RU192270U1 - Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя - Google Patents
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU192270U1 RU192270U1 RU2019105364U RU2019105364U RU192270U1 RU 192270 U1 RU192270 U1 RU 192270U1 RU 2019105364 U RU2019105364 U RU 2019105364U RU 2019105364 U RU2019105364 U RU 2019105364U RU 192270 U1 RU192270 U1 RU 192270U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- terminal
- motor winding
- usart
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электроизмерительной техники, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использована для построения средств диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного или синхронного двигателя. Технический результат: расширение ее функциональных возможностей за счет проведения диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с использованием вычислительных ресурсов компьютера. Сущность: устройство содержит микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), первый управляемый ключ, источник постоянного напряжения, второй ключ, образцовую индуктивность, преобразователь интерфейсов USART/USB. Причем модуль USART микроконтроллера подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера. 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 использована для построения средств диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного или синхронного двигателя.
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 микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя (патент RU 2546827 С1, МПК G01R 27/26, 30.12.2013) содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, управляемый источник опорного напряжения, первый управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения, диагностируемую обмотку электродвигателя, второй ключ, образцовую индуктивность, при этом: первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы, которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «верхнем» (подключается диагностируемая обмотка электродвигателя), либо в «нижнем» (подключается образцовая индуктивность) положении; первый вывод второго ключа подключен ко второму выводу первого управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения; вывод управления первого ключа подключен к выходу микроконтроллера; 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 к первому выводу первого управляемого ключа и второму выводу источника постоянного напряжения; индикатор подключен к выходу соответствующего порта микроконтроллера.
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 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-XXI», 2010. - 356 с., стр. 39.), а значит приводит к увеличению погрешности диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя.
Недостатком устройства является низкая точность диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя, а так же ограниченные функциональные возможности по причине конструктивных особенностей микроконтроллера, заключающихся в ограниченной мощности процессора и объема памяти, что не позволяет выполнять архивирование результатов измерений, их вывод в форме графиков, сравнение полученных данных с эталонными образцами.
Наиболее близким аналогом-прототипом к заявляемому техническому решению является микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя (патент RU 181804 U1, МПК G01R 27/02, G01R 31/06, 12.03.2018).
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя содержит микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), первый управляемый ключ, индикатор, источник постоянного напряжения, диагностируемую обмотку электродвигателя, второй ключ, образцовую индуктивность, при этом: первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «верхнем» (подключается диагностируемая обмотка электродвигателя), либо в «нижнем» (подключается образцовая индуктивность) положении; первый вывод второго ключа подключен ко второму выводу первого управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод делителя напряжения подключен ко второму выводу источника постоянного напряжения 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 (выходов соответствующего порта микроконтроллера); входы управления ЦАП подключены к регистру данных микроконтроллера посредством второй группы выходов микроконтроллера; выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера.
Недостатком известного решения являются ограниченные функциональные возможности по причине конструктивных особенностей микроконтроллера, заключающихся в ограниченной мощности процессора и объема памяти, что не позволяет выполнять архивирование результатов измерений, их вывод в форме графиков, сравнение полученных данных с эталонными образцами.
Раскрытие полезной модели.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к расширению ее функциональных возможностей за счет проведения диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с использованием вычислительных ресурсов компьютера.
Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), первый управляемый ключ, источник постоянного напряжения, второй ключ, образцовую индуктивность, при этом: первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «верхнем» (подключается диагностируемая обмотка электродвигателя), либо в «нижнем» (подключается образцовая индуктивность) положении; первый вывод второго ключа подключен ко второму выводу первого управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод делителя напряжения подключен ко второму выводу источника постоянного напряжения и первому выводу управляемого ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру; средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера; входы управления ЦАП подключены к регистру данных микроконтроллера посредством группы выходов микроконтроллера; выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, введен преобразователь интерфейсов USART/USB, причем модуль USART микроконтроллера подключен к указанному преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера.
Краткое описание чертежей.
На фиг. представлена структурная схема микроконтроллерного устройства диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя.
Осуществление полезной модели.
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя содержит (фиг.) микроконтроллер 1, делитель напряжения 2, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 3, первый управляемый ключ 4, преобразователь интерфейсов USART/USB 5, источник постоянного напряжения 6, компьютер 7, второй ключ 8, образцовую индуктивность 9, при этом: первый вывод источника постоянного напряжения 6 подключен к первым выводам диагностируемой обмотки 10 электродвигателя и образцовой индуктивности 9, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа 8, который может находиться либо в «верхнем» (подключается диагностируемая обмотка 10 электродвигателя), либо в «нижнем» (подключается образцовая индуктивность 9) положении; первый вывод второго ключа 8 подключен ко второму выводу первого управляемого ключа 4 и второму крайнему выводу делителя напряжения 2, первый крайний вывод делителя напряжения 2 подключен ко второму выводу источника постоянного напряжения 6 и первому выводу управляемого ключа 4, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру 1; средний вывод делителя напряжения 4 подключен ко второму входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) микроконтроллера 1; входы управления ЦАП 3 подключены к регистру
данных микроконтроллера 1 (на фиг. не показан) посредством группы выходов микроконтроллера 1; выход ЦАП 3 подключен к первому входу аналогового компаратора (на фиг. не показан) микроконтроллера 1, модуль USART (на фиг. не показан) микроконтроллера 1 подключен к преобразователю интерфейсов USART/USB 5, который подключен к интерфейсу USB компьютера 7.
Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя работает следующим образом.
Ключ 8 находится в «нижнем» положении, т.е. включена образцовая индуктивность 9.
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 входы управления ЦАП 3 посредством группы выходов микроконтроллера 1.
В результате замыкания ключа 4, по цепи: второй вывод источника постоянного напряжения 6, образцовая индуктивность 9, ключ 4, первый вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает ключ 4, на выводах образцовой индуктивности 9 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. В образцовой индуктивности 9 отсутствуют дефекты в межвитковой изоляции, и значение ЭДС самоиндукции будет максимальным. Это значение запоминается микроконтроллером 1.
Далее ключ 8 переводится в «верхнее» положение, т.е. подключена диагностируемая обмотка 10 электродвигателя. По цепи: второй вывод источника постоянного напряжения 6, диагностируемая обмотка 10 электродвигателя, ключ 4, первый вывод источника постоянного напряжения 6 протекает нарастающий ток. В определенный момент микроконтроллер 1 размыкает ключ 4, на выводах диагностируемой обмотки 10 электродвигателя возникает ЭДС самоиндукции, которая приложена к делителю напряжения 2. Если межвитковая изоляция диагностируемой обмотки 10 электродвигателя содержит дефекты, снижающие значение пробивного напряжения, а также обладает малым сопротивлением, то часть энергии запасенной в ее индуктивности после размыкания ключа 4 рассеется в виде тепла на сопротивлениях межвитковой изоляции. В этом случае ЭДС самоиндукции будет ниже значения, установленного с помощью образцовой индуктивности, и аналоговый компаратор микроконтроллера 1 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.
Результаты измерений микроконтроллер 1 пересылает через преобразователь интерфейсов USART/USB 5 на компьютер 7, который, в сравнении с микроконтроллером 1, обладает большей мощностью процессора и объемом памяти, обеспечивающих архивирование результатов измерений, вывод их в графической форме на монитор, сравнение с эталонными образцами или их моделями, а значит и более высокую степень достоверности диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя.
Разработанное устройство по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество - расширены функциональные возможности микроконтроллерного устройства для диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя за счет проведения измерения с использованием вычислительных ресурсов компьютера.
Claims (1)
- Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя выполнено с возможностью передачи сигнала на компьютер с помощью преобразователя интерфейсов USART/USB, содержащее микроконтроллер, делитель напряжения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), первый управляемый ключ, источник постоянного напряжения, второй ключ, образцовую индуктивность, при этом: первый вывод источника постоянного напряжения подключен к первым выводам диагностируемой обмотки электродвигателя и образцовой индуктивности, вторые выводы которых подключаются ко второму выводу второго ключа, который может находиться либо в «верхнем» (подключается диагностируемая обмотка электродвигателя), либо в «нижнем» (подключается образцовая индуктивность) положении; первый вывод второго ключа подключен ко второму выводу первого управляемого ключа и второму крайнему выводу делителя напряжения, первый крайний вывод делителя напряжения подключен ко второму выводу источника постоянного напряжения и первому выводу управляемого ключа, вывод управления которого подключен к микроконтроллеру; средний вывод делителя напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера; входы управления ЦАП подключены к регистру данных микроконтроллера по средством группы выходов микроконтроллера; выход ЦАП подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, отличающееся тем, что микроконтроллер оснащен модулем USART, а в устройство дополнительно введен преобразователь интерфейсов USART/USB, причем модуль USART микроконтроллера подключен к указанному преобразователю интерфейсов USART/USB, выполненному с возможностью подключения к интерфейсу USB компьютера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105364U RU192270U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105364U RU192270U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU192270U1 true RU192270U1 (ru) | 2019-09-11 |
Family
ID=67990117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019105364U RU192270U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU192270U1 (ru) |
Citations (5)
| 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 |
| RU181798U1 (ru) * | 2018-03-12 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
-
2019
- 2019-02-26 RU RU2019105364U patent/RU192270U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| 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 |
| RU181798U1 (ru) * | 2018-03-12 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103454585B (zh) | 一种基于失电残压的永磁同步电机失磁故障诊断方法 | |
| RU2634741C1 (ru) | Способ диагностирования неисправности в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя методом интегрирования фазного тока | |
| RU181798U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции | |
| RU2645449C1 (ru) | Микропроцессорное устройство диагностики изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
| RU2546827C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
| JP6637191B2 (ja) | Ｄｃ−ｄｃ電圧コンバータのための診断システム | |
| CN204013310U (zh) | 无刷双馈电机直接转矩控制*** | |
| KR20150080063A (ko) | 확장형 칼만 필터를 이용한 동기 발전기의 고장 진단 방법 및 장치 | |
| RU2589762C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| RU192270U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя | |
| JP2004357437A (ja) | 電力変換装置及びその故障診断方法 | |
| CN103647526A (zh) | 一种pwm闭锁控制电路 | |
| CN109459633B (zh) | 直流输电换流阀晶闸管级回路故障诊断方法及装置及*** | |
| CN112710922B (zh) | 一种双有源桥dc-dc变换器的开路故障诊断方法 | |
| RU192271U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя | |
| RU192269U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| RU193235U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции | |
| CN103529829A (zh) | 一种电动车控制器测试*** | |
| RU194962U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по ЭДС самоиндукции | |
| US9577568B2 (en) | Detection of a wire-break fault during the operation of a brushless d.c. motor | |
| RU184404U9 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра | |
| CN112285414B (zh) | 一种硬盘功耗监测方法、硬盘功耗监测电路及ssd硬盘 | |
| RU2650082C1 (ru) | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
| RU2684955C1 (ru) | Устройство для измерения емкости диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра | |
| RU181804U1 (ru) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200227 |