Устройство для обнаружения витковых замыканий в катушках индуктивностей

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для контроля витковых замыканий в обмотках электрических машин и аппаратов. Сущность: устройство содержит формирователь импульсов, однонаправленный электронный ключ, который управляется с выхода формирователя импульсов и соединен с последовательно включенными диодом и контуром. Контур состоит из параллельно соединенной катушки, которая проверяется, и конденсатора с накоплением энергии в проверяемой катушке. Выводы катушки через диодный мост, фильтр нижних частот и компаратор подключены к индикатору. Технический результат: повышение надежности и точности обнаружения витковых замыканий. 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для контроля витковых замыканий в обмотках электрических машин и аппаратов.

Многие устройства (например, А.С. СССР №99410, заявка №6844/448769 от 20.02.1954 г., опубл. в «Бюллетене изобретений» №12 за 1954 г.) используют накопительный конденсатор, который заряжается в первый полупериод, а во второй полупериод конденсатор разряжается на проверяемую обмотку.

Такие устройства имеют сильную зависимость напряжения или тока в испытуемой обмотке от разброса индуктивностей обмоток.

Способ обнаружения витковых замыканий в электрических обмотках (А.С. СССР №434339, заявка №1810620/24-7 от 11.07.1972 г., опубл. 30.06.74 г., бюл. №24, дата публ. 31.10.74 г.) заключается в подаче импульсного тока на проверяемую обмотку, и в момент прохождения тока через нулевое значение обмотку отключают от источника и наблюдают за напряжением на обмотке. Если есть витковое замыкание, то напряжение спадает по экспоненте, а если нет виткового замыкания, то напряжение равно нулю. Способ не отличается высокой чувствительностью к витковым замыканиям.

Наиболее близким к заявленному устройству является устройство (Теоретические и практические принципы испытания электродвигателей. Risati instruments, 28.01.2004, ООО Элтехникс, www.eltekhnics.ru). Устройство содержит регулируемый автотрансформатор, напряжение с которого подается на повышающий трансформатор, а с выхода трансформатора в первый полупериод сетевого напряжения через диод заряжается накопительный конденсатор. Во время второго полупериода сети замыкается ключ и накопительный конденсатор разряжается на проверяемую обмотку. По форме затухающих колебаний напряжения на проверяемой обмотке судят о наличии или отсутствии витковых замыканий в обмотке.

Недостатком устройства является необходимость следить за фазой сетевого напряжения с целью выбора момента открывания электронного ключа, необходимость использования двунаправленного электронного ключа для обеспечения двунаправленного протекания тока через проверяемую обмотку, необходимость визуального наблюдения за формой затухающих колебаний, для регулировки амплитуды требуется регулируемый автотрансформатор.

В основу изобретения поставлена задача устранения указанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для обнаружения витковых замыканий в катушках индуктивностей, содержащем формирователь импульсов, электронный ключ, который управляется с выхода формирователя импульсов, в соответствии с изобретением, с целью повышения достоверности обнаружения витковых замыканий и упрощения устройства, двунаправленный ключ заменен однонаправленным с последовательно включенными диодом и контуром из параллельно соединенных проверяемой катушки и конденсатора с накоплением энергии в проверяемой катушке, выводы которой через диодный мост, фильтр нижних частот и компаратор подключены к индикатору.

Заявляемая конструкция поясняется следующими чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - эпюры электрических процессов в устройстве.

Устройство содержит:

Источник постоянного напряжения - 1

Формирователь импульсов - 2

Конденсатор контура - 3

Проверяемая катушка - 4

Диод - 5

Электронный ключ - 6

Мост диодный - 7

Фильтр нижних частот - 8

Компаратор - 9

Индикатор - 10

Источник постоянного напряжения одним полюсом запитывает формирователь импульсов 2, выход которого подключен к управляющему входу однонаправленного электронного ключа 6, например, к затвору полевого транзистора и к контуру из параллельного соединения конденсатора 3 и катушки 4, который через диод 5 соединен с верхним выводом ключа, а его нижний вывод подключен ко второму полюсу источника. Напряжение с катушки 4 через диодный мост 7, фильтр нижних частот 8 и компаратор 9 подключено к индикатору 10, например светодиоду.

Устройство работает следующим образом.

Формирователь импульсов 2 подает на управляющий вход ключа 6 импульсы 11, которые открывают его на время длительности импульса Ти. За время действия этого импульса в проверяемой катушке с индуктивностью L накапливается энергия:

где Im - амплитуда тока в проверяемой катушке, которая достигает за время Ти величины:

где U - напряжение источника питания 1.

Количество накапливаемой энергии регулируется длительностью импульса Ти.

По окончании импульса Ти ключ закрывается и напряжение на контуре будет иметь вид затухающих колебаний 12. При этом энергия из индуктивности L переходит в энергию на конденсаторе C, затем из конденсатора опять в индуктивность и так далее до полного затухания колебаний.

Потери энергии через однонаправленный ключ не происходит, так как диод 5 не пропускает полуволну одной полярности, а ключ - полуволну другой полярности.

Амплитуду первого импульса Um определим из равенства энергий на индуктивности и емкости:

Время затухания тем больше, чем меньше активное сопротивление проверяемой обмотки.

При наличии виткового замыкания в проверяемой обмотке, что эквивалентно увеличению активного сопротивления обмотки, затухание будет за меньшее время 15.

Частота собственных колебаний Fo:

После двухполупериодного выпрямления напряжение будет иметь вид 13 (без виткового замыкания) или 16 (при наличии виткового замыкания). Соответственно, среднее значение после фильтра нижних частот без виткового замыкания 14 будет больше среднего значения 17 при наличии виткового замыкания. Компаратор настраивается на среднее значение между уровнями 17 и 14 и тогда индикатор фиксирует наличие виткового замыкания.

Устройство для обнаружения витковых замыканий в катушках индуктивностей, содержащее формирователь импульсов, электронный ключ, который управляется с выхода формирователя импульсов, отличающееся тем, что с целью повышения достоверности обнаружения витковых замыканий и упрощения устройства двунаправленный ключ заменен однонаправленным с последовательно включенными диодом и контуром из параллельно соединенных проверяемой катушки и конденсатора с накоплением энергии в проверяемой катушке, выводы которой через диодный мост, фильтр нижних частот и компаратор подключены к индикатору.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области автоматического цифрового регулирования и предназначено для управления системами наполнения емкостей жидкостью. Сферами применения изобретения могут быть, к примеру, участки первого подъема систем водоснабжения населенных пунктов и промышленных объектов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля параметров и обеспечения работоспособности аккумуляторной батареи. Технический результат: расширение функциональных возможностей комплекса, повышение надежности батареи.

Изобретение относится к области электротехники. Предложен преобразователь частоты для испытания трансформаторов.

Изобретение относится к контролю трансформаторов с одной первичной и несколькими вторичными обмотками. Технический результат: обеспечение простого, быстрого и надежного контроля состояния трансформатора, применимого в любом рабочем состоянии.

Изобретение относится к технической диагностике и предназначено для выявления повреждений изоляции якорной обмотки машин постоянного тока. Технический результат: повышение достоверности результатов контроля состояния изоляции.
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.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для выявления витковых замыканий в обмотках трехфазных трансформаторов. Способ основан на измерениях активной мощности и напряжений на холостом ходу.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению потерь мощности в системах электропередачи. Способ измерения потерь мощности от реактивных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях заключается в том, что измеряют при симметричной линейной нагрузке в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) коэффициент мощности (cosϕ), фазный ток и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от реактивных токов по формуле.

Изобретение относится к испытаниям силового трансформатора, а более конкретно к контролю достаточности усилий прессовки его обмоток, периодически проводимому в процессе эксплуатации для проверки сохранения трансформатором электродинамической стойкости к токам короткого замыкания.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов, и может быть использовано для определения витковых замыканий в обмотках силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ с переключением без возбуждения.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для контроля витковых замыканий в обмотках электрических машин и аппаратов. Сущность: устройство содержит формирователь импульсов, однонаправленный электронный ключ, который управляется с выхода формирователя импульсов и соединен с последовательно включенными диодом и контуром. Контур состоит из параллельно соединенной катушки, которая проверяется, и конденсатора с накоплением энергии в проверяемой катушке. Выводы катушки через диодный мост, фильтр нижних частот и компаратор подключены к индикатору. Технический результат: повышение надежности и точности обнаружения витковых замыканий. 2 ил.

Наверх