RU2645449C1 - Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by emf self-induction with a megger function - Google Patents

Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by emf self-induction with a megger function Download PDF

Info

Publication number
RU2645449C1
RU2645449C1 RU2016146049A RU2016146049A RU2645449C1 RU 2645449 C1 RU2645449 C1 RU 2645449C1 RU 2016146049 A RU2016146049 A RU 2016146049A RU 2016146049 A RU2016146049 A RU 2016146049A RU 2645449 C1 RU2645449 C1 RU 2645449C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcontroller
output
voltage source
key
terminal
Prior art date
Application number
RU2016146049A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Артуровна Вахтина
Александр Витальевич Вострухин
Шалико Жораевич Габриелян
Сергей Васильевич Дорожко
Зузана Палкова
Владимир Цвиклович
Мартин Олейар
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ)
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" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ)
Priority to RU2016146049A priority Critical patent/RU2645449C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2645449C1 publication Critical patent/RU2645449C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electrical measuring equipment.
SUBSTANCE: invention refers to electrical measuring equipment in particular, to devices for monitoring the quality of insulation, characterized by its breakdown voltage, and can be used in means for diagnosing the state of insulation of an induction motor with a squirrel-cage rotor. Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by EMF self-induction with a megger function contains a microcontroller 1, including a pulse width modulator (PWM) and an analog comparator, a voltage divider 2, controlled voltage source 3, first controlled switch 4, converter of interfaces USART/USB 5, DC voltage source 6, diagnosed winding of the motor 7, second key 8, reference inductance 9, semiconductor diode 10, a capacitor 11, and a computer 12. Second terminal of the DC voltage source 6 is connected to the first terminals of the diagnosed winding of the motor 7 and the reference inductance 9, second terminals of the latter are connected to the second terminal of the second switch 8, which can be either in the "lower" position - the diagnosed winding 7 is connected, or in the "upper" - include the reference inductance 9 and the anode of the semiconductor diode 10, cathode of which is connected to the first plate of the capacitor 11. First output of second switch 8 is connected to second outputs of first switch 4 and voltage divider 2. Control output of the first controllable switch 4 is connected to the microcontroller 1, control input of the reference voltage source 3 is connected to the PWM output of the microcontroller 1, Output of voltage source 3 is connected to first input of analogue comparator of microcontroller 1, to the second input of the analog comparator of the microcontroller 1 is connected the middle terminal of the voltage divider 2, first end terminal of which is connected to the first terminals of the first controllable switch 4 and the constant voltage source 6, and also with the second plate of the capacitor 11. Measured insulation resistance is connected to capacitor 11 plates. USART module of the microcontroller 1 is connected to the USART / USB 5 interface converter, which is connected to the USB interface of the computer 12.
EFFECT: technical result achieved in the implementation of the claimed invention is reduced to the expansion of its functionality through the organization of measurement under the control of a computer.
1 cl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния изоляции асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for monitoring the quality of insulation, characterized by its breakdown voltage, and can be used in tools for diagnosing the insulation state of an asynchronous squirrel-cage motor.

Уровень техникиState of the art

Известно микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя, содержащее источник постоянного напряжения, микроконтроллер, индикатор, ключ, управляемый источник опорного напряжения, делитель напряжения и обмотку электродвигателя, причем индикатор подключен к микроконтроллеру, вывод управления ключом подключен к микроконтроллеру, первый вывод ключа подключен к первой клемме источника постоянного напряжения, вторая клемма источника постоянного напряжения подключена к первому выводу обмотки электродвигателя, второй вывод которой подключен ко второму выводу ключа, вход управления управляемого источника опорного напряжения подключен к широтно-импульсному модулятору (ШИМ) микроконтроллера, крайние выводы делителя напряжения подключены к выводам ключа, средний вывод делителя напряжения подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, ко второму входу которого подключен выход управляемого источника опорного напряжения (см. пат. РФ №2428707, кл. G01R 27/26, опубл. 10.09.2011).A microcontroller device for diagnosing insulation of the winding of an induction motor is known, comprising a constant voltage source, a microcontroller, an indicator, a key, a controlled reference voltage source, a voltage divider and an electric motor winding, the indicator being connected to the microcontroller, the key control terminal connected to the microcontroller, the first key terminal connected to the first terminal of the DC voltage source, the second terminal of the DC voltage source is connected to the first terminal of the electric winding motor, the second terminal of which is connected to the second terminal of the key, the control input of the controlled reference voltage source is connected to the pulse width modulator (PWM) of the microcontroller, the extreme terminals of the voltage divider are connected to the key terminals, the middle terminal of the voltage divider is connected to the first input of the analog microcontroller comparator, to the second input of which is connected to the output of a controlled voltage reference source (see US Pat. RF No. 2428707, cl. G01R 27/26, publ. 09/10/2011).

Недостатком данного решения является низкая точность измерения - устройство не имеет образцовой (эталонной) индуктивности для проведения его поверки.The disadvantage of this solution is the low accuracy of the measurement - the device does not have a model (reference) inductance for conducting its verification.

Известно микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя, содержащее источник постоянного напряжения, микроконтроллер, индикатор, первый управляемый ключ, второй ключ, делитель напряжения, управляемый источник опорного напряжения, диагностируемую обмотку электродвигателя и образцовую индуктивность, причем индикатор подключен к микроконтроллеру, вывод управления первым управляемым ключом подключен к микроконтроллеру, первый вывод этого же ключа подключен к первой клемме источника постоянного напряжения, вторая клемма источника постоянного напряжения подключена к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вход управления управляемого источника опорного напряжения подключен к выходу микроконтроллера, крайние выводы делителя напряжения подключены к выводам первого управляемого ключа и первому выводу второго ключа, второй вывод которого имеет два положения «верхнее» и «нижнее» для подключения вторых выводов диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, к первому входу которого подключен выход управляемого источника опорного напряжения (см. пат. РФ №2546827, кл. G01R 27/26, опубл. 10.04.2015).A microcontroller device for diagnosing inter-turn insulation of an electric motor winding is known, comprising a constant voltage source, a microcontroller, an indicator, a first controlled key, a second key, a voltage divider, a controlled voltage source, a diagnosed electric motor winding and an exemplary inductance, the indicator being connected to the microcontroller, the first controlled terminal the key is connected to the microcontroller, the first output of the same key is connected to the first terminal of the source constantly voltage, the second terminal of the DC voltage source is connected to the first terminals of the diagnosed motor winding and the model inductance, the control input of the controlled reference voltage source is connected to the output of the microcontroller, the extreme terminals of the voltage divider are connected to the terminals of the first controlled key and the first terminal of the second switch, the second terminal of which has two positions “upper” and “lower” for connecting the second terminals of the diagnosed motor winding and model inductance, the average output of the voltage divider is connected to the second input of the analog comparator of the microcontroller, to the first input of which the output of the controlled reference voltage source is connected (see US Pat. RF №2546827, class G01R 27/26, publ. 04/10/2015).

Недостатком известного решения являются ограниченные функциональные возможности: устройство не позволяет измерять сопротивление изоляции между обмотками и между обмоткой и корпусом.A disadvantage of the known solution is limited functionality: the device does not allow measuring the insulation resistance between the windings and between the winding and the casing.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятое авторами за прототип является микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, управляемый источник опорного напряжения, первый управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения, диагностируемую обмотку электродвигателя, второй ключ, образцовую индуктивность, полупроводниковый диод и конденсатор. Первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы, последних соединяются со вторым выводом второго ключа, который может находиться либо в «нижнем» положении - подключается диагностируемая обмотка, либо в «верхнем» - подключается образцовая индуктивность и анод полупроводникового диода, катод которого соединен с первой обкладкой конденсатора. Первый вывод второго ключа подключен ко вторым выводам первого управляемого ключа и делителя напряжения. Вывод управления первого управляемого ключа подключен к микроконтроллеру, вход управления источника опорного напряжения подключен к 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 2, первый крайний вывод которого соединен с первыми выводами первого управляемого ключа и источника постоянного напряжения, а также со второй обкладкой конденсатора. Индикатор подключен к выходу соответствующего порта микроконтроллера. Контролируемое сопротивление изоляции подключается к обкладкам конденсатора (на чертеже контролируемое сопротивление не показано) (см. пат. РФ №2589762, кл. G01R 27/26, опубл. 10.07.2016).The closest in technical essence to the claimed technical solution and adopted by the authors for the prototype is a microcontroller device for diagnosing inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function, containing a microcontroller, a voltage divider, a controlled reference voltage source, a first controlled key, an indicator, a constant voltage source, a diagnosed electric motor winding , second key, model inductance, semiconductor diode and capacitor. The first terminal of the DC voltage source is connected to the first terminals of the diagnosed motor winding and the model inductance, the second terminals of the latter are connected to the second terminal of the second switch, which can either be in the "lower" position - the diagnosed winding is connected, or in the "upper" - the model inductance is connected and an 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 terminals of the first controlled switch and voltage divider. The control output of the first managed key is connected to the microcontroller, the control input of the reference voltage source is connected to the output of the pulse-width modulator of the microcontroller, the output of the reference voltage source is connected to the first input of the analog microcontroller comparator, the middle output of voltage divider 2 is connected to the second input of the analog comparator of the microcontroller the output of which is connected to the first terminals of the first controlled key and constant voltage source, as well as to the second second capacitor plate. The indicator is connected to the output of the corresponding port of the microcontroller. The controlled insulation resistance is connected to the capacitor plates (the controlled resistance is not shown in the drawing) (see Pat. RF No. 2589762, class G01R 27/26, published on July 10, 2016).

Недостатком известного решения являются ограниченные функциональные возможности по причине ограниченной емкости памяти микроконтроллера и вычислительной мощности его процессора, 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 limited functionality due to the limited memory capacity of the microcontroller and the processing power of its processor, which does not allow archiving of measurement results, their output in the form of graphs, and comparison of the data obtained with reference samples.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к расширению его функциональных возможностей за счет организации измерения под управлением компьютера.The technical result that can be achieved using the present invention is to expand its functionality by organizing measurements under the control of a computer.

Технический результат достигается тем, что микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра, содержащее источник постоянного напряжения, микроконтроллер, первый управляемый ключ, второй ключ, диагностируемую обмотку электродвигателя, образцовую индуктивность, управляемый источник опорного напряжения, делитель напряжения, полупроводниковый диод и конденсатор, причем вывод управления первого управляемого ключа подключен к микроконтроллеру, первый вывод первого управляемого ключа подключен к первой клемме источника постоянного напряжения, вторая клемма источника постоянного напряжения подключена к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вход управления управляемого источника опорного напряжения подключен к выходу микроконтроллера, крайние выводы делителя напряжения подключены к выводам первого управляемого ключа, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, к первому входу которого подключен выход управляемого источника опорного напряжения, второй вывод первого управляемого ключа подключен к первому выводу второго ключа, второй вывод второго ключа подключен ко второму выводу диагностируемой обмотки электродвигателя, третий вывод второго ключа подключен ко второму выводу образцовой индуктивности, ко второму выводу образцовой индуктивности подключен анод полупроводникового диода, катод последнего подключен к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подключена ко второй клемме источника постоянного напряжения, дополнительно содержит преобразователь интерфейсов USART/USB и компьютер, причем модуль USART микроконтроллера 1 подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB 5, который подключен к интерфейсу USB компьютера 12.The technical result is achieved by the fact that the microprocessor-based device for diagnosing electric motor insulation by self-induction EMF with a megohmmeter function, comprising a constant voltage source, a microcontroller, a first controlled key, a second key, a diagnosed electric motor winding, an exemplary inductance, a controlled reference voltage source, a voltage divider, a semiconductor diode and a capacitor, the control terminal of the first controlled key being connected to the microcontroller, the first terminal of the first controlled of the key is connected to the first terminal of the DC voltage source, the second terminal of the DC voltage source is connected to the first terminals of the diagnosed motor winding and the model inductance, the control input of the controlled reference voltage source is connected to the output of the microcontroller, the extreme terminals of the voltage divider are connected to the terminals of the first controlled key, the middle terminal the voltage divider is connected to the second input of the analog comparator of the microcontroller, the first input of which is connected to the output of the controlled voltage reference source, the second output of the first controlled key is connected to the first output of the second key, the second output of the second key is connected to the second output of the diagnosed motor winding, the third output of the second key is connected to the second output of the model inductance, the anode of the semiconductor diode is connected to the second output of the model inductance , the cathode of the latter is connected to the first capacitor plate, the second plate of which is connected to the second terminal of the DC voltage source In addition, it contains a USART / USB interface converter and a computer, and the USART module of microcontroller 1 is connected to a USART / USB 5 interface converter, which is connected to the USB interface of computer 12.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже представлена структурная схема микропроцессорного устройства диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра.The drawing shows a structural diagram of a microprocessor-based device for diagnosing insulation of an electric motor by self-induction EMF with a megohmmeter function.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра содержит микроконтроллер 1, включающий широтно-импульсный модулятор (ШИМ) (на чертеже не показан) и аналоговый компаратор (на не показан), делитель напряжения 2, управляемый источник опорного напряжения 3, первый управляемый ключ 4, преобразователь интерфейсов USART/USB 5, источник постоянного напряжения 6, диагностируемую обмотку электродвигателя 7, второй ключ 8, образцовую индуктивность 9, полупроводниковый диод 10, конденсатор 11 и компьютер 12.The microprocessor-based self-induction motor insulation diagnostic tool with a megohmmeter function includes a microcontroller 1, including a pulse-width modulator (PWM) (not shown in the drawing) and an analog comparator (not shown), a voltage divider 2, a controlled reference voltage source 3, the first controlled key 4, USART / USB 5 interface converter, DC voltage source 6, diagnosed motor winding 7, second key 8, exemplary inductance 9, semiconductor diode 10, capacitor 11 and co pewter 12.

Второй вывод источника постоянного напряжения 6 подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя 7 и образцовой индуктивности 9, вторые выводы последних соединяются со вторым выводом второго ключа 8, который может находиться либо в «нижнем» положении - подключается диагностируемая обмотка 7, либо в «верхнем» - включаются образцовая индуктивность 9 и анод полупроводникового диода 10, катод которого соединен с первой обкладкой конденсатора 11. Первый вывод второго ключа 8 подключен ко вторым выводам первого управляемого ключа 4 и делителя напряжения 2. Вывод управления первого управляемого ключа 4 подключен к микроконтроллеру 1, вход управления источника опорного напряжения 3 подключен к выходу ШИМ микроконтроллера 1, выход источника опорного напряжения 3 подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера 1, ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера 1 подключен средний вывод делителя напряжения 2, первый крайний вывод которого соединен с первыми выводами первого управляемого ключа 4 и источника постоянного напряжения 6, а также со второй обкладкой конденсатора 11. Модуль USART (на чертеже не показан) микроконтроллера 1 подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB 5, который подключен к интерфейсу USB (на чертеже не показан) компьютера 12.The second terminal of the DC voltage source 6 is connected to the first terminals of the diagnosed winding of the electric motor 7 and the model inductance 9, the second terminals of the latter are connected to the second terminal of the second switch 8, which can either be in the "lower" position - the diagnosed winding 7 is connected, or in the "upper" - turn on the model inductance 9 and the anode of the semiconductor diode 10, the cathode of which is connected to the first plate of the capacitor 11. The first output of the second key 8 is connected to the second terminals of the first controlled cell yucha 4 and voltage divider 2. The control output of the first managed key 4 is connected to the microcontroller 1, the control input of the reference voltage source 3 is connected to the PWM output of the microcontroller 1, the output of the reference voltage source 3 is connected to the first input of the analog comparator of the microcontroller 1, to the second input of the analog comparator microcontroller 1 is connected to the middle terminal of the voltage divider 2, the first extreme terminal of which is connected to the first terminals of the first managed key 4 and a constant voltage source 6, and the same with the second capacitor plate 11. The USART module (not shown) of the microcontroller 1 is connected to the USART / USB 5 interface converter, which is connected to the USB interface (not shown) of the computer 12.

Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра работает следующим образом.A microprocessor-based device for diagnosing insulation of an electric motor by self-induction EMF with a megohmmeter function works as follows.

Микроконтроллер 1 устанавливает с помощью внутреннего ШИМ на выходе управляемого источника опорного напряжения 3 заданный уровень опорного напряжения и замыкает первый управляемый ключ 4. Второй ключ 8 находится в «верхнем» положении, т.е. включена образцовая индуктивность 9. По цепи: второй вывод источника постоянного напряжения 6, образцовая индуктивность 9, первый управляемый ключ 4, первый вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает первый управляемый ключ 4, на выводах образцовой индуктивности 9 возникает ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2. Если напряжение на выходе делителя напряжения 2 превысит опорное, то аналоговый компаратор микроконтроллер 1 поменяет на выходе логический уровень, по этому сигналу микроконтроллер 1 оценивает значение амплитуды ЭДС самоиндукции. В образцовой индуктивности 9 отсутствуют дефекты в межвитковой изоляции, и значение ЭДС самоиндукции будет максимальным. Это значение запоминается микроконтроллером 1.The microcontroller 1 sets using the internal PWM at the output of the controlled source of reference voltage 3 a predetermined level of the reference voltage and closes the first controlled key 4. The second key 8 is in the "upper" position, i.e. the inductance 9 is switched on. On the circuit: the second terminal of the constant voltage source 6, the reference inductance 9, the first controlled switch 4, the first terminal of the constant voltage source 6 increases the current. At a certain point, the microcontroller 1 opens the first controlled key 4, the self-induction EMF appears on the terminals of the model inductance 9, which is applied to the voltage divider 2. If the voltage at the output of the voltage divider 2 exceeds the reference voltage, then the analog comparator microcontroller 1 will change the logic level at the output, therefore the signal microcontroller 1 estimates the value of the amplitude of the EMF of self-induction. In the model inductance 9, there are no defects in the interturn isolation, and the value of the self-induction EMF will be maximum. This value is stored by microcontroller 1.

Далее второй ключ 8 переводится в «нижнее» положение, т.е. подключена диагностируемая обмотка электродвигателя 7. По цепи: второй вывод источника постоянного напряжения 6, диагностируемая обмотка электродвигателя 7, первый управляемый ключ 4, первый вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает первый управляемый ключ 4, на выводах диагностируемой обмотки электродвигателя 7 возникает ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2. Если межвитковая изоляция содержит дефекты, снижающие значение пробивного напряжения, а также обладает малым сопротивлением, то часть энергии, запасенной в диагностируемой обмотке электродвигателя 7 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 9, и аналоговый компаратор микроконтроллера 1 не поменяет логический уровень на выходе.Next, the second key 8 is translated into the "lower" position, i.e. the diagnosed winding of the electric motor 7 is connected. The circuit: the second terminal of the DC voltage source 6, the diagnosed winding of the electric motor 7, the first controlled key 4, the first terminal of the constant voltage source 6, an increasing current flows. At a certain point, the microcontroller 1 opens the first controlled key 4, the self-induction EMF is applied to the terminals of the diagnosed winding of the electric motor 7, which is applied to the voltage divider 2. If the interturn isolation contains defects that reduce the breakdown voltage and also has low resistance, then part of the energy stored in the diagnosed winding of the electric motor 7 after opening the key 4, it will be dissipated in the form of heat at the interturn insulation resistances. In this case, the self-induction EMF will be lower than the value set using the model inductance 9, 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 управляемого источника опорного напряжения 3 и вновь замыкает первый управляемый ключ 4, цикл повторяется до тех пор, пока микроконтроллер 1 не определит значение амплитуды ЭДС самоиндукции, которое выводит через преобразователь интерфейсов USART/USB 5 на компьютер 12. 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 controlled reference voltage source 3 and closes the first controlled key 4, the cycle is repeated until the microcontroller 1 determines the amplitude of the self-inductance EMF, which is output via the USART / USB 5 interface converter to computer 12. By value EMF amplitude of self-induction, an assessment of the insulation state is made.

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 11 (на чертеже контролируемое сопротивление не показано). Второй ключ 8 находится в «верхнем» положении, т.е. включена образцовая индуктивность 9. Микроконтроллер 1 периодически замыкает/размыкает ключ 4, на выводах образцовой индуктивности 9 возникают импульсы ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2, а также к аноду полупроводникового диода 10 и ко второй обкладке конденсатора 11. Конденсатор 11 заряжается под действием положительных импульсов ЭДС самоиндукции до определенного значения. Если контролируемое сопротивление изоляции, к которой приложено напряжение конденсатора 11, имеет высокое значение, то напряжение конденсатора 11 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 11, имеет низкое значение, то напряжение конденсатора 11 также будет иметь низкое значение. Таким образом, напряжение на конденсаторе 11, приложенное к контролируемой изоляции, будет определяться значением сопротивления контролируемой изоляции. Так как микроконтроллер 1 измеряет напряжение на конденсаторе 11, то по определенному алгоритму 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 housing is connected to the capacitor plates 11 (the controlled resistance is not shown in the drawing). The second key 8 is in the "upper" position, i.e. the inductance 9 is turned on 9. The microcontroller 1 periodically closes / opens the key 4, the self-induction EMF pulses appear on the terminals of the inductance 9, which is applied to the voltage divider 2, as well as to the anode of the semiconductor diode 10 and to the second lining of the capacitor 11. The capacitor 11 is charged positive impulses EMF self-induction to a certain value. If the controlled insulation resistance to which the voltage of the capacitor 11 is applied is high, then the voltage of the capacitor 11 will be equal to the maximum value of the amplitude 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 11 is applied is low, the voltage of the capacitor 11 will also be low. Thus, the voltage across the capacitor 11 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 11, according to a certain algorithm, the microcontroller 1 determines the resistance value of the controlled insulation, thus realizing the function of the megohmmeter.

Предварительно обработанные результаты измерений микроконтроллер 1 пересылает через преобразователь интерфейсов USART/USB 5 на компьютер 12, 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.The microcontroller 1 sends the pre-processed measurement results through the USART / USB 5 interface converter to computer 12, in which new functions can be implemented, for example, archiving the measurement results and displaying them in graphical form on the monitor, comparison with reference samples or their models, as well as data transfer to a remote computer via the Internet.

Предлагаемое изобретение 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 организации измерений под управлением компьютера.The present invention, compared 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 organizing measurements under computer control.

Claims (1)

Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра, содержащее источник постоянного напряжения, микроконтроллер, первый управляемый ключ, второй ключ, диагностируемую обмотку электродвигателя, образцовую индуктивность, управляемый источник опорного напряжения, делитель напряжения, полупроводниковый диод и конденсатор, причем вывод управления первого управляемого ключа подключен к микроконтроллеру, первый вывод первого управляемого ключа подключен к первой клемме источника постоянного напряжения, вторая клемма источника постоянного напряжения подключена к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вход управления управляемого источника опорного напряжения подключен к выходу микроконтроллера, крайние выводы делителя напряжения подключены к выводам первого управляемого ключа, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, к первому входу которого подключен выход управляемого источника опорного напряжения, второй вывод первого управляемого ключа подключен к первому выводу второго ключа, второй вывод второго ключа подключен ко второму выводу диагностируемой обмотки электродвигателя, третий вывод второго ключа подключен ко второму выводу образцовой индуктивности, ко второму выводу образцовой индуктивности подключен анод полупроводникового диода, катод последнего подключен к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подключена ко второй клемме источника постоянного напряжения, дополнительно введены преобразователь интерфейсов USART/USB и компьютер, причем модуль USART микроконтроллера подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB, который подключен к интерфейсу USB компьютера.A microprocessor-based self-induction EMF motor insulation diagnostic device with a megohmmeter function, comprising a constant voltage source, a microcontroller, a first controlled key, a second key, a diagnosed electric motor winding, an exemplary inductance, a controlled reference voltage source, a voltage divider, a semiconductor diode and a capacitor, the control terminal of the first the managed key is connected to the microcontroller, the first output of the first managed key is connected to the first terminal of the source a DC voltage, the second terminal of the DC voltage source is connected to the first terminals of the diagnosed motor winding and the model inductance, the control input of the controlled reference voltage source is connected to the output of the microcontroller, the extreme terminals of the voltage divider are connected to the terminals of the first controlled key, the middle terminal of the voltage divider is connected to the second input microcontroller analog comparator, to the first input of which the output of a controlled voltage reference source is connected The second output of the first controlled key is connected to the first output of the second key, the second output of the second key is connected to the second output of the diagnosed motor winding, the third output of the second key is connected to the second output of the model inductance, the anode of the semiconductor diode is connected to the second output of the inductance, the cathode of the last connected to the first capacitor plate, the second plate of which is connected to the second terminal of the DC voltage source, an additional converter USART / USB interfaces and a computer, and the USART module of the microcontroller is connected to a USART / USB interface converter, which is connected to the USB interface of the computer.
RU2016146049A 2016-11-23 2016-11-23 Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by emf self-induction with a megger function RU2645449C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016146049A RU2645449C1 (en) 2016-11-23 2016-11-23 Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by emf self-induction with a megger function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016146049A RU2645449C1 (en) 2016-11-23 2016-11-23 Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by emf self-induction with a megger function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2645449C1 true RU2645449C1 (en) 2018-02-21

Family

ID=61258905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016146049A RU2645449C1 (en) 2016-11-23 2016-11-23 Microprocessor-based device for diagnosing the insulation of a motor by emf self-induction with a megger function

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645449C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181804U1 (en) * 2018-03-12 2018-07-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" MICROCONTROLLER DIAGNOSTIC DEVICE FOR INTER-VOLTIC INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING
RU184404U1 (en) * 2018-03-13 2018-10-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" MICROCONTROLLER DEVICE OF DIAGNOSTICS OF INTERVOLTAGE INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDOWS WITH MEGOMMETER FUNCTION
RU2684955C1 (en) * 2018-02-26 2019-04-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Device for measuring the capacity of diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor by self-induction emf with megger function
RU193235U1 (en) * 2019-02-26 2019-10-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of a motor winding by self-induction EMF
RU194962U1 (en) * 2019-03-20 2020-01-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of a motor winding by self-induction EMF

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU81582U1 (en) * 2008-12-26 2009-03-20 Закрытое акционерное общество "Объединенная система моментальных платежей" SELF-SERVICE TERMINAL WATCH TIMER
RU2589762C1 (en) * 2015-05-29 2016-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) Microcontroller device for diagnosis of turn insulation of electric motor winding with megohmmeter function
RU165733U1 (en) * 2015-12-08 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" DEVICE FOR TECHNICAL DIAGNOSTICS OF ELECTRIC DRIVE PUMP AND COMPRESSOR EQUIPMENT

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU81582U1 (en) * 2008-12-26 2009-03-20 Закрытое акционерное общество "Объединенная система моментальных платежей" SELF-SERVICE TERMINAL WATCH TIMER
RU2589762C1 (en) * 2015-05-29 2016-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) Microcontroller device for diagnosis of turn insulation of electric motor winding with megohmmeter function
RU165733U1 (en) * 2015-12-08 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" DEVICE FOR TECHNICAL DIAGNOSTICS OF ELECTRIC DRIVE PUMP AND COMPRESSOR EQUIPMENT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Статья "Обмен данными между компьютером и микроконтроллером STM32F100 по последовательному интерфейсу связи RS-232", Ж. АВТОМАТИКА И ПРОГРАММНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, номер 1(11), 2015. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684955C1 (en) * 2018-02-26 2019-04-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Device for measuring the capacity of diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor by self-induction emf with megger function
RU2684955C9 (en) * 2018-02-26 2019-07-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor by self-induction emf with megger function
RU181804U1 (en) * 2018-03-12 2018-07-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" MICROCONTROLLER DIAGNOSTIC DEVICE FOR INTER-VOLTIC INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING
RU184404U1 (en) * 2018-03-13 2018-10-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" MICROCONTROLLER DEVICE OF DIAGNOSTICS OF INTERVOLTAGE INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDOWS WITH MEGOMMETER FUNCTION
RU184404U9 (en) * 2018-03-13 2018-12-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" MICROCONTROLLER DIAGNOSTIC DEVICE FOR INTER-ROTARY INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING WITH MEGOMETER FUNCTION
RU193235U1 (en) * 2019-02-26 2019-10-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of a motor winding by self-induction EMF
RU194962U1 (en) * 2019-03-20 2020-01-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of a 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
RU2546827C1 (en) Microcontroller device for diagnosing of turn-to-turn isolation of electric motor winding
RU2589762C1 (en) Microcontroller device for diagnosis of turn insulation of electric motor winding with megohmmeter function
RU2428707C1 (en) Microcontroller device for diagnostic operation of insulation of asynchronous motor winding
RU2498327C1 (en) Microcontroller device for diagnostics of turn-to-turn insulation of electric motor winding against self-induction voltage
WO2021143592A1 (en) Battery equivalent circuit model establishing method, and health state estimation method and apparatus
RU181798U1 (en) MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF INTER-ROTARY INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDING BY SELF-INDUCTION EMF
CN104330636A (en) Method for inferring internal DC resistance of lithium ion battery
US9612290B2 (en) Reducing or avoiding noise in measured signals of a tested battery cell(s) in a battery power system used to determine state of health (SOH)
CN104062506A (en) Measuring method and device for ohmic internal resistance of storage battery
JP2017062168A (en) Electric leakage detection circuit
CN108267680A (en) A kind of inductance extraction method and device based on IGBT device shutdown
CN104502665A (en) Device and method for testing residual voltage
CN111487514B (en) Method and system for extracting stray capacitance of IGBT dynamic parameter test circuit
Amaral et al. Estimating aluminum electrolytic capacitors condition using a low frequency transformer together with a DC power supply
CN110208596A (en) Load current monitoring circuit and method
RU2650082C1 (en) Microprocessor-based device for diagnosing the interturn insulation of an electric motor by self-induced emf with a megohm meter function
RU2684955C1 (en) Device for measuring the capacity of diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor by self-induction emf with megger function
RU184404U1 (en) MICROCONTROLLER DEVICE OF DIAGNOSTICS OF INTERVOLTAGE INSULATION OF ELECTRIC MOTOR WINDOWS WITH MEGOMMETER FUNCTION
RU192269U1 (en) Microcontroller device for diagnostics of inter-turn insulation of an electric motor winding with a megohmmeter function
CN202995005U (en) Electromagnetic compatibility passive control type adjustable load circuit and box body applying same
RU2426139C1 (en) Device to monitor winding turn-to-turn insulation
RU131876U1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENTS OF INTERNAL RESISTANCE OF STATIONARY BATTERY BATTERIES
RU145159U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF INTERVITAL INSULATION OF WINDINGS
RU192271U1 (en) MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF INSULATION OF THE INSULATION OF A winding of an ASYNCHRONOUS MOTOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181124