Устройство для контроля трехфазных обмоток электрических машин и трансформаторов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТРЕХФАЗНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И ТРАНСФОРМАТОРОВ(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Каледа Андрей Евгеньевич Белоусов Евгений Александрович Суходолов Кирилл Юрьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Устройство для контроля трехфазных обмоток электрических машин и трансформаторов, содержащее источник испытательного напряжения, коммутатор, блок сравнения, логический дешифратор, индикатор, отличающееся тем, что дополнительно снабжено формирователем импульса запуска, формирователем управляющего импульса, генератором модулирующего сигнала, делителем, амплитудным детектором, формирователем синхронизирующих импульсов, причем выход формирователя импульса запуска соединен со входом формирователя управляющего импульса и входом установки нуля логического дешифратора, выход формирователя управляющего импульса соединен со входом генератора модулирующего сигнала, управляющим входом коммутатора, входом формирователя 89132013.02.28 импульсов сброса, входом формирователя синхронизирующих импульсов, вход делителя подсоединен к выходу коммутатора, а выход - ко входу блока сравнения, вход амплитудного детектора соединен с выходом блока сравнения, а выход - со входом компаратора,выход которого соединен со входом логического дешифратора, выход генератора модулирующего сигнала соединен с модулирующим входом источника испытательного напряжения, выход формирователя импульсов сброса соединен со входом установки нуля амплитудного детектора, выход формирователя синхронизирующих импульсов соединен с синхронизирующим входом логического дешифратора.(56) 1. А.с. СССР 1524015, МПК 01 31/06, 1989. 2. А.с. СССР 1027650, МПК 01 31/06, 1983. Устройство относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения витковых замыканий, правильности присоединения, маркировки и целостности обмоток электрических машин и трансформаторов. Существует устройство для обнаружения короткозамкнутых витков 1, содержащее коммутатор, источник повышенной частоты, формирователь, измерители напряжения,блок сравнения, блок индикации, блок компенсации, блок контроля напряжения и блок установки по напряжению. В основе работы устройства заложено сравнение по индуктивному сопротивлению проверяемой обмотки с эталонной. Недостатками этого устройства являются для использования устройства требуются эталонные обмотки, что сокращает область применения высокая трудоемкость контроля из-за переустановок частоты и коэффициентов усиления низкая чувствительность к витковому замыканию из-за низкой частоты источника сигнала. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для проверки трехфазных обмоток электрических машин и трансформаторов 2, содержащее источник испытательного напряжения, коммутатор, блок сравнения, два фазочувствительных усилителя, логический дешифратор, индикатор. Недостатками этого устройства являются низкая достоверность контроля из-за высокой погрешности фазочувствительного усилителя, работающего в импульсном режиме, отсутствия компенсации различия в параметрах как самих исправных обмоток, так и каналов преобразования сигналов узкая область применения, так как не определяются самые распространенные дефекты витковые замыкания. Целью предлагаемого устройства является повышение достоверности контроля и расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник испытательного напряжения, коммутатор, блок сравнения, логический дешифратор и индикатор,отличается тем, что дополнительно снабжено формирователем импульса запуска, формирователем управляющего импульса, генератором модулирующего сигнала, делителем,амплитудным детектором, формирователем импульсов сброса, компаратором, формирователем синхронизирующих импульсов, причем проверяемые обмотки подключены через коммутатор к делителю, выход которого через блок сравнения подключен ко входу амплитудного детектора, выход которого подключен ко входу компаратора, уровнем срабатывания которого учитывается различие параметров исправных обмоток, сигнал с выхода 2 89132013.02.28 компаратора подается на вход логического дешифратора и результат контроля отображается индикатором, вход которого подключен к выходу логического дешифратора, начало проверки начинается с подачи от формирователя импульса запуска сигнала на вход формирователя управляющего импульса и на вход Установка нуля логического дешифратора, с выхода формирователя управляющего импульса подаются сигналы на вход генератора модулирующего сигнала, на управляющий вход коммутатора, на вход формирователя импульсов сброса, формирующего сигнал для установки нуля амплитудного детектора и подаваемого на его вход Установка нуля и вход формирователя синхронизирующих импульсов, с выхода которого синхронизирующие импульсы подаются на синхронизирующий вход логического дешифратора и управляют процессом записи информации, сигнал с выхода генератора модулирующего сигнала модулирует по частоте последовательность треугольных импульсов источника испытательного напряжения и через коммутатор подает на обмотку сигнал, представляющий из себя частотно-модулированные треугольные импульсы. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Блок-схема содержит формирователь импульса запуска 1, формирователь управляющего импульса 2, генератор модулирующего сигнала 3, источник испытательного напряжения 4, коммутатор 5, делитель 6, блок сравнения 7, амплитудный детектор 8,формирователь импульсов сброса 9, компаратор 10, логический дешифратор 11, формирователь синхронизирующих импульсов 12, индикатор 13, электрическую машину 14 с обмотками. Источник испытательного напряжения 4 и делитель 6 через коммутатор 5 подключены к обмоткам электрической машины 14, выход делителя 6 подключен к выходу блока сравнения 7, выход которого подключен ко входу амплитудного детектора 8, выход амплитудного детектора 8 подключен ко входу компаратора 10, выход которого подключен ко входу логического дешифратора 11, выход логического дешифратора 11 подключен ко входу индикатора 13, выход формирователя импульса запуска 1 подключен ко входу формирователя управляющего импульса 2 и входу Установка нуля логического дешифратора 11, выход формирователя управляющего импульса 2 подключен ко входу генератора модулирующего сигнала 3, управляющему входу коммутатора 5, входу формирователя импульсов сброса 9, входу формирователя синхронизирующих импульсов 12, выход генератора модулирующего сигнала 3 подключен к модулирующему входу источника испытательного напряжения 4, выход формирователя импульсов сброса 9 подключен ко входу Установка нуля амплитудного детектора 8, выход формирователя синхронизирующих импульсов 12 подключен к синхронизирующему входу логического дешифратора 11. Устройство работает следующим образом. После подачи сигнала о начале контроля формирователь импульса запуска 1 формирует импульс малой длительности (фиг. 2, а), этот импульс проходит на вход Установка нуля логического дешифратора 11 для сброса информации, записанной при предыдущем контроле, а также проходит на вход формирователя управляющего импульса 2, который формирует импульс (фиг. 2, б) с длительностью, равной половине всего времени контроля. Этот импульс (фиг. 2, б) проходит на вход генератора модулирующего сигнала 3,генерирующего пилообразные импульсы (фиг. 2, в), которые проходят на модулирующий вход источника испытательного напряжения 4 и задают закон частотной модуляции испытательного напряжения (фиг. 2, г). Импульсное частотно-модулированное напряжение треугольной формы (фиг. 2, г) с частотой, изменяемой в пределах, например, от 10 до 100 кГц, подается коммутатором 5 на обмотки электрической машины 14. Переключение коммутатора 5 осуществляется управляющим импульсом (фиг. 2, б), приходящим от формирователя управляющего импульса 2, который также управляет формирователем импульсов сброса 9 и формирователем синхронизирующих импульсов 12. Импульсы (фиг. 2,3 89132013.02.28 д) формирователя импульсов сброса 9 поступают на вход Установка нуля амплитудного детектора 8 и сбрасывают информацию, записанную при предыдущем измерении. Импульсы (фиг. 2, е) формирователя синхронизирующих импульсов 12 поступают на синхронизирующий вход логического дешифратора 11 и управляют процессом записи в нем информации. Обмотки электрической машины 14 обладают свойствами резонансного контура в диапазоне частот от 10 до 100 кГц, и при подаче на них частотномодулированных треугольных импульсов напряжения усиливаются те спектральные составляющие, которые соответствуют по частоте области резонанса. Делитель 6 снижает уровень снимаемых с обмоток сигналов, которые поступают на вход блока сравнения 7,где происходит формирование разностного сигнала (фиг. 2, ж), амплитуда которого при наличии неисправности в обмотке, например виткового замыкания, в два и более раз больше, чем если бы обмотка была исправна. Разностный сигнал (фиг. 2, ж) поступает на вход амплитудного детектора 8, который фиксирует величину максимума напряжения(фиг. 2, з), превышение им значения, являющегося порогом срабатывания к компаратора и характеризующего исправную обмотку, указывает на наличие неисправности и приводит к срабатыванию (фиг. 2, и) компаратора 10, уровень выхода которого поступает на вход логического дешифратора 11 для записи, дешифрации и выдачи сигнала о состоянии обмотки на индикатор 13. Дешифрация производится по следующему алгоритму 1. Если при включении и выключении коммутатора импульсом управления (фиг. 2, б) уровень на выходе компаратора 10 в обоих случаях ноль, обмотка исправна. 2. Если при включении и выключении коммутатора уровень на выходе компаратора 10 хотя бы один раз соответствовал логической единице, обмотка неисправна. Комбинация логических нуля и единицы характеризует неисправность конкретной фазы обмотки. Предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность контроля и расширить область применения за счет выявления витковых замыканий в трехфазных обмотках электрических машин и трансформаторов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4