SU1686529A1 - Устройство дл контрол межконтактного зазора электромагнитного коммутационного аппарата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к приборам и средствам измерени , и предназначено дл  измерени  межконтактного зазора электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА). Цель изобретени  - упрощение контрол  ЭМКА за счет измерени  исключени  операции подачи напр жени  на его обмотку. Устройство дл  контрол  межконтактного зазора содержит выводы дл  подключени  контролируемых контактов, диодный мост, конденсатор , шесть диодов, четыре резистора, контактор с одним нормально замкнутым и одним нормально разомкнутым контактами, два оптрона. три тиристора, два трансформатора , блок разв зки, генератор, триггер Шмитта, два посто нных программируемых запоминающих устройства, два индикатора; реверсивный счетчик, делитель частоты, двоичный счетчик, два цифроэнэлоговчх преобразовател , три компаратора, два блока задани , высоковольтный преобразователь . На основании линейной зависимости напр жени  пробо  среды, расположенной между контактами контролируемо- j устройства, от рассто ни  между этими контактами последнее определ етс  по величине пробо . 1 табл. 4 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к приборам и средствам измерени , и предназначено дл  измерени  техноконтактного зазора электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА).

Цель изобретени  - упрощение контрол  ЭМКА за счет исключени  операции подачи напр жени  на его обмотку.

На фиг. 1 -3 представлена блок-схема устройства дл  контрол  межконтактного зазора ЭМКА; на фиг.4 - графики напр жений в узлах блок-схемы устройства.

В таблице приведена прошивка первого посто нного программируемого запоминающего устройства (ППЗУ) 20.

Устройство дл  контрол  межконтактного зазора ЭМКА (фиг.1-3) содержит диодный мост 1, конденсатор 2, первый диод 3,

кнопку 4, первый 5 и второй б резисторы, контактор 7 с размыкающим 8 и замыкающим 9 контактами, первый 10 и второй 11 оптроны, третий резистор 12, первый тиристор 13, второй диод 14. первый трансформатор 15, блок 16 разв зки, генератор 17, триггер Шмитта 18, третий диод 19, первое ППЗУ 20, первый индикатор 21, реверсивный счетчик 22, делитель 23 частоты, блок 24 согласовани , двоичный счетчик 25, первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 26, второй ЦАП 27, второе ППЗУ 28, первый компаратор 29, второй компаратор 30, второй индикатор 31. первый блок 32 задани , второй блок 33 задани , третий компаратор 34, четвертый 35 и п тый 36 диоды, второй 37 и третий 38 тиристоры, высоковольтный преобразователь 39, второй трансформатор

О 00

о ел ю

Ч)

40, шестой диод 41, четвертый резистор 42, причем фазный провод источника питани  подключаетс  к первому входу диодного моста 1 и через контакт 8 контактора 7 - с анодами первого диода 3 и первого тиристора 13, катодом второго тиристора 37, первым выводом первой вторичной обмотки первого трансформатора 15, а нулевой вывод источника питани  подключаетс  к второму входу диодного моста 1 и к второму входу преобразовател  высоковольтного 39, первый вход которого соединен с анодами второго диода 14, второго тиристора 37, катодом первого тиристора 13, первым выводом второй вторичной обмотки первого трансформатора 15, второй вывод которой вместе с катодом второго диода 14 подсоединены к управл ющему электроду первого тиристора 13, а второй вывод первой вторичной обмотки первого трансформатора 15 вместе с катодом первого диода 3 подключены к управл ющему электроду второго тиристора 37.

Первый выход диодного моста 1 соедин етс  с первым входом блока 16 разв зки, первым выводом конденсатора 2, катодом третьего тиристора 38, анодом третьего диода 19, первым выводом вторичной обмотки второго трансформатора 40, второй вывод которой вместе с катодом третьего диода 19 подключены к управл ющему электроду третьего тиристора 38, анод которого соединен с первым выводом обмотки контактора 7, анодом светодиода первого оптрона 10, катодом светодиода второго оптрона 11, второй вывод обмотки контактора 7 соединен с первым выводом кнопки 4 и первым выводом первого резистора 5, второй вывод которого подключен к катоду светодиода, первого оптрона 10 и к аноду светодиода второго оптрона 11.

Второй вывод кнопки присоедин етс  к второму выводу конденсатора 2 и катоду четвертого диода 35, анод которого вместе с вторым входом блока 16 разв зки подключены к второму выходу диодного моста 1. Выход блока 16 разв зки соединен с входом триггера Шмитта 18. Источник напр жени  логической единицы подключен к входам 1...N реверсивного счетчика 22 и к катодам фотодиодов второго 11 и первого 10 оптро- нов, анод фотодиода первого оптрона 10 соедин етс  с первым вы водом третьего резистора 12 и входами Р делител  частоты 23 и двоичного счетчика 25, анод фотодиода второго оптрона 11 соединен с первым выводом четвертого резистора 42 и с входом 4 первого ППЗУ 20, вторые выводы четвертого 42 и третьего 12 резисторов соедин ютс  с общей шиной.

Входы 1-5 первого ППЗУ 20 соединены соответственно с выходом генератора 17 и катодом п того диода 30, выходом триггера Шмитта 18, выходом второго компаратора

30, выходом третьего компаратора 34. Выходы 1-7 первого ППЗУ 20 соединены соответственно с входом реверсивного счетчика 22, входом С реверсивного счетчика 22, входом С делител  чистоты 23, входом

блока 24 согласовани , входами Н, Б, М второго индикатора 31. Выходы 1 ...N реверсивного счетчика 22 подключаютс  к соответствующим входам второго ЦАП 17, выход которого соединен с инвертирующим

входом первого компаратора 29. Выход первого компаратора 29 вместе с катодом шестого диода 41 подключены к первому выводу первичной обмотки первого трансформатора 15, второй вывод которой подсоединен к

анодам п того 36 и шестого 41 диодов.

Выход делител  23 частоты соедин етс  входом С двоичного счетчика 25, выходы 1...N которого соединены с соответствующими входами первого ЦАП 26 и второго

ППЗУ 28, выходы которого подключены к входам первого индикатора 21. Общий вывод сегментов первого индикатора 21 соединен с выходом блока 24 согласовани . Выход первого цап 26 подключен к пр мым

входам первого 29, второго 30 и третьего 34 компараторов. Инверсные входы второго 30 и третьего 34 компараторов соединены соответственно с выходами второго 33 и первого 32 блоков задани . Первый вывод

первичной обмотки второго трансформатора 40 соединен с первым выводом второго резистора 6, второй вывод которого подключаетс  к первому провер емому контакту, второй вывод первичной обмотки второго

трансформатора 40 соединен с первым выходом высоковольтного преобразовател  39 и первым выводом замыкающего контакта 9 контактора 7, второй вывод которого вместе с вторым выходом высоковольтного преобразовател  39 соединен с вторым провер емым контактом.

Устройство работает следующим образом .

С выхода диодного моста 1 пульсирующее напр жение с частотой, в 2 раза больше частоты питающей сети, через блок 16 разв зки , служащий дл  гальванической разв зки , прикладываетс  к входу триггера

Шмитта 18, который формирует на выходе короткие отрицательные импульсы, совпадающие по времени с моментом перехода сетевого напр жени  через нулевое значение (фиг.4). На первый вход первого ППЗУ 20 поступают импульсы с генератора 17. Частота генератора 17 определ етс  по фор- муле:

+ i(1 )fr :

где N - число разр дов реверсивного счетчика 22,

Kv - коэффициент усилени  первого компаратора 29;

К3 - коэффициент запаса по усилению первого компаоатора 29,

fc - частота питающей сети

Например, при fc - 400 Гц, N - 8, Kv 10000, Кз 10, частота генератора 17 должна составл ть около 204600 Гц При этой частоте на выходе второго ЦАП 27 формируетс  ступенчатое убывающее напр жение (фиг.4), состо щее примерно из 240-250 ступеней , которое никогда не достигает нуле- вого значени .

В момент начала измерени  на всех выходах двоичного счетчика 25 логические нули , на выходе первого ЦАП 26 напр жение равно нулю, и на выходах первого 29, второ го 30 и третьего 34 компараторов низкие уровни. Поскольку тиристор 38 закрыт и све- тодиод второго оптрона 11 не светитс , на четвертый вход первого ППЗУ 20 поступает низкий уровень четвертого резистора 42.

В момент перехода сетевого напр жени  через нулевое значение на втором входе первого ПП32 20 низкий уровень напр жени  (табл. код. О и 1). При этом на всех выходах первого ППЗУ 20, кроме пер- вого, низкие уровни, напр жени  во все разр ды реверсивного счетчика 20 записываютс  логические единицы После перехода сетевого напр жени  через нулевое значение на входе 2 ППЗУ 20 по вл етс  высокий уровень Теперь, в тот момент, когда напр жение на выходе генератора 17 имеет низкий уровень, на выходе 1 ППЗУ 20 также формируетс  низкий уровень (табл , код 2) и двоичный код на выходе реверсив- ного счетчика 22 уменьшаетс  на единицу Таким образом, в течение каждого полупериода сетевого напр жени  на выходе ЦАП 27 формируетс  ступенчатое убывающее напр жение.

Запись информации в делителе частоты 23 и двоичном счетчике 25 происходит в момент перехода сетевого напр жени  через нулевое значение, когда на выходе 3 ППЗУ 20 низкий уровень напр жени . Дели- тель 23 частоты необходим дл  создани  задержки по времени, необходимо дл  анализа . Таким образом, по мере накоплени  информации в двоичном счетчике 25, на выходе первого ЦАП 16 формируетс  ступенчатое возрастающее напр жение (фиг.4), которое прикладываетс  к пр мым входам первого 29, второго 30 и третьего 34 компараторов В тот момент, когда напр жение на выходе первого ЦАП 26 достигнет уровн , имеющегос  на выходе второго блока 33 задани  (с помощью блока 33 задани  устанавливаетс  минимальное значение допустимой величины измер емого межконтактного зазора, с помощью блока 32 задани  - максимальное значение, на выходе второго компаратора 30 образуетс  высокий уровень, который прикладываетс  к входу 3 ППЗУ 20 (табл , код 4. .7), других изменений в работе устройства не происходит

По мере сравнени  первым компаратором 29 двух ступенчатых напр жений - с выхода второго ЦАП 27 и с выхода первого ЦАП 26, на его выходе формируютс  серии импульсов измен ющейс  скважности (фиг 4), в течение каждой из которых к первичной обмотке первою трансформатора 15 через п тый диод 36 прикладываетс  напр жение с выхода генератора 17.

В результате угол открывани  тиристоров 37 и 13 постепенно уменьшаетс  (фиг.4) и высокое напр жение на выходе высоковольтного преобразовател  39, прикладываемое к провер емому контакту через первичную обмотку второго трансформатора 40 и второй оезистоо 6, постепенно растет (фиг.4). Диоды 3 и 14 служат дл  защиты v травл ющих электродов тиристоров от отрицательных импульсов, диод 41 нужен дл  гашени  импульса ЭДС самоиндукции в первичной обмотке трансформатора 15.

В определенный момент времени напр жение на выходе высоковольтного преобразовател  39 достигнет такого уровн , что произойдет искровой пробой в провер емом контакте Импульс тока, возникающий при этом, проходит через первичную обмотку второго трансформатора 40 и вызывает возникновение импу/и.а напр жени  во вторичной обмотке, котсоый открывает третий тиристор 38, срабатывает контактор 7, который снимает питание с высоковольтного преобразовател  39 своим размыкающимс  контактом 8 и шунтирует выход высоковольтного преобразовател  39 замыкающимс  контактом 9, что способствует быстрому гашению искрового разр да и безопасности автоматического переключател  на следующий провер емый контакт. Светодиод первого оптрона 11 загораетс , и на входе 4 первого ППЗУ 20 по вл етс  высокий уровень Второй резистор б служит дл  ограничени  тока разр да, он предотвращает повреждение контактов в процессе проверки.

Высокий уровень на входе 5 первого ППЗУ 20 по вл етс  в тот момент, когда напр жение на выходе первого ЦАП 26 до стигнетуровн , имеющегос  на выходе первого блока 32 задани .

Если высокий уровень на четвертом входе первого ППЗУ 20 по вилс  до того, как напр жение на выходе первого ЦАП 26 успело подн тьс  до уровн , заданного вторым блоком 33 задани , на третьем и п том входах первого ППЗУ 20 низкие уровни. При этом на седьмом выходе первого ППЗУ 20 по вл етс  напр жение логической единицы (табл, код 8-11) и второй индикатор 31 высвечивает сигнал Меньше нормы.

Если высокий уровень на чет аертом входе первого ППЗУ 20 по вилс  в тот момент, кода напр жение на выходе первого ЦАП 26 подн лось до уровн , превышающего напр жение на выходе второго блс -.а 33 задани , но меньшего напр жени  на выходе первого блока 32 задани , на третьем входе первого ППЗУ 20 имеетс  уровень логической единицы, а на п том входе - уровень логического нул  (табл., код, 12...15). При этом высокий уровень образуетс  на выходе 5 первого ППЗУ 20, и второй индикатор 31 высвечивает сигнал Норма.

Если высокий уровень на четвертом входе первого ППЗУ 20 по вл етс  в момент, когда напр жение на выходе ЦАП 26 превысило уровни, определ емые блоками 33 и л2 задани , на третьем и п том входах первого ППЗУ 20 высокие уровни. При этом высокий уровень напр жени  образуетс  на шестом выходе ППЗУ 20 (табл., код 28...31) индикатор 31 высвечивает сигнал Больше нормы .

Во всех трех случа х при образовании высокого уровн  на входе 4 первого ППЗУ 20 на его четвертом выходе также по вл етс  высокий уровень, который поступает на вход блока 24 согласовани , усиливаетс  там по току и подаетс  на общую точку сегментов первого индикатора 21, управл емого второго ППЗУ 28. Последний используетс  в качестве специализированного дешифратора и программируетс  на основании экспериментальных данных в зависимости от характера внешней среды, в которую помещен провер емый контакт: воздух при нормальном атмосферном давлении , инертный газ и воздух при пониженном давлении, и др. Таким образом, при по влении разрешающего высокого уровн  на четвертом выходе первого ППЗУ 20 первый индикатор 21 высвечивает значение межконтактного зазора провер емого контакта в мм. На первом и втором выходах ППЗУ 20 поддерживаютс  уровни, при которых в реверсивный счетчик 22 записываетс  наибольшее число и вычитание импульсов

запрещено, на третьем выходе ППЗУ 20 уровень , запрещающий дальнейший счет импульсов двоичным счетчиком 25 и состо ние на его выходах, таким образом, фиксируетс ,

0В случае, если межконтактное рассто ние провер емого контакта значительно больше нормы, напр жение на выходе высоковольтного преобразовател  39 подни маетс  до максимального уровн , и так как

5 разр да в межконтактном промежутке не происходит, на входах ППЗУ 20 будут циклически повтор тьс  коды 0...7, 20...23, индикатор 21 погашен, инди сатор 31 периодически высвечивает сигнал Больше

0 нормы.

Коды 16 ..19, 24. .27 запрещены, поскольку в этих случа х напр жение на выходе второго блока 33 задани  превышает напр жение на выходе первого блока 32

5 задани .

Дл  обеспечени  точности счетчики 22, 25 выполн ютс  многоразр дными. Замыкающий контакт 9 контактора 7 дл  предот- вращен  искрового разр да в нем в

0 разомкнутом состо нии должен иметь меж- конгактное рассто ние, превышающее рассто ние между контактами провер емых аппаратов Высоковольтный преобразователь 39 может быть выполнен по схеме ум5 ножени  напр жени . В качестве ЦАП могут быть использованы ступенчатые резистив- ные матрицы. При низкой точности измерений вместо блоков 33 и 32 задани  могут быть использованы переменные резисторы

0 с градуированной шкалой.

Предлагаемое устройство без изменени  конструкции может быть использовано дл  измерени  прочности изол ции посто нным напр жением,

Claims (1)

1. 5Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  межконтактного зазора электромагнитного коммутационного аппарата (ЭМКА), содержащее выводы дл  подключени  источника пита0 ни , выводы дл  подключени  контактов контролируемого ЭМКА и первый резистор, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  контрол  ЭМКА за счет исключени  операции подачи напр жени  на его

   5 обмотку, в него дополнительно введены диодный мост, конденсатор, шесть диодов, кнопка, три резистора, контактор, два опт- рона, три тиристора, два трансформатора, блок разв зки, блок согласовани , генератор триггер Шмитта, два посто нных программируемых запоминающих устройства (ППЗУ), два индикатора, реверсивный счетчик , делитель частоты, двоичный счетчик, два цифроаналоговых преобразовател  (ЦАП), три компаратора, два блока задани , высоковольтный преобразователь, причем указанной контактор имеет размыкающий и замыкающий контакты, при этом первый вывод дл  подключени  источника питани  соединен с первым выходом диодного места , а через размыкающий контакт контактора соединен с первым выходом первой вторичной обмотки первого трансформатора , анодом первого диода, катодом первого тиристора, анодом второго тиристора, катод которого соединен с анодом первого тиристора , анодом второго диода, первым выходом второй вторичной обмотки первого трансформатора, и первым входом высоковольтного преобразовател , второй вход которого соединен с вторым БЬНУДОМ дл  подключени  источника питани  и вторым входом указанного диодного моста, первый выход которого соединен с первым выходом вторичной обмотки второго трансформатора , анодом третьего диода, катодом третьего тиристора, первым входом блока разв зки и первым выводом конденсатора, при этом второй выход диодного моста соединен с вторым входом блока разв зки, анодом четвертого диода, катод которого соединен с второй обкладкой конденсатора и первым выводом кнопки, второй вывод которой соединен с первым выводом первого резистора и первым выводом обмотки указанного контактора, второй вывод обмотки контактора соединен с первым входом первого оптрона, первым входом второго оптрона и анодом третьего тиристора , управл ющий электрод которого соединен с анодом третьего диода и вторым выходом вторичной обмотки второго трансформатора , при этом второй воход первого оптрона соединен с вторым входом второго оптрона и вторым выводом первого резистора , причем первый вывод первичной обмотки второго трансформатора соединен через второй резистор с первым выводом дл  подключени  контактов контролируемого ЭМКА, а второй вывод первичной обмотки второго трансформатора соединен с первым выходом высоковольтного преобразовател , который через замыкающий контакт контактора соединен с вторым выходом высоковольтного преобразовател  и

   вторым выводом дл  подключени  контактов контролируемого ЭМКА, при этом первый выход первого оптрона соединен с первым выводом третьего резистора, вхо- 5 дом делител  частоты и R входом двоичного счетчика, второй выход первого оптрона соединен с первым выходом второго оптрона и D-входами реверсивного счетчика, а второй выход второго оптрона соединен с пер0 вым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора и соединен с вторым выводом дл  подключени  источника питани , выход укэзат ого генератора соединен

   5 с первым входом первого ППЗУ и катодом п того диода, анод которого соединен с анодом шестою ДИОДР и первым входом первичной обмотки первого трансформатора, второй вход которой соединен с катодом

   0 шестого диода и выходом первого компаратора , выход указанного блока разв зки соединен с входом триггера Шмитта, выход которого соединен с вторым входом первого ППЗУ, третий вход которого соединен с вы5 ходом второго компаратора, а четвертый вход первого ППЗУ соединен с вторым выходом второго оптрона, при этом п тый вход первого ППЗУ соединен с выходом третьего компаратора, инверсный которого соа0 динен с выходом первого блока задани , выход второго блока задани  соединен с инверсным входом второго компаратора, пр мой вход которого соединен с пр мыми входами первого и третьего компараторов и

   5 входом первого ЦАП, аыход второго ЦАП оединен с инверсным входом первого компаратора , при этом первый выход первого ПЛЗУ соединен с входом -1 реверсивного счетчика, С-вход которого соединен с вто,0 рым выходом указанного ППЗУ, третий выход первого ППЗУ соединен с тактовым входом делител  частоты, выход которого соединен с тактовым входом двоичного счетчика, выходы которого подключены к со5 ответствующим входам первого ЦАП и второго ППЗУ, выходы ко. :;юго соединены с соответствующими входами первого индикатора , общий вывод которого соединен с выходом блока согласовани , вход которого

   0 соединен с четвертым выходом первого ППЗУ, п тый выход первого ППЗУ соединен с входом Н второго индикатора, шестой выход первого ППЗУ соединен с входом Б второго индикатора, вход М которого соединен

   5 с седьмыми выходом первого ППЗУ.

   0

   fl« /k.

   т

   Л

   Д npol Lp3CS10HIЈ

   контакту

   и.

   а

   ъ

   L

   «,

   ffЛ

   а