RU2659310C1 - Device for searching turn-to-turn short circuits in inductance coils - Google Patents
Device for searching turn-to-turn short circuits in inductance coils Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659310C1 RU2659310C1 RU2016151928A RU2016151928A RU2659310C1 RU 2659310 C1 RU2659310 C1 RU 2659310C1 RU 2016151928 A RU2016151928 A RU 2016151928A RU 2016151928 A RU2016151928 A RU 2016151928A RU 2659310 C1 RU2659310 C1 RU 2659310C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- comparator
- output
- voltage
- storage capacitor
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 28
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/72—Testing of electric windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для поиска витковых замыканий в катушках индуктивностей.The invention relates to measuring technique, in particular to a device for searching for short circuits in inductors.
Устройства по поиску витковых замыканий (в.з.) с использованием емкостных накопителей и, работающих по принципу заряд накопительного конденсатора от силового трансформатора и затем его разряд через электронный ключ на проверяемую обмотку или индуктор, индуктивно связанный с проверяемой обмоткой, известны давно.Devices for searching for short circuits (VZ) using capacitive drives and operating on the principle of charging a storage capacitor from a power transformer and then discharging it through an electronic key to the tested winding or inductor inductively connected to the tested winding have been known for a long time.
Например, в устройстве (АС СССР 82724, заявлено 11.03.1948 по №378531, опубл. 31.05.49 г.), накопительный конденсатор заряжается через газотрон, а затем через электронный ключ (тиратрон) разряжается на испытываемую обмотку.For example, in a device (USSR AS 82724, declared March 11, 1948, No. 378531, published May 31, 49), the storage capacitor is charged through a gasotron, and then discharged through an electronic key (thyratron) to the tested winding.
Позже в устройствах вместо электронных ламп стали использоваться полупроводниковые элементы (диоды, тиристоры, транзисторы).Later, semiconductor elements (diodes, thyristors, transistors) began to be used in devices instead of electron tubes.
Например, в устройстве (Шустов М.А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга 3. Альтекс-А. Москва, 2002, рис. 11.13) приведена схема генератора на емкостном накопителе. Во время положительного полупериода сетевого напряжения накопительный конденсатор заряжается через резистор и диод при закрытом тиристоре. При отрицательной полуволне диод закрывается, а тиристор открывается, и накопительный конденсатор разряжается на нагрузку.For example, in a device (Shustov MA Practical circuitry. Voltage converters.
Это пример классической схемы генератора с емкостным накопителем, которая используется в устройствах поиска в.з.This is an example of a classic capacitive storage generator circuit used in high-voltage search devices.
Наиболее близким к заявляемому является устройство, созданное под руководством В.В. Шумейко (А.П. Зеленченко. Устройства диагностики тяговых двигателей электрического подвижного состава. Учебное пособие. Москва, 2002, с. 19).Closest to the claimed is a device created under the guidance of V.V. Shumeyko (AP Zelenchenko. Diagnostic devices for traction engines of electric rolling stock. Textbook. Moscow, 2002, p. 19).
В положительный полупериод сети через открытый диод от выходной обмотки силового трансформатора заряжается накопительный конденсатор. При этом тиристор разряда накопительного конденсатора закрыт.In the positive half-cycle of the network, an accumulative capacitor is charged through the open diode from the output winding of the power transformer. In this case, the discharge thyristor of the storage capacitor is closed.
В отрицательный полупериод сети диод закрывается, и накопительный конденсатор перестает заряжаться (он уже заряжен в положительном полупериоде сети до амплитуды напряжения с выходной обмотки силового трансформатора).In the negative half-cycle of the network, the diode closes, and the storage capacitor ceases to charge (it is already charged in the positive half-period of the network to the voltage amplitude from the output winding of the power transformer).
При этом блоком управления формируются импульсы, которые открывают тиристор и накопительный конденсатор разряжается на индуктор, который индуктивно связан с проверяемой обмоткой - формируется ток разряда накопительного конденсатора.In this case, the control unit generates pulses that open the thyristor and the storage capacitor is discharged to an inductor, which is inductively connected to the tested winding - the discharge current of the storage capacitor is formed.
Сигнал, пропорциональный току разряда, снимается с датчика, индуктивно связанного с проверяемой обмоткой, и поступает на блок индикации.A signal proportional to the discharge current is removed from the sensor inductively coupled to the tested winding and is fed to the display unit.
При наличии в.з. ток разряда увеличивается и увеличивается сигнал с датчика, что регистрируется блоком индикации.If available The discharge current increases and the signal from the sensor increases, which is recorded by the display unit.
Этому устройству, как и другим аналогичным, базирующимся на описанных выше емкостных накопителях энергии, присущи следующие недостатки:This device, like other similar ones, based on the capacitive energy storage devices described above, has the following disadvantages:
- КПД цепи заряда накопительного конденсатора (вторичная обмотка силового трансформатора - диод - накопительный конденсатор) теоретически менее 50%, что доказано в книге (Схемотехника и применение мощных импульсных устройств. Хансиохим Блум, пер. С англ. М. Додека. XXI, 2008, стр. 203).- The efficiency of the charge circuit of the storage capacitor (secondary winding of the power transformer - diode - storage capacitor) is theoretically less than 50%, which is proved in the book (Circuit Design and the Use of Powerful Pulse Devices. Hanshiohim Bloom, trans. From English M. Dodeka. XXI, 2008, p. 203).
- силовой трансформатор из-за однополярной нагрузки (диод - накопительный конденсатор) работает по частичной петле гистерезиса при размахе индукции в 4 раза меньше максимальной (Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. А.Н. Горский и др. М.Радио и связь, 1988, с. 21).- the power transformer due to the unipolar load (diode - storage capacitor) operates on a partial hysteresis loop with an induction amplitude of 4 times less than the maximum (Calculation of electromagnetic elements of secondary power sources. A.N. Gorsky and others M.Radio and communication, 1988 , p. 21).
Поэтому массу магнитопровода трансформатора нужно увеличить в 4 раза по сравнению с трансформатором, работающим по полной петле гистерезиса при той же потребляемой мощности.Therefore, the mass of the transformer magnetic circuit must be increased 4 times in comparison with a transformer operating on a full hysteresis loop at the same power consumption.
- Нестабильность напряжения на накопительном конденсаторе обусловлена отсутствием стабилизации напряжения на нем, которую выполнить в этой конфигурации цепи заряда накопительного конденсатора сложно. Поэтому снижается чувствительность устройства из-за флуктуации измеряемого тока разряда накопительного конденсатора.- The instability of the voltage at the storage capacitor is due to the lack of voltage stabilization on it, which is difficult to perform in this configuration of the charge circuit of the storage capacitor. Therefore, the sensitivity of the device is reduced due to fluctuations in the measured discharge current of the storage capacitor.
- Сложность регулировки напряжения на накопительном конденсаторе. Обычно это выполняется введением в цепь первичной обмотки силового трансформатора ЛАТРа, который как и трансформатор будет иметь увеличенную массу. Поэтому в переносных устройствах, как и в прототипе, регулировка этого напряжения не выполняется.- The difficulty of adjusting the voltage across the storage capacitor. Usually this is done by introducing the LATR power transformer into the primary winding circuit, which, like the transformer, will have an increased mass. Therefore, in portable devices, as in the prototype, the adjustment of this voltage is not performed.
- Снижение чувствительности устройства из-за естественного разряда конденсатора хранения в пиковом детекторе, который фиксирует ток разряда накопительного конденсатора. В прототипе цепь фиксации тока разряда является составной частью блока индикации и отдельно не показана.- Reduced sensitivity of the device due to the natural discharge of the storage capacitor in the peak detector, which detects the discharge current of the storage capacitor. In the prototype, the circuit for fixing the discharge current is an integral part of the display unit and is not shown separately.
В основу изобретения поставлена задача повышения чувствительности устройства и повышение его КПД путем устранения всех вышеупомянутых недостатков за счет применения высокочастотного метода заряда накопительного конденсатора с применением обратной связи слежения за напряжением на накопительном конденсаторе и отслеживанием величины напряжения на опорном входе компаратора за амплитудой напряжения на накопительном конденсаторе и за напряжением разряда конденсатора хранения пикового детектора фиксации тока разряда.The basis of the invention is the task of increasing the sensitivity of the device and increasing its efficiency by eliminating all of the aforementioned disadvantages through the use of a high-frequency method of charging a storage capacitor using feedback tracking the voltage at the storage capacitor and tracking the voltage at the reference input of the comparator for the voltage amplitude at the storage capacitor and behind the discharge voltage of the storage capacitor of the peak detector fixing the discharge current.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для поиска витковых замыканий, содержащим трансформатор, вторичная обмотка которого через диод подключена к накопительному конденсатору и на последовательную цепочку, состоящую из проверяемой обмотки электронного ключа силового с управлением от блока управления, согласно изобретению, первичная обмотка трансформатора через электронный ключ преобразователя подключена к источнику постоянного напряжения, а сам электронный ключ преобразователя управляется с выхода ШИМ контроллера, дополнительно последовательно с электронным ключом силовым включен датчик тока, выход датчика тока через пиковый детектор второй поступает на информационный вход компаратора второго, напряжение с накопительного конденсатора через делитель напряжения на резисторах и через блок согласования поступает на вход обратной связи ШИМ контроллера, на вход пикового детектора первого и на вход дифференциатора, а с выхода последнего через выпрямитель, компаратора третий поступает на вход блока управления, выход пикового детектора первого подключен на вход компаратора первого и на опорный вход компаратора второго, выход компаратора первого поступает на индикатор цепи и на первый вход логического блока, а на его второй вход подключен сигнал с выхода компаратора второго, выход логического блока подключен к индикатору витковых замыканий.The problem is solved in that in a device for searching for short circuits containing a transformer, the secondary winding of which is connected via a diode to a storage capacitor and to a series circuit consisting of a tested winding of an electronic power key controlled by a control unit, according to the invention, the primary winding of the transformer through the electronic key of the converter is connected to a constant voltage source, and the electronic key of the converter is controlled from the output of the PWM controller, additional The current sensor is additionally connected in series with the electronic key, the output of the current sensor through the peak detector of the second is fed to the information input of the second comparator, the voltage from the storage capacitor through the voltage divider through the resistors and through the matching unit is fed to the feedback input of the PWM controller, to the input of the peak detector of the first and to the input of the differentiator, and from the output of the latter through the rectifier, the comparator, the third is fed to the input of the control unit, the output of the peak detector of the first is connected to the input of the comparator of the first and to the reference input of the comparator of the second, the output of the comparator of the first goes to the circuit indicator and to the first input of the logic unit, and the signal from the output of the comparator of the second is connected to its second input, the output of the logical unit is connected to the indicator of coil circuits.
Повышение чувствительности обеспечивается тем, что выполняется стабилизация напряжения полного заряда накопительного конденсатора и обеспечивается отслеживание величины напряжения на опорном входе компаратора, как за амплитудой напряжения на накопительном конденсаторе, так и за напряжением разряда конденсатора хранения пикового детектора, предназначенного для фиксации тока разряда.The increase in sensitivity is ensured by the stabilization of the voltage of the full charge of the storage capacitor and the monitoring of the voltage at the reference input of the comparator, both by the amplitude of the voltage at the storage capacitor and the discharge voltage of the storage capacitor of the peak detector designed to fix the discharge current.
Повышение КПД до 90% осуществляется за счет применения высокочастотного метода заряда накопительного конденсатора. При этом трансформатор имеет малые габариты, так как работает на высокой частоте.An increase in efficiency up to 90% is achieved through the use of a high-frequency method of charging a storage capacitor. At the same time, the transformer has small dimensions, as it operates at a high frequency.
Кроме того, легко обеспечивается регулировка амплитуды стабилизированного напряжения на накопительном конденсаторе изменением глубины обратной связи ШИМ контроллера, например, изменением величины одного из резисторов делителя, если его заменить на подстроечный. Это позволяет настроить устройство для поиска в.з. в катушках с широким диапазоном индуктивностей и с разными требованиями на величину испытательного напряжения между витками проверяемой катушки.In addition, it is easy to adjust the amplitude of the stabilized voltage at the storage capacitor by changing the feedback depth of the PWM controller, for example, by changing the value of one of the resistors of the divider, if it is replaced by a trimmer. This allows you to configure the device to search vz. in coils with a wide range of inductances and with different requirements for the value of the test voltage between the turns of the tested coil.
Заявляемое устройство иллюстрируется следующими графическими материалами:The inventive device is illustrated by the following graphic materials:
Фиг. 1 - схема устройства, где:FIG. 1 is a diagram of a device where:
1 - источник постоянного напряжения1 - constant voltage source
2 - трансформатор2 - transformer
3 - электронный ключ преобразователя3 - electronic key converter
4 - ШИМ контроллер4 - PWM controller
5 - диод5 - diode
6 - накопительный конденсатор6 - storage capacitor
7, 8 - резисторы делителя напряжения7, 8 - resistors of the voltage divider
9 - блок согласования9 - matching unit
10 - дифференциатор10 - differentiator
11 - пиковый детектор первый11 - peak detector first
12 - компаратор первый12 - comparator first
13 - компаратор второй13 - second comparator
14 - индикатор цепи14 - circuit indicator
15 - логический блок15 - logical block
16 - индикатор витковых замыканий16 - indicator of turns
17 - проверяемая обмотка17 - tested winding
18 - электронный ключ силовой18 - power electronic key
19 - датчик тока19 - current sensor
20 - пиковый детектор второй20 - peak detector second
21 - выпрямитель21 - rectifier
22 - компаратора третий22 - third comparator
23 - блок управления.23 - control unit.
Фиг. 2 - эпюры напряжений, где:FIG. 2 - stress diagrams, where:
24 - импульсы управления24 - control pulses
25 - напряжение на накопительном конденсаторе25 - voltage across the storage capacitor
26 - напряжение на выходе выпрямителя 2126 -
27 - порог компаратора третьего 2227 - threshold of the
28 - импульсы с выхода компаратора третьего 2228 - pulses from the output of the comparator of the third 22
29 - ток разряда29 - discharge current
30 - напряжение на информационном входе компаратора второго 13 при наличии в.з.30 - voltage at the information input of the comparator of the second 13 in the presence of VZ
31 - напряжение на опорном входе компаратора второго 1331 - voltage at the reference input of the comparator of the second 13
32 - напряжение на информационном входе компаратора второго 13 при отсутствии в.з.32 - voltage at the information input of the comparator of the second 13 in the absence of VZ
Источник постоянного напряжения 1 создает ток через первичную обмотку трансформатора 2, когда электронный ключ преобразователя 3 открыт. Ток отсутствует, когда последний закрыт.The
Управление электронным ключом выполняется по микросхеме ШИМ контроллера 4.The electronic key is controlled by the
Выход трансформатора через диод 5 заряжает накопительный конденсатор 6, и это напряжение через делитель на резисторах 7 и 8 и через блок согласования 9 поступает в качестве сигнала обратной связи по напряжению на вход ШИМ контроллера.The output of the transformer through the
Одновременно это напряжение подключено на вход дифференциатора 10 и на вход пикового детектора первого 11, выход которого соединен со входом компаратора первого 12 и с опорным входом компаратора второго 13.At the same time, this voltage is connected to the input of the
Выход компаратора первого поступает на индикатор цепи 14 и на первый вход логического блока 15, а на второй его вход - сигнал с выхода компаратора второго.The output of the comparator of the first goes to the indicator of the
Выход логического блока поступает на индикатор в.з. 16.The output of the logic block is fed to the
Накопительный конденсатор разряжается на проверяемую обмотку 17 через электронный ключ силовой 18, например, тиристор.The storage capacitor is discharged to the tested winding 17 through an electronic
Ток разряда с датчика тока 19 через пиковый детектор второй 20 поступает на информационный вход компаратора второго.The discharge current from the
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
Высокочастотный преобразователь выполнен на микросхеме ШИМ контроллера 4, электронном ключе преобразователя 3, например, полевом транзисторе, трансформаторе 2, источнике постоянного напряжения 1, выпрямителе 5 и накопительном конденсаторе 6 по одной известной схеме обратноходового преобразователя (в англоязычной литературе - flyback converter), которая зависит от выбранной микросхемы ШИМ контроллера.The high-frequency converter is made on the PWM chip of the
Когда электронный ключ преобразователя 3 открыт, то ток через первичную обмотку трансформатора 2 линейно нарастает и в трансформаторе накапливается энергия. Когда электронный ключ преобразователя закрывается, то энергия с трансформатора от его вторичной обмотки через открытый диод 5 разряжается на накопительный конденсатор 6.When the electronic key of the
На фиг. 2 показаны импульсы управления 24 с выхода ШИМ контроллера. Каждым импульсом управления порция энергии с трансформатора подзаряжает накопительный конденсатор. Напряжение на накопительном конденсаторе имеет вид 25 (ступени заряда не показаны). Количество таких тактов передачи энергии зависит от требуемой энергии на конденсаторе при его полном заряде и порцией энергии, передаваемой за один такт и выбирается исходя из оптимальных критериев при расчете высокочастотного преобразователя с требуемым временем заряда накопительного конденсатора.In FIG. 2 shows
Применение обратноходового преобразователя обусловлено тем, что он не боится коротких замыканий по выходу. Например, когда открывается электронный ключ силовой 18 и происходит разряд накопительного конденсатора 6 на проверяемую обмотку, и создается ток разряда, то ток с выходной обмотки обратноходового преобразователя не превышает величины, обусловленной запасом энергии за один такт, а этот ток значительно меньше тока разряда.The use of a flyback converter is due to the fact that it is not afraid of output short circuits. For example, when the
Если используется другой вариант преобразователя, например, прямоходовой преобразователь, то потребуется усложнение схемы устройства - необходимо отключать преобразователь на время разряда накопительного конденсатора для исключения короткого замыкания по выходу преобразователя.If another version of the converter is used, for example, a straight-through converter, the device circuitry will need to be complicated - it is necessary to disconnect the converter for the duration of the discharge capacitor discharge to exclude a short circuit at the converter output.
Когда напряжение на накопительном конденсаторе 6 достигает требуемой величины, то наступает стабилизация этого напряжения (горизонтальный участок на линии напряжения 25) за счет обратной связи по цепочке: резисторы делителя 7 и 8 - блок согласования, 9 - вход обратной связи ШИМ контроллера 4.When the voltage at the storage capacitor 6 reaches the required value, then this voltage stabilizes (horizontal section on the voltage line 25) due to the feedback on the chain: the resistors of the
Амплитуда этого напряжения запоминается конденсатором пикового детектора первого 11 и с его выхода в виде напряжения 31 подается как опорное на вход компаратора второго и на вход компаратора первого.The amplitude of this voltage is stored by the capacitor of the peak detector of the first 11 and from its output in the form of
Кроме того, напряжение на накопительном конденсаторе через делитель и блок согласования дифференцируется дифференциатором 10 и после выпрямления выпрямителем 21 будет иметь вид напряжения 26. Это напряжение поступает на вход компаратора третьего 22, где сравнивается с пороговым напряжением 27 (на фиг. 1 опорный вход компаратора третьего для подачи напряжения 27 не показан, так как это может быть обеспечено различными схемотехническими решениями, например, ограничением входного напряжения 27) и на выходе этого компаратора при напряжении 26 меньше порогового 27 формируются импульсы 28, которые через блок управления 23 открывают ключ силовой 18. Как видно с эпюр напряжений, импульсы 28 формируются, когда напряжение на накопительном конденсаторе достигает напряжения стабилизации. В блоке управления 23 может быть предусмотрена задержка на открытие электронного ключа силового 18 для гарантированного выхода в режим стабилизации (эта задержка на открытие реализована в блоке управления 23 устройства и по времени равна продолжительности горизонтального участка на линии напряжения 25).In addition, the voltage across the storage capacitor through the divider and matching unit is differentiated by the
Когда после этой задержки электронный силовой ключ открывается, то накопительный конденсатор разряжается, импульсы 28 с выхода компаратора третьего автоматически снимаются, и формируется ток разряда 29, который показан для варианта использования тиристора в качестве электронного ключа силового 18. Отрицательная полуволна этого тока закрывает тиристор, и напряжение на накопительном конденсаторе перезарядится на обратную полярность (энергия из проверяемой обмотки 17 возвращается в энергию на накопительном конденсаторе 6). Поэтому начало каждого цикла заряда накопительного конденсатора начинается с его перезаряда с обратной полярности до нуля, а затем и заряда, как это показано на кривой напряжения 25 на накопительном конденсаторе.When, after this delay, the electronic power switch is opened, the storage capacitor is discharged, the
Амплитуда разрядного тока с выхода датчика тока 19 запоминается на конденсаторе пикового детектора второго 20 и в виде напряжения 32 (если нет в.з.) или напряжения 30 (если есть в.з.) поступает на информационный вход компаратора второго 13.The amplitude of the discharge current from the output of the
На опорный вход этого компаратора поступает напряжение 31 с выхода пикового детектора первого 11.The
Если есть цепь (есть напряжение 31 с выхода пикового детектора первого 11), то на выходе компаратора первого 12 будет логическая единица (положительное напряжение) и будет светиться индикатор цепи 14, а логическая единица на первом входе логического блока разрешает его работу (логический блок повторяет уровень сигнала с выхода компаратора второго).If there is a circuit (there is a voltage of 31 from the output of the peak detector of the first 11), then the output of the comparator of the first 12 will be a logical unit (positive voltage) and the indicator of
Если нет цепи (напряжение 31 близко к нулю), например, преобразователь не работает, то на выходе компаратора первого 12 будет логический нуль (нулевое напряжение) и индикатор цепи не будет светиться, а логический нуль запрещает работу логического блока (на выходе логического блока всегда будет нулевое напряжение и индикатор витковых замыканий не будет светиться).If there is no circuit (
Если есть в.з. в проверяемой обмотке 17, то ток разряда увеличивается, и напряжение 30 на информационном входе компаратора второго 13 станет больше напряжения 31 на его опорном входе и на выходе этого компаратора будет логическая единица, которая при наличии цепи повторяется логическим блоком и будут светиться оба индикатора (индикатор цепи и индикатор витковых замыканий).If there is a wc in the tested winding 17, then the discharge current increases, and the
Если нет в.з. в проверяемой обмотке 17, то ток разряда будет меньше, чем при в.з. и напряжение 32 на информационном входе компаратора второго 13 станет меньше напряжения 31 на его опорном входе и на выходе этого компаратора будет логический нуль, который при наличии цепи повторяется логическим блоком и будет светиться индикатор цепи и не будет светиться индикатор витковых замыканий.If not vz in the tested winding 17, then the discharge current will be less than with the high voltage. and the
Для устранения влияния помех на опорный вход компаратора первого 12 подается напряжение выше уровня помех, но ниже уровня полезного сигнала с выхода пикового детектора первого 11, когда преобразователь работает (на фиг. 1 опорный вход компаратора первого не показан, так как это не принципиально). Это легко обеспечить, так как уровень этого полезного сигнала значительно превышает уровень помех.To eliminate the influence of interference on the reference input of the comparator of the first 12, a voltage is supplied above the level of interference, but below the level of the useful signal from the output of the peak detector of the first 11, when the converter is working (in Fig. 1, the reference input of the comparator of the first is not shown, since this is not important). This is easily ensured since the level of this useful signal is much higher than the level of interference.
Существенным фактором, повышающим чувствительность устройства является условие равенства постоянной времени разряда конденсатора пикового детектора первого 11 постоянной времени разряда конденсатора пикового детектора второго 20. В этом случае, как показано на фиг. 2, опорное напряжение 31 на опорном входе компаратора второго 13 снижается, так же как снижается напряжение на информационном входе этого компаратора 30 или 32 (линии этих напряжений практически параллельны). Таким образом, напряжение на опорном входе компаратора 13 косвенным образом следит за его входным напряжением по информационному входу.An essential factor increasing the sensitivity of the device is the condition that the discharge constant of the capacitor of the peak detector of the first 11 is equal to the constant of the discharge time of the capacitor of the peak detector of the second 20. In this case, as shown in FIG. 2, the
Следовательно, напряжение 32 без витковых замыканий или 30 при витковых замыканиях на информационном входе компаратора 13 могут максимально близко располагаться к уровню напряжения 31 на его опорном входе, а значит, устройство будет выявлять минимальные изменения тока разряда, что повышает чувствительность устройства.Therefore, the
С учетом того фактора, что флуктуации тока разряда из-за колебаний напряжения на накопительном конденсаторе незначительны, что обусловлено стабилизацией напряжения на этом конденсаторе, то это дополнительно повышает чувствительность устройства.Given the fact that fluctuations in the discharge current due to voltage fluctuations on the storage capacitor are insignificant, due to voltage stabilization on this capacitor, this further increases the sensitivity of the device.
В целом устройство имеет большую чувствительность по сравнению с прототипом.In general, the device has greater sensitivity compared to the prototype.
ШИМ контроллер 4 - стандартная микросхема для импульсных источников питания, например, ее можно выбрать из описанных в справочнике (Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. 2-е изд., испр. и доп. - М.: издательский дом "Додека-XXI ", 2001, 608 с.).PWM controller 4 - a standard microcircuit for switching power supplies, for example, it can be selected from those described in the manual (Microcircuits for switching power supplies and their application. 2nd ed., Rev. And add. - M.: Dodeka Publishing House XXI ", 2001, 608 pp.).
В качестве дифференциатора может быть использована самый цепочка конденсатор-резистор, а простейшими вариантами пиковых детекторов 11, 20 - это цепочка диод-конденсатор. Для повышения точности дифференциатор 10, пиковые детекторы 11 и 20 и компараторы 12, 13, 22 могут быть выполнены на операционных усилителях, например, по схемам (Шустов М.А. Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. - СПб.: Наука и техника, 2013. - 352 с.).As a differentiator, the capacitor-resistor circuit itself can be used, and the simplest version of the
Логический блок 15 выполняет простейшую логическую функцию и легко реализуется на логических элементах.The logical unit 15 performs the simplest logical function and is easily implemented on logical elements.
Управление тиристором или другим электронным силовым ключом выполняется по широко известным стандартным схемам.The thyristor or other electronic power switch is controlled by well-known standard circuits.
В качестве датчика тока 19 может использоваться резистор.As a
Трансформатор 2 высокочастотный и выполняется, например, с использованием в качестве магнитопровода ферритового материала.The
Источник постоянного напряжения 1 - это, например, аккумулятор, или бестрансформаторный выпрямитель с емкостным фильтром или любой другой вариант. При этом стабилизация источника постоянного напряжения 1 не требуется.The
Таким образом, практическая реализация устройства не представляет трудностей.Thus, the practical implementation of the device is not difficult.
Для исследований был изготовлен опытный образец устройства ИВЗ-МУ-02, в котором электронный ключ преобразователя выполнен на полевом транзисторе IRFBC40, электронный ключ силовой - на тиристоре ТБ2333-250, ШИМ контроллер - на микросхеме МС33063.For research, a prototype of the IVZ-MU-02 device was manufactured, in which the electronic key of the converter was made on an IRFBC40 field-effect transistor, the electronic power key was made on a TB2333-250 thyristor, and the PWM controller was on an MC33063 chip.
Испытания проводились на заводе "Электротяжмаш". Поиск в.з. выполнялся в катушках тяговых агрегатов А723МУ2, А721АУ2, А728АУ2 до и после установки их в статор.The tests were carried out at the Electrotyazhmash plant. Search vz was performed in the coils of traction units A723MU2, A721AU2, A728AU2 before and after installing them in the stator.
При емкости накопительного конденсатора 8 мкФ импульсное испытательное напряжение превышало 500 B при амплитуде тока разряда более 300 A. Экспериментально подтверждена высокая чувствительность устройства, а высокий КПД обеспечил его малые габариты.With a storage capacitor capacitance of 8 μF, the pulse test voltage exceeded 500 V with a discharge current amplitude of more than 300 A. High sensitivity of the device was experimentally confirmed, and its high efficiency ensured its small dimensions.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201512593A UA116379C2 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | DEVICE FOR SEARCHING CIRCUIT LOCKS IN INDUCTIVES |
UAA201512593 | 2015-12-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2659310C1 true RU2659310C1 (en) | 2018-06-29 |
Family
ID=61615865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151928A RU2659310C1 (en) | 2015-12-21 | 2016-12-27 | Device for searching turn-to-turn short circuits in inductance coils |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2659310C1 (en) |
UA (1) | UA116379C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109188960A (en) * | 2018-08-23 | 2019-01-11 | 东北大学 | A kind of general aerodynamic muscle embedded controller |
RU2708687C1 (en) * | 2019-02-06 | 2019-12-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Multifunctional peak detector |
CN117214636A (en) * | 2023-10-23 | 2023-12-12 | 北京理工大学唐山研究院 | Flyback coil turn-to-turn insulation detection device and control method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4851766A (en) * | 1986-12-15 | 1989-07-25 | Hitachi, Ltd. | Fault diagnosis system for rotor winding of rotary electric machine |
RU2426139C1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-08-10 | Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" | Device to monitor winding turn-to-turn insulation |
JP2013024850A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Toenec Corp | Winding diagnosis system of rotary machine |
RU145159U1 (en) * | 2014-04-21 | 2014-09-10 | Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" | DEVICE FOR CONTROL OF INTERVITAL INSULATION OF WINDINGS |
-
2015
- 2015-12-21 UA UAA201512593A patent/UA116379C2/en unknown
-
2016
- 2016-12-27 RU RU2016151928A patent/RU2659310C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4851766A (en) * | 1986-12-15 | 1989-07-25 | Hitachi, Ltd. | Fault diagnosis system for rotor winding of rotary electric machine |
RU2426139C1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-08-10 | Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" | Device to monitor winding turn-to-turn insulation |
JP2013024850A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Toenec Corp | Winding diagnosis system of rotary machine |
RU145159U1 (en) * | 2014-04-21 | 2014-09-10 | Закрытое акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" | DEVICE FOR CONTROL OF INTERVITAL INSULATION OF WINDINGS |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109188960A (en) * | 2018-08-23 | 2019-01-11 | 东北大学 | A kind of general aerodynamic muscle embedded controller |
CN109188960B (en) * | 2018-08-23 | 2020-10-16 | 东北大学 | Universal pneumatic muscle embedded controller |
RU2708687C1 (en) * | 2019-02-06 | 2019-12-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Multifunctional peak detector |
CN117214636A (en) * | 2023-10-23 | 2023-12-12 | 北京理工大学唐山研究院 | Flyback coil turn-to-turn insulation detection device and control method |
CN117214636B (en) * | 2023-10-23 | 2024-06-07 | 北京理工大学唐山研究院 | Flyback coil turn-to-turn insulation detection device and control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA116379C2 (en) | 2018-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9488680B2 (en) | Voltage peak detection circuit and detection method | |
US8665614B2 (en) | Control method and device for switching power supplies having more than one control mode | |
US9755522B2 (en) | Method and device for controlling a multiphase resonant DC/DC converter, and corresponding multiphase converter | |
US9673718B2 (en) | Voltage conversion method and voltage converter | |
US9742291B2 (en) | Control circuit and related integrated circuit and switching-type converter | |
US8115460B2 (en) | Power conversion with zero voltage switching | |
RU2659310C1 (en) | Device for searching turn-to-turn short circuits in inductance coils | |
CN105656312A (en) | Switching power supply device | |
US9774262B2 (en) | Current resonance type power supply device | |
US20130329468A1 (en) | Switching controller with clamp circuit for capacitor-less power supplies | |
EP2942856A1 (en) | Magnetic field energy harvesting device | |
US20160294292A1 (en) | Circuit and Method for Driving Synchronous Rectifiers for High-Frequency Flyback Converters | |
KR20120030025A (en) | Sampled charge control for resonant converter | |
US20140098577A1 (en) | Method to control a minimum pulsewidth in a switch mode power supply | |
Liu et al. | Real-time adaptive timing control of synchronous rectifiers in high frequency GaN LLC converter | |
JP4454530B2 (en) | Power factor correction circuit | |
Mateu et al. | Modified parallel SSHI AC-DC converter for piezoelectric energy harvesting power supplies | |
Huang et al. | A novel driving scheme for synchronous rectifier in MHz CRM flyback converter with GaN devices | |
RU2523109C1 (en) | Induction supply metre analyser | |
SE416165B (en) | DEVICE INCLUDING A TRANSFORMER FOR STEP VARIABLE VOLTAGES | |
US11632033B2 (en) | Switching control circuit and power supply circuit | |
US20150256098A1 (en) | Mains power converter, and methods of operating and equipment incorporating the same | |
JPH01311864A (en) | Switching system stablizing electric source device | |
Moon et al. | Power flow control and regulation circuits for magnetic energy harvesters | |
EP2775604A1 (en) | A mains power converter, and methods of operating and equipment incorporating the same |