Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках электрических машин

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ КОРОТКОЗАМКНУТЫХ ВИТКОВ В ОБМОТКАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Брановицкий Иван Иванович Размыслович Геннадий Иванович Мацкевич Петр Дмитриевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках электрических машин, содержащее питающий трансформатор, выходы которого соединены с анодом разделительного диода и входом схемы формирования коротких импульсов, выход которой соединен с управляющим входом тиристора, катод разделительного диода соединен с анодом тиристора, а также с входом колебательного контура, содержащего первый конденсатор и испытуемую катушку, вольтметр, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно дифференциальный усилитель, второй колебательный контур, включающий второй конденсатор и эталонную обмотку, вход которого соединен с катодом разделительного диода и анодом тиристора, а выход соединен с одним из входов дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом вольтметра. 48902008.12.30 Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к обнаружению короткозамкнутых витков в обмотках электрических машин. Известно устройство для обнаружения короткозамкнутых витков 1, содержащее источник питания, два пороговых элемента, два электронных ключа, одновибратор, формирователь короткого импульса, усилитель, инвертор, четыре триггера, стабилизатор тока,три светодиода, пять резисторов, в котором в контролируемой обмотке генерируется затухающий колебательный процесс и о наличии межвиткового замыкания судят по величине амплитудного значения первой полуволны затухающих колебаний. Недостатками данного устройства являются низкие чувствительность и достоверность контроля. Прототипом изобретения является устройство 2, содержащее питающий трансформатор, разделительный диод, вольтметр средних значений, тиристор, а также конденсатор и испытуемую обмотку, которые образуют колебательный контур. О наличии межвитковых замыканий судят по параметрам затухающих колебаний в испытуемой обмотке, а именно по усредненному значению переменного напряжения колебательных процессов,измеряемому соответствующим вольтметром. Недостатками данного устройства являются низкие чувствительность и достоверность контроля при обнаружении виткового замыкания. Технической задачей настоящей полезной модели является существенное повышение чувствительности и достоверности контроля при обнаружении короткозамкнутых (КЗ) витков в испытуемой обмотке. Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках электрических машин,содержащее питающий трансформатор, выходы которого соединены с анодом разделительного диода и входом схемы формирования коротких импульсов, выход которой соединен с управляющим входом тиристора, катод разделительного диода соединен с анодом тиристора, а также с входом колебательного контура, содержащего первый конденсатор и испытуемую катушку, введен второй колебательный контур, включающий второй конденсатор и эталонную обмотку, вход которого соединен с катодом разделительного диода и анодом тиристора, а выход соединен с одним из входов дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом вольтметра. В первый полупериод питающего напряжения от источника питания в виде трансформатора через разделительный диод заряжаются первый и второй конденсаторы соответственно первого и второго колебательных контуров. Разряд указанных конденсаторов через тиристор позволяет получать одновременно в испытуемой и эталонной обмотках в течение каждого второго полупериода питающего напряжения высокочастотные затухающие колебания, оба сигнала которых поступают на дифференциальный усилитель, выделяющий их разностный сигнал, по параметрам которого судят о наличии КЗ витка в испытуемой обмотке. Это позволяет повысить чувствительность и достоверность контроля КЗ витков. На фиг. 1 представлена схема устройства для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках электрических машин. На фиг. 2 представлены затухающие переходные процессы в колебательных контурах,содержащих один - испытуемую, второй - эталонную обмотки. На фиг. 3 представлен разностный сигнал, получаемый при взаимном вычитании сигналов переходных процессов в двух колебательных контурах, с выделенным пиковым значением. Устройство (фиг. 1) содержит питающий трансформатор 1, выходы которого соединены с анодом разделительного диода 2 и входом схемы формирования коротких импульсов 3, выход которой соединен с управляющим входом тиристора 4. Катод диода 2 соединен с анодом тиристора 4, а также с входом колебательного контура 5, содержащего испытуемую обмотку и первый конденсатор, и входом колебательного контура 6, содержащего эталонную обмотку и второй конденсатор. Выходы колебательных контуров 5 и 6 соеди 2 48902008.12.30 нены с входами дифференциального усилителя 7, выход которого соединен с входом вольтметра 8. Устройство работает следующим образом. В первый полупериод напряжения питающего трансформатора 1 через разделительный диод 2 заряжаются первый и второй конденсаторы колебательных контуров 5 и 6. В начале второго полупериода при переходе питающего напряжения через ноль схемой 3 формируется импульс, открывающий тиристор 4. При открытии тиристора происходит разряд вышеупомянутых конденсаторов, инициирующий в контурах 5 и 6 затухающие колебания. При этом первой отрицательной полуволной переходного колебательного процесса тиристор закрывается и не влияет на свободные затухающие колебания в обмотках. Емкости конденсаторов подбираются таким образом, чтобы колебательные процессы в контурах 5 и 6 завершались до начала следующего полупериода питающего напряжения. Далее процесс повторяется. Сигналы переходных процессов с испытуемой и эталонной обмоток (фиг. 2) поступают на дифференциальный усилитель 7, который выделяет их разностный сигнал (фиг. 3), обусловленный именно наличием КЗ витка в испытуемой обмотке, т.е. при отсутствии последнего разностного сигнала тоже не будет (равен нулю). Далее, с выхода дифференциального усилителя разностный сигнал поступает на вход вольтметра 8, который выделяет, например, максимальное значение разностного сигнала(фиг. 3), находящееся в области максимальной чувствительности переходных процессов к влиянию КЗ витка. При этом повышается чувствительность устройства к наличию КЗ витка, так как в этом случае мы вычитаем общую составляющую переходных процессов в испытуемой и эталонной обмотках и выделяем, таким образом, полезный сигнал, обусловленный, как сказано выше, именно влиянием на переходные процессы в испытуемой обмотке КЗ витка. Параметры выделенного разностного сигнала в предлагаемой полезной модели, например его пиковое или среднее значения, весьма чувствительны как к амплитудным, так и фазочастотным изменениям переходного процесса в испытуемой обмотке,вносимым короткозамкнутым витком, что дополнительно повышает чувствительность к нему заявляемого устройства. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4