Пристрій для виявлення виткових замикань в котушках індуктивностей

Реферат: Пристрій для виявлення виткових замикань в котушках індуктивностей належить до вимірювальної техніки, зокрема до пристроїв для контролю виткових замикань в обмотках електричних машин і апаратів. Пристрій містить формувач імпульсів та електронний ключ, який керується з виходу формувача імпульсів. Електронний ключ виконаний у вигляді однонаправленого ключа, до якого послідовно включені діод і контур, який містить паралельно з'єднані котушку, що перевіряється, і конденсатор з накопиченням енергії в котушці, що перевіряється, виводи якої через діодний міст, фільтр нижніх частот і компаратор підключені до індикатора. Технічним результатом є підвищення надійності пристрою та точності виявлення виткових замикань в котушках індуктивностей. UA 114949 C2 (12) UA 114949 C2 UA 114949 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до вимірювальної техніки, зокрема до пристроїв для контролю виткових замикань в обмотках електричних машин і апаратів. Багато пристроїв (наприклад, А.С. СРСР № 99410, заявка № 6844/448769 від 20.02.1954 р., опубліковано в "Бюллетене изобретений" № 12 за 1954 р.) використовують накопичувальний конденсатор, який заряджається в перший напівперіод, а в другий напівперіод конденсатор розряджається на обмотку, що перевіряється. Такі пристрої мають сильну залежність напруги або струму в випробуваній обмотці від розкиду індуктивностей обмоток. Спосіб виявлення виткових замикань в електричних обмотках (А.С. СРСР № 434339, заявка № 1810620/24-7 від 11.07.1972 р., опубліковано 30.06.74, бюл. № 24, дата опублікування опису 31.10.74 р.) полягає в подачі імпульсного струму на обмотку, що перевіряється. В момент проходження струму через нульове значення обмотку відключають від джерела і спостерігають за напругою на обмотці. Якщо є виткове замикання, то напруга спадає по експоненті, а якщо немає, то напруга дорівнює нулю. Спосіб не відрізняється високою чутливістю до виткових замикань. Найбільш близьким до заявленого пристрою є пристрій (Теоретические и практические принципы испытаний електродвигателей. Risatti instruments, 28.01.2004, ТОВ "Елтехнікс", www.eltekhnics.ru). Пристрій містить регульований автотрансформатор, напруга з якого подається на підвищувальний трансформатор, а з виходу трансформатора в перший напівперіод мережевої напруги через діод заряджається накопичувальний конденсатор. Під час другого напівперіоду мережі замикається ключ і накопичувальний конденсатор розряджається на обмотку, що перевіряється. За формою затухаючих коливань напруги на обмотці, що перевіряється, судять про наявність або відсутність виткових замикань в обмотці. Недоліком пристрою є необхідність стежити за фазою напруги з метою вибору моменту відкривання електронного ключа, необхідність використання двонаправленого електронного ключа для забезпечення двонаправленого протікання струму через обмотку, що перевіряється, необхідність візуального спостереження за формою затухаючих коливань, для регулювання амплітуди потрібно регульований автотрансформатор. В основу винаходу поставлена задача усунення зазначених недоліків. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для виявлення виткових замикань в котушках індуктивностей, що містить формувач імпульсів, електронний ключ, який управляється з виходу формувача імпульсів, відповідно до винаходу, з метою підвищення достовірності виявлення виткових замикань і спрощення пристрою, двонаправлений ключ замінений однонаправленим з послідовно включеними діодом і контуром з паралельно з'єднаних котушкою, що перевіряється і конденсатором з накопиченням енергії в котушці, що перевіряється, виводи якої через діодний міст, фільтр нижніх частот і компаратор підключені до індикатора. Конструкція, що заявляється, пояснюється наступними графічними зображеннями, де на фіг. 1 зображена структурна електрична схема пристрою, на фіг. 2 - епюри електричних процесів. Пристрій містить: джерело постійної напруги 1, формувач імпульсів 2, конденсатор контуру 3, котушка, що перевіряється 4, діод 5, електронний ключ 6, міст діодний 7, фільтр нижніх частот 8, компаратор 9, індикатор 10. Джерело постійної напруги одним полюсом живить формувач імпульсів 2, вихід якого підключений до керуючого входу односпрямованого електронного ключа 6, наприклад, до затвору польового транзистору і до контуру з паралельного з'єднання конденсатора 3 і котушки 4, який через діод 5 з'єднаний з верхнім виводом ключа, а його нижній вивід підключений до другого полюса джерела. Напруга з котушки 4 через діодний міст 7, фільтр нижніх частот 8 і компаратор 9 підключено, до індикатора 10, наприклад, світлодіоду. Пристрій працює наступним чином. Формувач імпульсів 2 подає на керуючий вхід ключа 6 імпульси 11, які відкривають його на час тривалості імпульсу Ті. За час дії цього імпульсу у перевіреній котушці з індуктивністю L накопичується енергія: 2 W=0,5*L*Im , де Іm - амплітуда струму у котушці, що перевіряється, яка досягає за час Ті величини: Іm=U*Ti/L, де U - напруга джерела живлення 1. Кількість накопичуваної енергії регулюється тривалістю імпульсу Ті. По закінченню імпульсу Ті ключ закривається і напруга на контурі буде мати вигляд затухаючих коливань 12. При цьому енергія з індуктивності L переходить в енергію на конденсаторі С, потім з конденсатора знову в індуктивність і так далі до повного загасання коливань. 1 UA 114949 C2 5 10 15 Втрати енергії через односпрямований ключ не відбувається, тому що діод 5 не пропускає півхвилю однієї полярності, а ключ півхвилю іншої полярності. Амплітуду першого імпульсу Um визначимо з рівності енергій на індуктивності і ємності: Um=U*Ti*1/LC. Час загасання тим більше, чим менше активний опір обмотки, що перевіряється. При наявності виткового замикання в обмотці, що перевіряється, що еквівалентно збільшенню активного опору обмотки, згасання буде за менший час і напруга буде мати вигляд затухань коливань 15. Частота власних коливань Fo: Fo=(1/2π)*1/LC. Після двополуперіодного випрямлення напруга буде мати вигляд 13 (без виткового замикання) або 16 (при наявності виткового замикання). Відповідно середнє значення напруги 14 після фільтра нижніх частот без виткового замикання буде більше середнього значення напруги 17 при наявності виткового замикання. Компаратор налаштовується на середнє значення між рівнями 17 і 14 і тоді індикатор фіксує наявність витків замикання. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Пристрій для виявлення виткових замикань в котушках індуктивностей, що містить формувач імпульсів та електронний ключ, який керується з виходу формувача імпульсів, який відрізняється тим, що електронний ключ виконаний у вигляді однонаправленого ключа, до якого послідовно включені діод і контур, який містить паралельно з'єднані котушку, що перевіряється, і конденсатор для накопичення енергії в котушці, що перевіряється, виводи якої через діодний міст, фільтр нижніх частот і компаратор підключені до індикатора. 2 UA 114949 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3