RU181802U1 - Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя - Google Patents
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU181802U1 RU181802U1 RU2018108686U RU2018108686U RU181802U1 RU 181802 U1 RU181802 U1 RU 181802U1 RU 2018108686 U RU2018108686 U RU 2018108686U RU 2018108686 U RU2018108686 U RU 2018108686U RU 181802 U1 RU181802 U1 RU 181802U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- output
- insulation
- winding
- terminal
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/72—Testing of electric windings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора. Технический результат: повышение точности диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя. Сущность: устройство содержит микроконтроллер, делитель напряжения, управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжение, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Входы управления ЦАП подключены к регистру данных микроконтроллера посредством второй группы выходов микроконтроллера. Выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электроизмерительной техники, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора.
Уровень техники
В результате старения изоляции обмотки асинхронного двигателя снижается ее пробивное напряжение и сопротивление, что в свою очередь ведет к внезапному отказу двигателя. Для своевременного предупреждения повреждения изоляции необходима ее диагностика, т.е. контроль качества (состояния) межвитковой изоляции.
Известно устройство для измерения сопротивления и контроля качества изоляции сети с асинхронным двигателем (патент RU 1832223, МПК G01R 27/18), содержащее коммутационный аппарат с силовыми контактами, ключ, первым выводом подключен к подвижному контакту первого коммутатора, левый неподвижный контакт которого подключен к первому фазному выводу обмотки асинхронного двигателя, а правый неподвижный контакт первого коммутатора соединен с правым неподвижным контактом второго коммутатора и со вторым фазным выводом обмотки асинхронного двигателя, левый неподвижный контакт второго коммутатора соединен с третьим фазным выводом обмотки асинхронного двигателя, подвижный контакт второго коммутатора соединен с общей точкой правого неподвижного контакта третьего коммутатора, первым выводом параллельно соединенных генератора и измерительного прибора, левый неподвижный контакт третьего коммутатора соединен с общей точкой вторых выводов генератора и измерительного прибора и со вторым выводом ключа, подвижный контакт третьего коммутатора заземлен.
Недостатком данного устройства является ограниченные функциональные возможности.
Известно устройство для измерения емкости и диэлектрических потерь конденсаторного датчика (патент RU 2258232, МПК G01R 27/26), содержащее микроконтроллер, индикатор, два генератора, времязадающие RC-цепи генераторов. В качестве одного емкостного элемента применен конденсаторный датчик, между обкладками которого находится изоляционный материал. Микроконтроллер в определенной последовательности с помощью управляемых ключей подключает известные по сопротивлению резисторы время-задающих RC-цепей, измеряет постоянную времени RC-цепей и рассчитывает сопротивление изоляционного материала, значение которого выводит на индикатор.
Недостатком данного устройства является ограниченные функциональные возможности, устройство не позволяет контролировать состояние межвитковой изоляции индуктивностей.
Наиболее близким аналогом - прототипом к заявляемому техническому решению является микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя (патент RU 2428707 О, МПК G01R 31/06,21.04.2010).
Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя содержит микроконтроллер, делитель напряжения, управляемый источник опорного напряжения, управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения и индуктивность (обмотка асинхронного двигателя), при этом первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первому выводу индуктивности, второй вывод которой подключен к первому выводу ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру, вход управления источника опорного напряжения подключен в выходу широтно-импульсного модулятора микроконтроллера, выход источника опорного напряжения подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера подключен средний вывод делителя напряжения, первый крайний вывод делителя напряжения подключен ко второму выводу индуктивности, второй крайний вывод делителя напряжения подключен ко вторым выводам ключа и источника постоянного напряжения, индикатор подключен к микроконтроллеру.
Используемый в данном устройстве источник опорного напряжения, управляемый широтно-импульсным модулятором (ШИМ) микроконтроллера, характеризуется повышенным уровнем шума в выходном сигнале. Наличие которого обусловлено, прежде всего, пульсациями выходного напряжения фильтра низких частот, обязательно используемого в составе источника опорного напряжения (AVR131: Using the AVR's High-speed PWM. Режим доступа: http.//www.gaw.ru/pdf/Atmel/app/avr/AVR131.pdf).
В таблице 1 представлены результаты моделирования процесса формирования опорного напряжения с учетом использования 8 разрядного ШИМ микроконтроллера с частотой 62,5 кГц, амплитудой 5 В и ФНЧ на базе RC цепи: R=10 кОм; С=100 нФ, без учета собственных шумов и нелинейности источника опорного напряжения (ИОН).
Как следует из данных таблицы 1, даже с учетом идеальности характеристик используемого источника опорного напряжения (в предположении отсутствия собственных шумов), имеет место ошибка установления уровня опорного напряжения подаваемого на первый вход аналогового компаратора микроконтроллера. Нелинейность опорного напряжения составляет порядка ±1,5 младшего значащего разряда (МЗР) кода счетчика ШИМ микроконтроллера.
В то же время, для нормального функционирования источника опорного напряжения необходима непрерывная генерация ШИМ сигналов, сопровождаемая резкими скачками потребления тока цифровой частью микроконтроллера, что в свою очередь приводит к снижению чувствительности аналогового компаратора микроконтроллера, в силу формирования дополнительных помех в цепи питания аналоговой части микроконтроллера (Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып.1 / С.М. Рюмик - М.: Издательский дом «Додека-ХХ1», 2010. - 356 с., стр. 39.), а значит приводит к увеличению погрешности диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Недостатком устройства прототипа является низкая точность диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к повышению точности диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, управляемый ключ, индикатор, индуктивность (обмотка асинхронного двигателя), источник постоянного напряжения, первый вывод которого подключен первому выводу индуктивности, а второй вывод источника постоянного напряжения подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен ко второму выводу индуктивности и первому выводу управляемого ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, индикатор подключен к микроконтроллеру (по средством первой группы выходов микроконтроллера), введен цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), входы управления которого подключены к регистру данных микроконтроллера (по средством второй группы выходов микроконтроллера), выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера.
Краткое описание чертежей
На фиг. представлена структурная схема микроконтроллерного устройства для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Осуществление полезной модели
Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя содержит (фиг.) микроконтроллер 1, делитель напряжения 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, управляемый ключ 4, индикатор 5, источник постоянного напряжения 6 и индуктивность 7 (обмотка асинхронного двигателя).
Первый вывод источника постоянного напряжения 6 подключен к первому выводу индуктивности 7, а второй вывод источника постоянного напряжения 6 подключен ко второму выводу управляемого ключа 4 и второму крайнему выводу делителя напряжения 2, первый крайний вывод которого подключен ко второму выводу индуктивности 7 и первому выводу управляемого ключа 4, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру 1, средний вывод делителя напряжения 2 подключен ко второму входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) микроконтроллера 1, индикатор 5 подключен к микроконтроллеру 1, по средством первой группы выходов микроконтроллера 1, входы управления ЦАП 3 подключены к регистру данных микроконтроллера 1 по средством второй группы выходов микроконтроллера 1, выход ЦАП 3 подключен к первому входу аналогового компаратора (на фиг.не показан) микроконтроллера 1.
Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя работает следующим образом.
Микроконтроллер 1 устанавливает на выходе ЦАП 3 заданный уровень опорного напряжения и замыкает ключ 4. Напряжение на выходе ЦАП 3 устанавливается в соответствии с кодом поступающим с регистра данных микроконтроллера 1 на ЦАП 3 по средством второй группы выходов микроконтроллера 1.
В результате замыкания ключа 4, по цепи: первый вывод источника постоянного напряжения 6, индуктивность 7, ключ 4, второй вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает ключ 4, на выводах индуктивности 7 возникает ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2. Если напряжение на среднем выводе делителя 2 превысит опорное, то аналоговый компаратор микроконтроллера 1 поменяет на выходе логический уровень. По этому сигналу микроконтроллер 1 оценивает значение амплитуды ЭДС самоиндукции. При отсутствии в межвитковой изоляции дефектов, значение ЭДС самоиндукции будет максимальным. Если, изоляция содержит дефекты, снижающие значение пробивного напряжения, а также обладает малым сопротивлением, то часть энергии запасенной в индуктивности к моменту размыкания ключа 4 рассеется в виде тепла на межвитковых и межфазных сопротивлениях изоляции. В этом случае ЭДС самоиндукции будет ниже определенного значения и аналоговый компаратор не поменяет логический уровень на выходе.
Затем микроконтроллер 1 переходит к следующему циклу измерения амплитуды ЭДС самоиндукции. Микроконтроллер 1 снижает напряжение на выходе ЦАП 3 и вновь замыкает ключ 4, цикл повторяется до тех пор, пока микроконтроллер 1 не определит значение амплитуды ЭДС самоиндукции, которое выводит на цифровой индикатор 5 по средством первой группы выходов микроконтроллера 1. По значению амплитуды ЭДС самоиндукции производится оценка состояния изоляции.
Для объективной оценки состояния изоляции необходимо иметь экспериментальные данные прошлого опыта, т.е. зависимости ЭДС самоиндукции от состояния изоляции. Состояние изоляции, характеризуемое ее сопротивлением и пробивным напряжением, может быть определено либо теоретическими методами, либо экспериментально с помощью других методов и средств, предназначенных для проведения соответствующих видов испытаний.
В сравнении с прототипом, разработанное устройство обеспечивает более высокую точность формирования опорного напряжения. В частности, в случае использования, в качестве ЦАП 3, 8 разрядного ЦАП (например, TLV5623 (Микросхемы АЦП и ЦАП-М.: Издательский дом «Додека-ХХ1», 2005. - 432 с., стр. 351) характеризуемого нелинейностью 0,5 МЗР)), выигрыш в точности установления опорного напряжения достигает 3.
Кроме того, в отличие от прототипа, для установления выходного напряжения ЦАП 3 достаточно однократного введения кода из регистра данных микроконтроллера 1 в ЦАП 3 за цикл измерения, а точнее в начальный интервал времени предшествующий собственно измерению (моменту сравнения входных сигналов аналогового компаратора микроконтроллера 1). Благодаря чему, на этапе измерения интенсивность функционирования цифровой части микроконтроллера 1, а значит и амплитуда скачков потребления тока цифровой частью микроконтроллера 1 будет снижена. Что в свою очередь приводит к повышению чувствительности аналогового компаратора микроконтроллера 1, в силу снижения уровня помех в цепи питания аналоговой части микроконтроллера 1 (Рюмик СМ. 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып.1 / С.М. Рюмик - М.: Издательский дом «Додека-ХХ1», 2010. - 356 с., стр. 39.), а значит приводит к повышению точности оценки значения амплитуды ЭДС самоиндукции.
В силу указанных причин, разработанное устройство, в сравнении с прототипом, характеризуется более высокой точностью диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Claims (1)
- Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, управляемый ключ, индикатор, индуктивность (обмотка асинхронного двигателя), источник постоянного напряжения, первый вывод которого подключен к первому выводу индуктивности, а второй вывод источника постоянного напряжения подключен ко второму выводу управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод которого подключен ко второму выводу индуктивности и первому выводу управляемого ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру, средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, индикатор подключен к микроконтроллеру (посредством первой группы выходов микроконтроллера), отличающееся тем, что в устройство введен цифроаналоговый преобразователь, входы управления которого подключены к регистру данных микроконтроллера (посредством второй группы выходов микроконтроллера), выход цифроаналогового преобразователя подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108686U RU181802U1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108686U RU181802U1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU181802U1 true RU181802U1 (ru) | 2018-07-26 |
Family
ID=62981990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018108686U RU181802U1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU181802U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6794883B2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-09-21 | Emerson Electric Co. | Method and system for monitoring winding insulation resistance |
| RU2428707C1 (ru) * | 2010-04-21 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя |
| RU2498327C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
| RU2546827C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
-
2018
- 2018-03-12 RU RU2018108686U patent/RU181802U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6794883B2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-09-21 | Emerson Electric Co. | Method and system for monitoring winding insulation resistance |
| RU2428707C1 (ru) * | 2010-04-21 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя |
| RU2498327C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
| RU2546827C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU181798U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции | |
| RU2428707C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя | |
| RU2546827C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
| JP4015169B2 (ja) | スイッチモード電源装置用の制御回路 | |
| RU2498327C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции | |
| US9322881B2 (en) | Partial discharge measurement system and partial discharge measurement method by repeated impulse voltage | |
| RU2589762C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| RU2645449C1 (ru) | Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
| US20150061639A1 (en) | Dead-Time Selection In Power Converters | |
| AU2016214660A1 (en) | Device and method for determining a parameter of a transformer | |
| US11245254B2 (en) | Method for phase controlled energizing of power transformer | |
| RU184404U9 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| RU181802U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя | |
| RU181804U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
| KR100864281B1 (ko) | 수배전선로의 결상/역상 검출장치 | |
| Tsyokhla et al. | On-line motor insulation capacitance monitoring using low-cost sensors | |
| RU2647700C1 (ru) | Генератор импульсов переменной амплитуды | |
| RU2650082C1 (ru) | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
| KR20100055672A (ko) | 직류 고전압 전원 발생장치 및 임펄스 측정기의 응답특성 평가를 위한 고압 교정 파형 발생장치. | |
| CN111181152B (zh) | 用于动态地切换电流互感器电路的负载的***和方法 | |
| CN113534010A (zh) | 一种功率器件的短路测试装置及方法 | |
| RU192271U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя | |
| RU2684955C1 (ru) | Устройство для измерения емкости диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
| RU192269U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| RU194962U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180816 |