RU2303789C1 - Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей - Google Patents
Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303789C1 RU2303789C1 RU2006104567/28A RU2006104567A RU2303789C1 RU 2303789 C1 RU2303789 C1 RU 2303789C1 RU 2006104567/28 A RU2006104567/28 A RU 2006104567/28A RU 2006104567 A RU2006104567 A RU 2006104567A RU 2303789 C1 RU2303789 C1 RU 2303789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- voltage
- differential amplifier
- windings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Предложенное изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при контроле обмоток статоров электродвигателей на межвитковое замыкание. Оно направлено на повышение чувствительности измерительного преобразователя устройства и повышение достоверности результата контроля. Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей содержит делитель напряжения из последовательно соединенных первого и второго резисторов, измерительную цепь из последовательно соединенных третьего резистора и опорной катушки индуктивности, индуктивно связанной с объектом контроля, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом делителя напряжения, а выход - с входом интегратора, выход которого соединен с первыми выводами делителя напряжения и измерительной цепи, второй вывод последней соединен с общей шиной, а средний - с не инвертирующим входом дифференциального усилителя. Кроме того, в данное устройство введены выпрямитель, схема сравнения, источник опорного напряжения, индикатор, параллельно соединенные контрольная катушка индуктивности, индуктивно связанная с опорной катушкой индуктивности и конструктивно размещенная на одном магнитопроводе с опорной катушкой индуктивности, и кнопка электрическая с нормально разомкнутыми контактами, причем второй вывод делителя напряжения соединен непосредственно с выходом дифференциального усилителя, а через выпрямитель - с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с индикатором. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при контроле обмоток статоров электродвигателей на межвитковое замыкание.
Известен преобразователь (патент США №3863109, кл.317-14, 1965), используемый для контроля замыканий и содержащий опорную обмотку, детекторные обмотки и сигнальные реле.
Недостатком такого преобразователя является низкая чувствительность.
Известен также преобразователь (а.с. №270881 СССР, кл.G01R 37/06, 1962) для устройств контроля межвитковых замыканий в катушках трансформаторов, содержащий резистивный делитель опорного напряжения, измерительную цепь, состоящую из опорной катушки индуктивности, индуктивно связанной с контролируемой катушкой, и резистора, блок сравнения и интегратор.
Недостатком этого преобразователя также является невысокая чувствительность.
Из известных наиболее близким по технической сущности является преобразователь для устройств контроля межвитковых замыканий в катушках трансформаторов (а.с. №711498 СССР, кл.G01R 31/06, 1980) (фиг.1), содержащий делитель напряжения 1 (ДН1) из первого резистора 2 и второго резистора 3, измерительную цепь 4 (ИЦ4) из последовательно соединенных опорной катушки индуктивности 6, индуктивно связанной с контролируемой катушкой трансформатора, и третьего резистора 5; первые выводы ДН1 и ИЦ4 соединены с выходом интегратора 8, вторые выводы ДН1 и ИЦ4 соединены с общей шиной преобразователя, а средние - со входами дифференциального усилителя ДУ7, выход которого соединен со входом интегратора 8.
Недостатками рассмотренного преобразователя-прототипа является низкая чувствительность к изменению активной составляющей комплексного сопротивления обмотки, несущей информацию о наличии межвитковых замыканий в контролируемой обмотке, и малая достоверность результатов контроля. Эти недостатки не дают возможности осуществить контроль межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей из-за значительного изменения реактивной составляющей электрического сопротивления контролируемых обмоток вследствие технологического разброса химического состава электротехнической стали статора и того, что контролируемая обмотка может состоять из нескольких последовательно включенных обмоток, соединенных с другими неконтролируемыми обмотками в «звезду» или «треугольник».
Предлагаемое изобретение направлено на повышение чувствительности измерительного преобразователя устройства и повышение достоверности результата контроля.
Это достигается тем, что в устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей, содержащее делитель напряжения из последовательно соединенных первого и второго резисторов, измерительную цепь из последовательно соединенных третьего резистора и опорной катушки индуктивности, индуктивно связанной с объектом контроля, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом делителя напряжения, а выход - с входом интегратора, выход которого соединен с первыми выводами делителя напряжения и измерительной цепи, второй вывод последней соединен с общей шиной, а средний - с не инвертирующим входом дифференциального усилителя; согласно предлагаемому изобретению в него дополнительно введены выпрямитель, схема сравнения, источник опорного напряжения, индикатор, параллельно соединенные контрольная катушка индуктивности, индуктивно связанная с опорной катушкой индуктивности и конструктивно размещенная на одном магнитопроводе с опорной катушкой индуктивности, и кнопка электрическая с нормально разомкнутыми контактами, причем второй вывод делителя напряжения соединен непосредственно с выходом дифференциального усилителя, а через выпрямитель - с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с индикатором.
Технический результат от введения новых элементов и связей заключается, во-первых, в повышении чувствительности измерительного преобразователя устройства контроля межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей к изменению активной составляющей электрического сопротивления контролируемой обмотки, что позволяет устранить влияние отклонения ряда технологических параметров при изготовлении статора, за счет включения измерительной цепи в мостовую схему на дифференциальном усилителе, во-вторых, в повышении достоверности результата контроля за счет обеспечения возможности контроля правильности функционирования устройства практически перед каждой операцией контроля.
На фиг.2 приведена функциональная схема устройства для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей.
Устройство (фиг.2) содержит:
1 - делитель напряжения (ДН1);
2 - первый резистор;
3 - второй резистор;
4 - измерительная цепь (ИЦ4);
5 - третий резистор;
6 - опорная катушка индуктивности;
7 - дифференциальный усилитель (ДУ7);
8 - интегратор;
9 - контролируемая обмотка статора;
10 - выпрямитель;
11 - схема сравнения;
12 - индикатор;
13 - источник опорного напряжения (ИОН13);
14 - контрольная катушка индуктивности;
15 - кнопка электрическая.
При этом первый вывод ИЦ4 соединен с первым выводом ДН1 и с выходом интегратора 8, второй вывод ИЦ4 соединен с общей шиной устройства, а средний - с не инвертирующим входом ДУ7, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом ДН1, а выход - со вторым выводом ДН1 и входами интегратора 8 и выпрямителя 10, выход последнего, в свою очередь, соединен с одним их входов схемы сравнения 11, второй вход которой соединен с выходом ИОН13, а выход - со входом индикатора 12; контрольная катушка индуктивности 14, индуктивно связанная с опорной катушкой индуктивности 6 и контролируемой обмоткой статора 9, соединена также с нормально разомкнутыми контактами кнопки электрической 15.
Работает устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей следующим образом.
Для обеспечения высокой чувствительности все основные узлы устройства работают в линейном режиме, и при описании его функционирования можно воспользоваться математическим аппаратом теории линейных систем автоматического регулирования и управления, представив ИЦ4, ДН1, ДУ7 и интегратор 8 как замкнутую линейную систему. С учетом этого запишем передаточную функцию Wзам(p) замкнутой системы:
где Wраз(p) - передаточная функция разомкнутой системы;
Кос - коэффициент передачи цепи обратной связи;
р - оператор Лапласа.
Вывод передаточной функции разомкнутой системы удобно выполнить, условно разорвав цепь, соединяющую выход интегратора 8 с соответствующими выводами ДН1 и ИЦ4:
Wраз(p)=(K4-K1)K7K8,
где K1, K4, К7, K8 - соответственно, передаточные функции ДН1, ИЦ4, ДУ7 и интегратора 8.
Пользуясь операторной формой записи, передаточную функцию разомкнутой системы можно представить в виде:
где R5 - значение сопротивления третьего резистора R5;
L6 - значение индуктивности опорной катушки индуктивности 6;
К7= K1=R3/R2 - коэффициент передачи ДУ7 по инвертирующему входу, R3 и R2 - значения сопротивлений первого резистора R2 и второго резистора R3;
τи - постоянная времени интегратора 8.
Воспользовавшись этим выражением и учитывая, что коэффициент передачи цепи обратной связи Кос=1, запишем передаточную функцию замкнутой системы:
Значение величины затухания d замкнутой системы равно:
Значение частоты генерируемых в измерительном преобразователе устройства контроля колебаний:
Очевидно, что условие существования в системе гармонических стационарных колебаний будет иметь вид:
Выполнение этого условия обеспечивается выбором соответствующего значения коэффициента передачи ДУ7 по инвертирующему входу:
Оригинал функции преобразования с учетом указанных условий имеет вид:
При внесении в магнитное поле опорной катушки индуктивности 6 двух последовательно соединенных контролируемых обмоток статора 9 без межвитковых замыканий в них колебания в устройстве сохраняются, и на выходе ДУ7 будет присутствовать гармонический сигнал, наличие которого свидетельствует об отсутствии в контролируемой обмотке статора 9 межвитковых замыканий.
На выходе выпрямителя 10 будет постоянное напряжение, которое поступит на один из входов схемы сравнения 11, на другой вход которой подано постоянное пороговое напряжение с выхода ИОН13, примерно в два раза превышающее напряжение на выходе выпрямителя 10. В результате на выходе индикатора 12 индицируется отсутствие межвитковых замыканий в контролируемой обмотке статора 9, индуктивно связанной с опорной катушкой индуктивности 6.
Наличие межвитковых замыканий в контролируемой обмотке статора 9 приводит к незначительному уменьшению индуктивности и значительному увеличению сопротивления потерь в контролируемой обмотке статора 9. Это приведет к аналогичным изменениям в нагрузке опорной катушки индуктивности 6, индуктивно связанной с контролируемой обмоткой статора 9, поэтому нарушится условие существования гармонических колебаний, поскольку затухание d стало положительным:
где R'5=R5+ΔRМВЗ; L'6=ΔLМВЗ; ΔRМВЗ и ΔLМВЗ - изменения сопротивления потерь и индуктивности опорной катушки индуктивности 6 под воздействием межвитковых замыканий в контролируемой обмотке статора 9.
В этом случае сигнал на выходе ДУ7 отсутствует, отсутствует напряжение, и на выходе выпрямителя 10, сработает схема сравнения 11, и на выходе индикатора 12 индицируется наличие межвиткового замыкания в контролируемой обмотке статора 9.
Для повышения достоверности результата оператору, работающему с устройством, необходима информация о правильности работы устройства. Для этой цели в устройство введена контрольная катушка индуктивности 14, индуктивно связанная с опорной катушкой индуктивности 6, и кнопка электрическая 15 с нормально разомкнутыми контактами. Замыкая с помощью кнопки электрической 15 выводы контрольной катушки индуктивности 14, имитируется межвитковое замыкание, что приводит к срыву колебаний и фиксируется индикатором 12.
Таким образом, изобретение позволяет уменьшить погрешность определения наличия межвитковых замыканий за счет введения через делитель напряжения отрицательной обратной связи в дифференциальном усилителе и снижения систематической погрешности путем введения на вход схемы сравнения с выхода ИОН13 сигнала поправки из-за разброса магнитных параметров статора электродвигателя.
Claims (1)
- Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей, содержащее делитель напряжения из последовательно соединенных первого и второго резисторов, измерительную цепь из последовательно соединенных третьего резистора и опорной катушки индуктивности, индуктивно связанной с объектом контроля, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со средним выводом делителя напряжения, а выход - с входом интегратора, выход которого соединен с первыми выводами делителя напряжения и измерительной цепи, второй вывод последней соединен с общей шиной, а средний - с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, отличающееся тем, что в него введены выпрямитель, схема сравнения, источник опорного напряжения, индикатор, параллельно соединенные контрольная катушка индуктивности, индуктивно связанная с опорной катушкой индуктивности и конструктивно размещенная на одном магнитопроводе с опорной катушкой индуктивности, и кнопка электрическая с нормально разомкнутыми контактами, причем второй вывод делителя напряжения соединен непосредственно с выходом дифференциального усилителя, а через выпрямитель - с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с индикатором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006104567/28A RU2303789C1 (ru) | 2006-02-14 | 2006-02-14 | Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006104567/28A RU2303789C1 (ru) | 2006-02-14 | 2006-02-14 | Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2303789C1 true RU2303789C1 (ru) | 2007-07-27 |
Family
ID=38431778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006104567/28A RU2303789C1 (ru) | 2006-02-14 | 2006-02-14 | Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303789C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568984C1 (ru) * | 2014-07-07 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство диагностики технического состояния системы "обратимая синхронная машина-маховик" агрегата бесперебойного питания |
RU2759588C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-11-15 | Акционерное общество "Государственное научно-производственное предприятие "Регион" | Способ непрерывного контроля исправности обмотки электромагнитного механизма, целостности цепей управления такой обмоткой и устройство для его осуществления (варианты) |
-
2006
- 2006-02-14 RU RU2006104567/28A patent/RU2303789C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568984C1 (ru) * | 2014-07-07 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство диагностики технического состояния системы "обратимая синхронная машина-маховик" агрегата бесперебойного питания |
RU2759588C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-11-15 | Акционерное общество "Государственное научно-производственное предприятие "Регион" | Способ непрерывного контроля исправности обмотки электромагнитного механизма, целостности цепей управления такой обмоткой и устройство для его осуществления (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5816459B2 (ja) | 電動機巻線の温度検出装置 | |
US9063178B2 (en) | System for measuring current and method of making same | |
JPH11142459A (ja) | 零負担機能を備えた変成器誤差試験装置 | |
RU2303789C1 (ru) | Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в обмотках статоров электродвигателей | |
US5059912A (en) | Method and apparatus for the interturn and interlayer fault testing of coils | |
CN103941201A (zh) | 一种磁性材料磁参数测量方法 | |
CN103901368A (zh) | 磁性材料的磁参数测量装置 | |
EP4387029A1 (en) | Electric apparatus of and electric method for electric machine | |
JP3964654B2 (ja) | 電気回路診断装置 | |
RU2428703C2 (ru) | Способ определения динамической индуктивности реактора и устройство для его осуществления | |
US2628333A (en) | Safety means for electrical apparatus | |
RU157281U1 (ru) | Устройство для контроля корпусной изоляции обмоток электрических машин | |
US3732489A (en) | Transformer phase angle error and ratio correction factor transducer | |
JP5012430B2 (ja) | 直流試験装置及び半導体試験装置 | |
JP2021505909A (ja) | 負荷インピーダンステスターおよび測定方法 | |
RU2739386C2 (ru) | Способ установления места снижения сопротивления изоляции | |
SU1337821A1 (ru) | Кондуктометр | |
RU2297704C1 (ru) | Способ защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий | |
RU1781562C (ru) | Устройство дл измерени температуры обмотки электрической машины | |
JPS6324448Y2 (ru) | ||
SU922668A1 (ru) | Устройство дл измерени остаточной индукции в сердечнике трансформатора тока | |
SU1216797A1 (ru) | Устройство дл измерени частотной зависимости сопротивлени потерь и индуктивности магнитных головок | |
SU1506384A1 (ru) | Устройство дл измерени электрического сопротивлени обмотки ротора электрической машины | |
SU1308950A1 (ru) | Устройство дл определени износа изол ции | |
RU2221254C2 (ru) | Измеритель сопротивлений |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090215 |