Способ обнаружения дефектов обмоток якоря электрической машины и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов обмоток якоря электрической машины в процессе производства . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение производительности за счет возможности определения сразу нескольких видов дефектов, В устройство, содержащее импульсный генератор 7 и блок 18 индикации, введены генератор 1, формирователь 2 импульсов, / счетчик 3, триггер 4, дешифраторы 5 и 17, блок 6 преобразователей, аналоговый коммутатор 8, блок 9 компараторов , элемент ИЛИ 10, элементы И 11-13, триггеры 14-16 и соответствующие связи. На обмотки контролируемого якоря подают возбуждающее воздействие в виде напряжения постос янного и переменного тока, а контроль- 58 ный сигнал в виде суммы постоянного и переменного напряжения снимают непосредственно с контролируемой обмотки в установившемся режиме. 2с, и 1 з.п.ф-лы, 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 R ..31/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4748492/21 (22) 09.08.89 (46) 15.12.91. Бюл. Р 46 (71) Винницкий электротехнический завод и Винницкий политехнический институт (72) Л.И. Тимченко, Н. П. Марцев, А.М. Пригоцкий, А.И. Бабий, Е.А. Ходяков и С.Н. Беляев (53) 621.317.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1302216, кл. С 01 R 31/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР ,11 - 1328772, кл. g 01 R 31/06, 1985.. (54) СПОСОБ ОБНАРУИЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ОБМОТОК ЯКОРЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИИШ%1

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ1 1ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов обмоток якоря электрической машины в процессе производстÄÄSUÄÄ 1698846 А1

2 ва. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение производительности за счет возможности определения сразу нескольких видов дефектов, В устройство, содержащее импульсный генератор 7 и блок 18 индикации, введены генератор 1, формирователь 2 импульсов, счетчик 3, триггер 4, дешифраторы

5 и 17, блок 6 преобразователей, аналоговый коммутатор 8, блок 9 компараторов, элемент ИЛИ 10, элементы И 11 — 13, триггеры 14-16 и соответствующие связи. На обмотки контролируемого якоря подают возбуждающее воздействие в виде напряжения постоянного и переменного тока, а контрольный сигнал в виде суммы постоянного и переменного напряжения снимают непосредственно с контролируемой обмотки в установившемся режиме. 2 с. и 1 з.п.A-лы, 4 ил.

169884

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов обмоток якоря электрической машины в процессе ее производства. 5

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение производительности за счет возможности определения сразу нескольких видов дефектов.

На фиг. 1 приведена схема устрой .ства; на фиг. 2 — схема блока преоб,разования; на фиг. 3 — электрическая схема реализации описываемого спосо-ба; на фиг. 4 — кривая изменения

15 напряжения в контролируемой точке.

Устройство содерх<ит (фиг. 1) генератор 1, формирователь 2 импульсов (ФИ), счетчик 3, триггер 4, дешифратор 5, блок 6 преобразовайия 20 (БП), генератор 7 импульсов (ГИ), аналоговьпт коммутатор (ЛК) 8, блок 9 компараторов (БК), элемент 10 ИЛИ, элементы t 1-13 И, триггеры 14-16, дешифратор 17, блок 18 индикации (БИ), входная шина которого соединена с выходной шиной дешифратора 17, первый вход которого соелинен с вы ходом триггера 14, установочный вход которого соединен с установочными вхо-30 дами триггеров 15 и 16 и выходом триггера 4, выходы триггеров 15 и 16 соединены соответственно со вторым и третьим входами дешифратора 17, тактирующий вход триггера 15 соединен 3 с выходом элемента 12 И первый вход которого соединен с третьим выходом

БК 9, четвертый выход которого соединен с первым входом элемента 13 И, ттьжод которого соединен с тактиру- 40 ющим входом триггера 16, второй вход элемента 13 И соеттинет< с вторыми входами элементов 11 и 12 И, выходом Ф1 2, вь<ход элемента 11 И соединен с тактирующим входом триггера 14, а первый вход элемента 11 И соединен с выходом элемента 10 ИЛИ, первый и второй входы которого оединены соответственно с первым и вторым выходами БК 9, вход которого соединен с выходом ЛК 8, входы 20. 1-20.п которого соединены соответственно с выходами 21.1-21 .и БК 6, адресные входы 22.1-22.п которого соединены соответственно с вы.:одами 23.1-23.п

55 дешифратора 5, входная шина которого соединена с входной шннсй АК 8 и выходной шиной счетчика 3, вход которого соединен с входом ФИ 2, выходом

6 4 генератора 1 и тактирующим входом триггера 4, установочный вход которого соединен с установочным входом

19 устройства, информационные входы

24 ° 1-24.п которого соединены соответственно с информационными входами

25.1-25.п БК 6, управляющий вход которого соединен с выходом ГИ 7.

Генератор 1 (фиг, 1) предназначен для выработки прямоугольных импульсов тактовой частоты.

ФИ 2 предназначен для формирования узких импульсов по срезу сигналов тактовой частоты и может быть выполнен на разностных элементах или одI новибраторе. (К155АГЗ) .

Счетчик 3 предназначен для прямого счета сигналов тактовой частоты и представляет собой обычный двоичный суммирующий счетчик.

Дешифратор 5 предназначен для преобразования двоичного кода, поступающего на его адресные входы, в код "1" из "N" и представляет собой обычный дешифратор.

hK 6 предназначен для ттреобраэования сопротивлений обмоток якоря электрической машины в напряжении и формирования контрольных сигналов, по величине которых судят о наличии дефектов в обмотках якоря.

БП 6 содержит (фиг. 2) преобразователи 26.1-26.п сопротивления в напряжение (ПСН), в которые входят резистор 27, конденсатор 28, резистор 29, транзисторы 30 и 31, резистор 32, причем первый вывод резистора 32 соединен с первым выходом ПСН

26.1-26.п, а второй вывод соединен с эмиттером транзистора 30, коллектор которого соединен с шиной нитания устройства, база первого транзистора 30 подключена к второму выводу конденсатора 28, второму выводу резт4стора 27 первый вывод которого со1 единен с адресным входом ПСН 26.126.п, первым выводом резистора 29, второй вывод которого подключен к базе транзистора 31, эмиттер которого подключен к общей шине устройства, а коллектор соединен с вторым входом ПСН 26. 1-26.п, управляюттий вход которого соединен с первым выводом конденсатора 27, при этом вторые выходы ПСН 26.1-26.п-1 соединены с первыми выходами соответственно ПСН 26.2-26.п, второй выход

ПСН 26.п соединен .с первым выходом

llCH,26.1, информационным входом 25.1

16988

5 и выходом 21.1 БП6: первые выходы

ПСН 26.2 — 26.п соединены соответственно с выходами 21.2 — 21.п и информационными входами 25.2 — 25.п

БП6, адресные входы 22.1 — 22.п со- 5 единены со входами ПСН 26. 1 — 26.п соответственно, управляющие входы которых соединены с управляющим входом БП 6.

ГИ 7 (фиг. 1} предназначен для выработки прямоугольных сигналов с частотой, близкой к резонансной частоте обмоток контролируемого якоря.

АК 8 (фиг. 1) предназначен для коммутации аналоговых сигналов, поступающих из БП 6. В качестве АК 8 могут применяться микросхемы мультиплексоров аналоговых сигналов (564 КП2), БК 9 (фиг. 1) .предназначен для сравнения сигнала, поступающего с выхода AK 8 с опорными напряжениями, и формирования сигналов наличия дефектов в обмотках якоря.

BK 9 в простейшем случае представляет собой четыре компаратора, при этом к инверсным входам первого и третьего компараторов и к прямым входам второго и четвертого компараторов подключен выход АК 8, а на прямые входы первого и третьего компараторов и на инверсные входы второго и четвертого компараторов подаются с помощью резистивных делителей опорные напряжения.

Триггеры 14-16 (фиг. 1) предназначены для записи и хранения сигналов логической единицы. В качестве триггеров могут быть использованы синхрон- 4р ные Д-триггеры.

БИ 18 (фиг. 1) предназначен для визуальной регистрации отсутствия, либо наличия дефектов в обмотках якоря электрической машины и представ- 45 ляет собой набор светодиодов, выведенных на перелнюю панель прибора и подключенных одним выводом к общей шине устройства, а другой вывод каждого светодиода через резистор подключен к соответствующему выходу дешифратора 17.

Способ обнаружения дефектов обмотки якоря электрической машины осно- . ван на измерении активного и реактивного сопротивления испытуемой обмоткие

Испытуемую обмотку 33 (фиг. 3)

I последовательнос резистором 34 под46 6 ключают к источнику 35 постоянного тока и через конденсатор 36 подключают к источнику 37 переменного тока.

Частота колебаний источника переменного тока выбирается вблизи резонансной частоты контура испытуемой обмотки, состоящего из индуктивности обмотки и ее межвитковой емкости.

Спустя некоторое время и „ (шиг.4), достаточное для того, чтобы закончился переходный процесс и колебания напряжения на обмотке приняли установившийся режим, непосредственно на обмотке 33 измеряют амилнтуду контрольного сигнала 38 (фиг. 4). Контрольный сигнал 38 представляет собой сумму переменного н постоянного напряжения (фиг. 4). По величине отклонения амплитуды контрольного сигнала от опорного судят о наличии дефектов в обмотке якоря.

Частота колебаний источника переменного тока выбирается на 5-107 ниже резонансной частоты обмотки..

Это позволяет повысить точность при определении таких дефектов, как отклонение количества витков и витковые замыкания. Если испытуемая обмот ка имеет витковые замыкания или коли" чество витков обмотки меньше номинального, то индуктивность катушки будет уменьшена, а резонансная частота увеличена. При этом будут уменьшены амплитуды переменной и постоянной составляющих контрольного сигнала 38. Если испытуемая обмотка имеет отклонение количества витков в большую сторону; то индуктивность обмотки будет увеличена, а резонансная частота уменьшена. Так как частота колебаний источника переменного тока выбрана меньше резонансной частоты обмотки, то амплитуда переменной составляющей контрольного сигнала 38 при отклонении количества витков в большую сторону будет увеличена, по сравнению с номинальной.

Будет увеличена также и постоянная составляющая контрольного сигнала 38, так как обмотка будет иметь увеличенное активное сопротивление. устройство, реализующее данный способ, рабстает следующим образом.

K информационным входам 24.1

24.п устройства (фиг. 1) подключают обмоткй испытуемого якоря электрической машины. Затем с установочного входа 19 устройства на установочный

1698846 вход триггера 4 поступает нулевой импульсный сигнал. На выходе триггера 4 установится уровень логического нуля, с приходом которого на установочные входы триггера 14 — 16 на их выходах установится уровень логического нуля. После того, как на установочном входе триггера 4 вновь установится уровень логической единицы, по, фронту следующего с выхода гене10 разора 1 импульса на выходе триггера

4 установится уровень логической едини цы., С выхода генератора 1 -импульсы тактовой частоты поступают также на

15 тактирующий вход счетчика 3 и на вход

ФИ 2.

ФИ 2 по срезу каждого импульса таКтовой частоты формирует узкие

20 импульсы длительности, = — где

109

Т вЂ” длительность импульсов тактовой частоты. Счетчик 3 работает в циклическом режиме и производит прямой счет сигналов тактовой частоты.

Счетчик 3 служит для управления работой дешифратора 5 и AI(8. С дешифратора 5 на входы 22. 1 — 22.п БП 6 поступает двоичный код и на выходе одного из ПСН 26.1 — 26.п формирует30 ся контрольный сигнал. Когда на всех

1 выходах счетчика 3 установится нуле-! вое состояние, на выходе 23.1 дешифратора 5 установится единичный уровень. При этом на входах транэисто- 35 ров 30, 31 ПСН 26.1, БП 6 установится уровень логической единицы и через обмотку, подключенную к информационным входам 25..1 — 25.2 БП 6, потечет ток, .определяемый значением соцротив- 40 ления резистора 32, а также значениями активного и реактивного сопротивлений подключенной обмотки. На базу транзистора 30 через конденсатор 28

ПСН 26.1 БП 6 с выхода ГИ 7 через управляющий вход БП 6 поступают прямоугольные импульсы с частотой, близкой к резонансной частоте испытуемой обмотки. При этом, вместе с постоянной составляющей напряжения на обмот- 50 ке появится и переменная составляющая. Сумма падения постоянного и переменного напряжений на испытуемой обмотке представляет собой контрольный сигнал 38 (фиг. 4), который через выход 21.1 БП 6 (фиг. 1) поступает на информационный вход 20.1 АК 8.

Так как на адресных входах АК 8, как и на адресных входах дешиАратора 5 установлены логические нули, то контрольный сигнал .38 с информационного входа 20.1 ЛК 8 поступает на выход

АК 8, а затем в БК 8. В БК 9 происходит сравнение контрольного сигнала

38 с несколькими опорными напряжениями. Логические сигналы с первого и второго выходов БК 9 через элемент

10 ИЛИ, а также с третьего и четвертого выходов БК 9 непосредственно поступают соответственно на первые входы элементов 11 — 13 И. Затем с выхода ФИ 2 на вторые входы элементов

11 — 13 И поступят единичные импульсы, при этом, в зависимости от результатов сравнения контрольного сигнала с опорными напряжениями в БК 9, с выходов элементов 11 — 13 И поступят логические сигналы на тактируt ющие входы триггеров 14 — 16. Если параметры испытуемой обмотки не соответствуют заданным по техническим условиям на изготовление, но на одном из выходов БК 9 к моменту появления импульса на выходе ФИ 2 будет установлен уровень логической единицы.

Опорные напряжения подаются на входы компараторов таким образом, что на первом выходе БК 9 появится уровень логической единицы, если испытуемая обмотка имеет недопустимые отклонения в большую сторону в количестве витков, либо в активном сопротивлении, либо обмотка имеет обрыв или произведен неправильный монтаж обмоток якоря; на втором выходе БК 9 появится логическая единица, если обмотка имеет недопустимое отклонение в меньшую сторону активного сопротивления нли количества витков, а также если имеется витковое замыкание или зам.кнута, вся обмотка; на третьем выходе БК 9 появится логическая единица, если проведен неправильный монта% обмоток якоря, либо в испытуемой обмотке имеется обрыв; на.четвертом а выходе блока компараторов 9 появится логическая единица, если испытуемая обмотка замкнута, Таким образом, если испытуемая обмотка имеет какой-нибудь дефект, то на выходе по крайней мере одного из триггеров 14 — 16 установится единичный уровень. С выхода триггеров 14 — 16 логические сигналы поступают на адресные входы денифратора 17, выходная шина которого является входной шиной БИ 18. Если испытуемая обмотка не имеет дефектов, то на адрес1698846

45

Тактовая частота. генератора 1 выбирается такой, чтобы к моменту появления импульсов на выходе <И 2, контрольный сигнал на соответствующем выходе БП б принял установившийся режим. При проверке обмоток якорей электрических машин типа ЭД-9-7, ЭД-9-10, ЭД-б достаточно, чтобы так-. товая частота была не, более 2-3 кГц.

Количество ПСН равно количеству обмо- 55 ток испытуемых якорей электрических машин.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным расширяет функцио50 ных входах дешифратора 17 устанонле— ны уровни логического нуля и на первом выходе дешифратора 17 установлен единичный уровень, при этом в БИ 18 светится светодиод, указывающий на 5 то, что в испытуемой обмотке дефектов нет. Если дефекты в обмотке имеются, то на одном или нескольких адресных входах дешифратора 17 будет установлен единичный уровень и в БИ 18 светится светодиод, указывающий, какой из дефектов имеет испытуемая обмотка. После

Того, как в счетчик 3 поступит следующий тактовый импульс, на выходе 23.2 ° дешифратора 5 появится единичный уро- 15 вень, а информационный вход 20.2 АК 8 окажется подключенным к выходу AK 8.

Эа период следования этого тактового импульса в ПСН 26.2 БП 6 сформируется контрольный сигнал, характеризующий состояние обмотки, подключенной к пер- . вому и второму выходам этого ПСН. Если эта обмотка имеет какой-либо дефект, то .в БИ 18 будет светиться со25 ответствующий светодиод. После прихода на вход счетчика 3 тактовых импульсов будут проверены на работоспособность все обмотки якоря и в БИ 18 будут светиться светодиоды, указывающие на виды дефектов в обмотках

30 испытуемого якоря, либо будет светиться еветодиод, показывающий, что параметры обмоток якоря соответствуют ТУ на изготовление. Межвитковое замыка-, ние в обмотке приводит к уменьшению 35 индуктивности и увеличению переменного тока через испытуемую обмотку.

Уменьшается также и активное сопротивление обмотки. Это приводит к уменьшению постоянной и переменной 40 составляющих напряжения на испытуемой обмотке, т.е. уменьшается амплитуда контрольного сигнала 38, поступающего из БП 6 в ЛК 8. нальные возможности за счет возможности определения таких дефектов об—

I моток якоря электрической машины, как обрывы проводов обмотки якоря, ошибки в количестве витков, ошибки в монтаже обмоток, витковое замыкание в обмотке, замыкание всей обмотки, отклонение активного сопротивления обмотки.

Отсутствие необходимости приводить якорь в движение позволяет значительно сократить время обнаружения дефектов.

Фо рму ла и з об р е т е ни я

1. Способ обнаружения дефектов обмоток якоря электрической машины, е состоящий в том, что на обмотки подают возбуждающее воздействие в виде напряжения постоянного и переменного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения.производительности, снимают контрольный сигнал в виде суммы постоянного и переменного напряжения непосредственно с испытуемой обмотки в установившемся режиме, при этом по величине отклонения амплитуды контрольного сигнала от опорного судят о наличии дефектов в обмотке якоря.

2. Устройство для обнаружения дефектов обмоток якоря электрической машины, содержащее импульсный генератор, блок индикации, о т л и ч а ющ,е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения производительности, в него введены-генератор, формирователь импульсов, счетчик, первый триггер, первый дешифратор, блок преобразования, аналоговый коммутатор, блок компараторов, элемент ИЛИ, первый-третий элементы И, второй-четвертый триггеры, второй дешифратор, выходная шина которого является входной шиной блока индикации, а первый вход второго дешифратора соединен с выходом второго триггера, установочный вход которого соединен с установочньм входом третьего триггера, выходом первого триггера и установочным входом четвертого триггера, выход которого соединен с третьим входом второго дешифратора, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера, тактирующий вход которого соединен с выходом второго элемента

1698846!

И, первый вход которого соединен с третьим выходом блока компараторов, четвертый выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с так5 тирующим входом четвертого триггера, а второй вход третьего элемента

И соединен с вторым входом второго элемента И, выходом формирователя импульсов, вторым входом первого элемен-!О та И, выход которого соединен с тактирующим входом второго триггера, 1 а первый вход первого элемента И со-! единен с выходом элемента ИЛИ, первый и, второй входы которого соединены со- !5 о!гветственно с первым и вторым выходами блока компараторов, вход которого соединен с выходом аналогового коммутатора, первый-и-й входы котоpîãî соединены соответственно с пер1 вьем-и-м выходами блока преобразовация, первый и-й адресные входы которого соединены соответственно с первым п-м выходами первого дешифратора, ! 25 входная шина которого является вход«!ой шиной аналогового коммутатора, выходной шиной счетчика, вход кото-! ого соединен с входом формирователя импульсов, выходом генератора, тактирующим входом первого триггера, установочный вход которого, является установочным входом устройства, первый-и-й информационные входы которого являются соответственно первым-! и-м информационными входами блока 35 преобразования, управляющий вход которого соединен с выходом импульсного генератора. (3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я,тем, что блок преобразования устройства содержит первый-и-й преобразователи сопротивления в напряжение, которые снабжены первым и вторым транзистором, конденсатором, первым, вторым и третьим резисторами, причем первый вывод третьего резистора является первым выходом преобразователя сопротивления в напряжение, а второй вывод третьего резистора соединен с эмиттером первого транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, а база первого транзистора подключена к второму выводу конденсатора, к второму выводу первого резистора, первый вывод которого соединен с адресным входом преобразователя сопротивления в напряжение, первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к базе второго транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине устройства, а коллектор соединен с вторым выходом преобразователя сопротивления в напряжение, управляющий вход которого соединен с первым выводом конденсатора, при этом второй выход первого (n-1)-го преобразователя сопротивления в на= пряжение соединен с первым выходом, соответственно второго †n-го преоб.разователей сопротивления в напряжение, второй выход и-го преобразоаателя сопротивления в напряжение .соеди нен с первым выходом первого.преобра-: зователя сопротивления в напряжение и: является пе рвым информационным входом и первым выходом блока преобразования,; . первые выходы второго и-го преобразова+ телей сопротивления в напряжение являются соответственно вторым -и-м информа: ционным входом и соответственно вторыми-м выходами блока преобразования, .первый — n-й адресные входы которого являются адресными входами соответственно первого — n-го преобразователей сопротивления в напряжение, 1б98846

1698846

Составитель В, Быков

Техред А.Кравчук

Корректор С. Иекмар

Редактор H. 1 1итев

1. Р,iç,водс; ение-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4395 Тираж Подписное

ВН!ЫПИ .о=ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,. 4/5