RU2496115C1 - Diagnosis method of electric circuits containing active resistance and inductance - Google Patents
Diagnosis method of electric circuits containing active resistance and inductance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496115C1 RU2496115C1 RU2012109156/07A RU2012109156A RU2496115C1 RU 2496115 C1 RU2496115 C1 RU 2496115C1 RU 2012109156/07 A RU2012109156/07 A RU 2012109156/07A RU 2012109156 A RU2012109156 A RU 2012109156A RU 2496115 C1 RU2496115 C1 RU 2496115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- diagnosed
- amplitude
- electrical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность, в частности обмоток электрических машин и аппаратов.The invention relates to technical diagnostics and can be used to diagnose electrical circuits containing active resistance and inductance, in particular the windings of electrical machines and apparatuses.
Известным является способ диагностирования электрических цепей, в частности автомобильного электрооборудования, по наличию тока в электрической цепи при подключении к источнику напряжения [Сергеев А.Г., Ютт, В.Е. Диагностирование электрооборудование автомобилей. - М.: Транспорт, 1987. - 159 с., ил.].A well-known is a method for diagnosing electrical circuits, in particular automotive electrical equipment, by the presence of current in the electrical circuit when connected to a voltage source [Sergeev AG, Yutt, V.E. Diagnosing electrical equipment of cars. - M .: Transport, 1987. - 159 p., Ill.].
Недостатком такого способа является невозможность диагностировать дефекты электрической цепи, в частности автомобильного электрооборудования, без разрыва электрической цепи.The disadvantage of this method is the inability to diagnose defects in the electrical circuit, in particular automotive electrical equipment, without breaking the electrical circuit.
Известен способ диагностирования, выбранный за прототип, использующий в качестве параметра диагностирования постоянную времени тока переходного процесса в цепи диагностируемого электрооборудования автомобиля [RU 2314432 C2]. При этом измеряют мгновенные значения тока в течение переходного процесса и определяют постоянную времени.A known diagnostic method, selected for the prototype, using as a diagnostic parameter the time constant of the transient current in the circuit of the diagnosed electrical equipment of the car [RU 2314432 C2]. In this case, instantaneous current values are measured during the transient process and the time constant is determined.
Недостатком указанного способа являются значительные ошибки в определении постоянной времени по экспоненте, возникающие, в частности, при неточностях в определении установившегося значения тока, а также при отклонениях величины постоянного напряжения, подаваемого на диагностируемую электрическую цепь, что, в конечном счете, приводит к снижению надежности диагностирования электрических цепей и достоверности диагностируемых параметров. К примеру, на фиг.1 показан переходный процесс - кривая 1 изменения выходной величины, в виде напряжения на выходе датчика тока, для принятых значений Tфакт=1c
где Тфакт - фактическое значение постоянной времени, where T fact is the actual value of the time constant,
где Uуст.факт - установившееся значение выходной величины в абсолютных единицах;where U set.fact is the steady-state value of the output value in absolute units;
Uc - базовое значение входного, переменного напряжения промышленной частоты.U c - the base value of the input alternating voltage of industrial frequency.
Установившемуся значению выходной величины на фиг.1 соответствует прямая 2. Для определения постоянной времени по графику переходного процесса обычно используется тот факт, что за время t=3T выходная величина достигает значения 0,95 от установившегося значения.The steady-state value of the output value in Fig. 1 corresponds to
На фиг.1 прямой 3 соответствует значение
Проанализируем ошибки в определении постоянной времени, возникающие при погрешностях в измерении установившегося значения выходной величины. Предположим, что установившееся значение измеряется с погрешностью -2%, т.е. измеренное значение выходной величины в относительных единицах, определяемое по выражениюLet us analyze the errors in the determination of the time constant that arise with errors in the measurement of the steady-state value of the output quantity. Suppose that a steady-state value is measured with an error of -2%, i.e. measured value of the output value in relative units, determined by the expression
составляет
Предположим, что установившееся значение выходной величины измеряется с погрешностью +2%, измеренное значение выходной величины в относительных единицах, определяемое по выражению (1), составляет
Таким образом, в способе, принятым за прототип неточности определения установившегося значения тока, а также отклонения величины постоянного напряжения, подаваемого на диагностируемую электрическую цепь, могут приводить к значительным ошибкам в определении значения диагностируемого параметра, что, в итоге, приводит к снижению надежности диагностирования электрических цепей и достоверности диагностируемых параметров.Thus, in the method adopted as a prototype, inaccuracies in determining the steady-state current value, as well as deviations in the DC voltage supplied to the diagnosed electric circuit, can lead to significant errors in determining the value of the diagnosed parameter, which ultimately leads to a decrease in the reliability of diagnosing electrical chains and reliability of diagnosed parameters.
Техническим результатом предлагаемого способа диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность, является повышение надежности диагностирования параметров электрических цепей и достоверности диагностируемых параметров.The technical result of the proposed method for diagnosing electrical circuits containing active resistance and inductance is to increase the reliability of diagnosing the parameters of electrical circuits and the reliability of the diagnosed parameters.
Технический результат достигается тем, что в способе диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность, в частности обмоток электрических машин и аппаратов, в диагностируемую электрическую цепь дополнительно последовательно подключают конденсатор, на вход цепи подают переменное напряжение промышленной частоты и в режиме установившихся гармонических колебаний измеряют амплитуду и фазовый сдвиг напряжения на конденсаторе относительно поданного напряжения, вычисляют относительную амплитуду напряжения в виде отношения амплитуды напряжения на конденсаторе к амплитуде подаваемого напряжения и в качестве диагностируемых параметров принимают значение фазового сдвига и вычисленное значение относительной амплитуды, причем значение емкости конденсатора выбирается из условия резонанса по выражению
Кроме того, отклонение относительной амплитуды
Кроме того, отклонение фазового сдвига φД в диагностируемой электрической цепи по сравнению с фазовым сдвигом φНОМ в цепи с номинальными электрическими параметрами определяют по выражениюIn addition, the deviation of the phase shift φ D in the diagnosed electrical circuit compared to the phase shift φ NOM in the circuit with rated electrical parameters is determined by the expression
Повышение надежности диагностирования достигается благодаря высокой чувствительности принятых параметров диагностирования к изменению электрических параметров цепи, вызванных, в частности, витковыми замыканиями в обмотках электрических машин и аппаратов.Improving the reliability of diagnosis is achieved due to the high sensitivity of the adopted diagnostic parameters to changes in the electrical parameters of the circuit caused, in particular, by windings in the windings of electrical machines and apparatuses.
Использование в изобретении в качестве диагностируемого параметра относительного значения амплитуды напряжения на конденсаторе позволяет исключить погрешности при отклонениях величины напряжения, подаваемого на диагностируемую электрическую цепь. В этом случае одновременно изменяются амплитуда подаваемого переменного напряжения и амплитуда напряжения на конденсаторе, а значение относительной амплитуды остается неизменным.The use of the relative value of the voltage amplitude at the capacitor as a diagnosed parameter in the invention eliminates errors in case of deviations of the voltage supplied to the diagnosed electric circuit. In this case, the amplitude of the supplied alternating voltage and the amplitude of the voltage across the capacitor are simultaneously changed, and the value of the relative amplitude remains unchanged.
В изобретении диагностируемые параметры измеряются в режиме установившихся колебаний. Режим, близкий к установившемуся, в электрической цепи после подачи на нее переменного напряжения промышленной частоты наступает через время, равное (10…20)T, где T=R*C - постоянная времени электрической цепи [Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. - М.: «Высшая школа», 1996. - 623 с., ил.]In the invention, the diagnosed parameters are measured in steady-state mode. A mode close to steady state in the electric circuit after applying an alternating voltage of industrial frequency to it occurs after a time equal to (10 ... 20) T, where T = R * C is the time constant of the electric circuit [Bessonov, L.A. Theoretical foundations of electrical engineering. - M .: "Higher School", 1996. - 623 p., Ill.]
Значение относительной амплитуды напряжения в электрической цепи с номинальными электрическими параметрами определяется экспериментально или может быть вычислено по выражению [Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. - М.: «Высшая школа», 1996. - 623 с., ил.]The value of the relative amplitude of the voltage in the electric circuit with rated electrical parameters is determined experimentally or can be calculated by the expression [L. Bessonov Theoretical foundations of electrical engineering. - M .: "Higher School", 1996. - 623 p., Ill.]
Фазовый сдвиг напряжения на конденсаторе относительно подаваемого напряжения в электрической цепи с номинальными электрическими параметрами составляет φНОМ=-90 эл. град.The phase shift of the voltage across the capacitor relative to the applied voltage in the electrical circuit with rated electrical parameters is φ NOM = -90 e. hail.
В качестве примера диагностируемой электрической цепи, содержащей активное сопротивление и индуктивность, взята фазовая обмотка статора автомобильного генератора 94.3701. Номинальные значения электрических параметров обмотки: число витков WФ=48, L=0,001447 Гн, R=0,0373 Ом.As an example of a diagnosed electric circuit containing active resistance and inductance, the phase winding of the stator of an automobile generator 94.3701 is taken. Nominal values of the electrical parameters of the winding: the number of turns W Ф = 48, L = 0.001447 H, R = 0.0373 Ohms.
Для реализации способа диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность, к обмотке фазы статора дополнительно последовательно подключен конденсатор C, величина емкости которого выбрана из условия резонанса по выражению
Значения диагностируемых параметров фазовой обмотки статора с номинальными электрическими параметрами, полученные расчетным путем и моделированием приведены во втором столбце таблицы.The values of the diagnosed parameters of the stator phase winding with rated electrical parameters obtained by calculation and simulation are shown in the second column of the table.
В результате экспериментальных исследований установлено, что при дефекте в виде межвиткового замыкания 5 витков фазы статора индуктивность и активное сопротивление диагностируемой цепи имеют значения: L=0,00112 Гн, R=0,0318 Ом.As a result of experimental studies, it was found that in case of a defect in the form of an inter-turn circuit of 5 turns of the stator phase, the inductance and active resistance of the circuit being diagnosed have the values: L = 0.00112 H, R = 0.0318 Ohm.
Значения диагностируемых параметров фазовой обмотки статора с указанным повреждением витков обмотки, полученные экспериментально и путем моделирования, приведены в 3-м столбце таблицы.The values of the diagnosed parameters of the stator phase winding with the indicated damage to the winding turns obtained experimentally and by simulation are shown in the 3rd column of the table.
Отклонения значений диагностируемых параметров, вычисленные по выражениям (2), (3) приведены в 4-м столбце таблицы.Deviations of the values of the diagnosed parameters calculated by the expressions (2), (3) are given in the 4th column of the table.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой чувствительности используемых в предлагаемом способе параметров диагностирования к изменению электрических параметров диагностируемой электрической цепи, вызванных, в частности межвитковыми замыканиями. Для рассматриваемого в примере повреждения обмотки фазы статора изменение относительной амплитуды составляет 65,5%, изменение фазового сдвига 81,1%.The results obtained indicate a high sensitivity of the diagnostic parameters used in the proposed method to changes in the electrical parameters of the diagnosed electric circuit caused, in particular, by inter-turn faults. For the stator phase winding damage considered in the example, the change in relative amplitude is 65.5%, the change in phase shift is 81.1%.
Схема измерения фиг.2 состоит из последовательно соединенных источника переменного напряжения промышленной частоты 1, коммутирующего устройства 2, диагностируемой электрической цепи 3 с дополнительно последовательно включенным конденсатором, измерительно-вычислительного устройства 4, вход которого соединен с выходом коммутирующего устройства 2 и регистрирующего устройства 5 на базе ПК.The measurement circuit of FIG. 2 consists of a series-connected AC voltage source of
Измерения производятся следующим образом. С помощью коммутирующего устройства 2 диагностируемую электрическую цепь 3 подключают к источнику 1 переменного напряжения промышленной частоты. С помощью измерительно-вычислительного устройства 4 после подачи переменного напряжения обеспечивается выдержка времени, равная (10…20)R*C для наступления установившегося режима, в режиме установившихся гармонических колебаний производится измерение мгновенных значений напряжения на конденсаторе, определяются значения диагностируемых параметров и по выражениям (2), (3) вычисляются отклонения диагностируемых параметров от их номинальных значений. Полученные отклонения диагностируемых параметров передаются и хранятся в регистрирующем устройстве 5.Measurements are made as follows. Using a
Как показали экспериментальные и расчетные результаты, значения принятых параметров диагностирования существенно изменяются при наличии дефекта в диагностируемой электрической цепи, что позволяет обеспечить высокую надежность диагностирования.As shown by experimental and calculated results, the values of the accepted diagnostic parameters change significantly in the presence of a defect in the diagnosed electric circuit, which allows for high reliability of diagnosis.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109156/07A RU2496115C1 (en) | 2012-03-11 | 2012-03-11 | Diagnosis method of electric circuits containing active resistance and inductance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109156/07A RU2496115C1 (en) | 2012-03-11 | 2012-03-11 | Diagnosis method of electric circuits containing active resistance and inductance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012109156A RU2012109156A (en) | 2013-09-20 |
RU2496115C1 true RU2496115C1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49182863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012109156/07A RU2496115C1 (en) | 2012-03-11 | 2012-03-11 | Diagnosis method of electric circuits containing active resistance and inductance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2496115C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6591200B1 (en) * | 1998-06-16 | 2003-07-08 | M.E.A. Motor Inspection Ltd. | Method and system for performance testing of rotating machines |
US20070290691A1 (en) * | 2004-11-08 | 2007-12-20 | Heikki Vartiovaara | Characterization of Electric Circuit of Electric Device |
RU2314432C2 (en) * | 2006-02-13 | 2008-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Method of diagnosing condition of automobile electrical equipment |
RU2390788C1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-27 | Владимир Тимофеевич Козулин | Method of technical diagnosis of electric circuits, their elements, materials and substances included in their composition |
RU2422840C2 (en) * | 2008-12-12 | 2011-06-27 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Поволжский государственный университет сервиса | Method of testing automotive electrical equipment |
RU2426140C1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Method for diagnostics of inductive windings |
-
2012
- 2012-03-11 RU RU2012109156/07A patent/RU2496115C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6591200B1 (en) * | 1998-06-16 | 2003-07-08 | M.E.A. Motor Inspection Ltd. | Method and system for performance testing of rotating machines |
EP1088237B1 (en) * | 1998-06-16 | 2005-04-06 | M.E.A. Motor Inspection Ltd. | Method and system for performance testing of rotating machines |
US20070290691A1 (en) * | 2004-11-08 | 2007-12-20 | Heikki Vartiovaara | Characterization of Electric Circuit of Electric Device |
RU2314432C2 (en) * | 2006-02-13 | 2008-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Method of diagnosing condition of automobile electrical equipment |
RU2390788C1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-27 | Владимир Тимофеевич Козулин | Method of technical diagnosis of electric circuits, their elements, materials and substances included in their composition |
RU2422840C2 (en) * | 2008-12-12 | 2011-06-27 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Поволжский государственный университет сервиса | Method of testing automotive electrical equipment |
RU2426140C1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Method for diagnostics of inductive windings |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012109156A (en) | 2013-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5722964B2 (en) | Method and apparatus for off-line test of electric motor | |
CN108089141B (en) | Error correction method and device of current measuring device based on current divider | |
US20120130663A1 (en) | On-line diagnostic method for health monitoring of a transformer | |
CN102023261B (en) | Capacitance meter, method, and computer program product for improved capacitance measurement | |
US9588182B2 (en) | Systems, methods, and devices for capacitance estimation of power capacitors | |
Diaz et al. | Inter-turn short-circuit analysis in an induction machine by finite elements method and field tests | |
CN112666231B (en) | Method for testing water content of solid insulation of converter transformer | |
CN109061314A (en) | A kind of method and device for the filter capacitor capacitance detecting inverter | |
Doersam et al. | High frequency impedance of Li-ion batteries | |
JP2009198188A (en) | Ground resistance meter | |
CN103454479A (en) | Signal generating device, measuring device, electric leakage detecting device and signal generating method | |
Yousof et al. | Fra indicator limit for faulty winding assessment in rotating machine | |
RU2496115C1 (en) | Diagnosis method of electric circuits containing active resistance and inductance | |
CN106772200B (en) | CVT metering error abnormity evaluation method and system based on capacitance-to-ground current | |
JP5454928B2 (en) | Battery inspection method and battery inspection apparatus | |
Zheng et al. | A novel method of monitoring and locating stator winding insulation ageing for inverter-fed machine based on switching harmonics | |
RU2511599C2 (en) | Diagnosis method of electric circuits containing active resistance and inductance | |
JP2007003407A (en) | Method and apparatus for measuring impedance | |
KR20130092462A (en) | Built-in substrate inspection method | |
KR20080032760A (en) | Device and method for detecting fault of stator windings of inverter-fed ac motor | |
CN105974278A (en) | Oil gap complex capacitance acceleration test method under low-frequency mixed excitation based on sine fitting | |
CN106199285B (en) | Capacitance characteristic measuring equipment and method under any alternating current carrier | |
Pollak | The use of DC current to testing condition of the insulation of electrical machines | |
Huzlík et al. | Device for measuring of active power and energy at machine tools | |
CN112881967A (en) | CVT electromagnetic unit parameter testing method and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140312 |