システム | |
RU2645449C1 (ru) | Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
WO2015085830A1 (zh) | 电子式电能表动态特性测试装置 | |
RU2546827C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
RU2498327C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции | |
CN102288849B (zh) | 一种hart回路故障诊断仪及诊断方法 | |
KR20150080063A (ko) | 확장형 칼만 필터를 이용한 동기 발전기의 고장 진단 방법 및 장치 | |
JP2019015599A (ja) | 制御回路、センサデバイス及び電池残量測定方法 | |
RU2589762C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
CN110824389A (zh) | 一种基于ifra的同步发电机绕组短路故障检测方法 | |
RU193235U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции | |
JP2015005189A (ja) | Ecu評価装置、コンピュータプログラム及びecu評価方法 | |
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 | |
CN103529829A (zh) | 一种电动车控制器测试系统 | |
RU194962U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции | |
RU192270U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
RU192271U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя | |
JP2013243131A5 (ru) | ||
RU192269U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
RU2283501C1 (ru) | Устройство для оценки и прогнозирования технического состояния изоляции обмоток электродвигателя | |
RU184404U9 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
JP6345479B2 (ja) | 電源検査装置および電源検査方法 | |
RU2650082C1 (ru) | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200227 |