RU2054687C1 - Electrical machine phase winding tester - Google Patents
Electrical machine phase winding tester Download PDFInfo
- Publication number
- RU2054687C1 RU2054687C1 SU5033990A RU2054687C1 RU 2054687 C1 RU2054687 C1 RU 2054687C1 SU 5033990 A SU5033990 A SU 5033990A RU 2054687 C1 RU2054687 C1 RU 2054687C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- terminal
- output
- terminals
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве, эксплуатации и ремонте электрических машин с фазными обмотками. The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture, operation and repair of electrical machines with phase windings.
Известно устройство, реализующее способ контроля качества фазных обмоток, содержащее генератор напряжения переменной частоты, высокочастотный трансформатор, дифференциальный усилитель и два электростатических вольтметра. A device is known that implements a method for controlling the quality of phase windings, comprising a variable frequency voltage generator, a high-frequency transformer, a differential amplifier, and two electrostatic voltmeters.
Недостатком данного устройства является недостаточная точность обнаружения виткового замыкания в обмотке из-за влияния технологического разброса параметров обмотки. The disadvantage of this device is the lack of accuracy in the detection of coil faults in the winding due to the influence of technological variation in the parameters of the winding.
Известно устройство для контроля фазных обмоток асинхронного двигателя по амплитудно-частотной характеристике обмотки, содержащее генератор переменной частоты, связанный с началом контролируемых фазных обмоток асинхронного двигателя, концы которых соединены между собой, и измерительный блок. A device for monitoring the phase windings of an induction motor according to the amplitude-frequency characteristic of the winding, comprising a variable frequency generator associated with the beginning of the controlled phase windings of the induction motor, the ends of which are interconnected, and a measuring unit.
Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля наличия короткозамкнутых витков, что обусловлено влиянием на результаты измерения технологического разброса параметров обмоток и сложностью точной фиксации и съема различия амплитудно-частотных характеристик каждой из фазных обмоток друг от друга. A disadvantage of the known device is the low reliability of the control of the presence of short-circuited turns, which is due to the influence on the measurement results of the technological spread of the winding parameters and the difficulty of accurately fixing and removing the difference in the amplitude-frequency characteristics of each of the phase windings from each other.
Наиболее близким по решаемой задаче к заявленному можно считать устройство для контроля фазных обмоток электрических машин, содержащее источник питания, коммутатор, измерительный узел, частотно-задающую цепь и фазные обмотки электрической машины, при этом первые выводы источника питания и частотно-задающей цепи соединены с общей шиной устройства, второй вывод источника питания соединен с первым выводом измерительного узла, первые выводы фазных обмоток электрической машины соединены между собой, а вторые с соответствующими первыми выводами коммутатора, второй вывод которого соединен с выходом частотно-задающей цепи. The closest in solving the problem to the declared one can be considered a device for monitoring the phase windings of electric machines, containing a power source, a switch, a measuring unit, a frequency-setting circuit and phase windings of an electric machine, while the first conclusions of the power source and the frequency-setting circuit are connected to a common the device’s bus, the second output of the power source is connected to the first output of the measuring unit, the first conclusions of the phase windings of the electric machine are interconnected, and the second with the corresponding first odes switch, a second terminal coupled to an output frequency drive circuit.
Недостатком известного устройства можно считать недостаточные надежность и точность. Низкая надежность обусловлена тем, что в известном устройстве отсутствует гальваническая развязка между измерительным узлом и частотно-задающей цепью устройства. Кроме того, в многовитковых электрических машинах обмотки имеют высокое активное сопротивление, которое снижает добротность контура частотно-задающей цепи, что может привести в известном устройстве к срыву генерации и, следовательно, невозможности осуществления контроля. Точность контроля известного устройства недостаточна, так как на результаты измерения оказывает влияние технологический разброс параметров обмотки. Известное устройство также требует настройки под каждый тип машины, что создает неудобства при эксплуатации. Кроме того, оно имеет ограниченную область применения, например, не может быть использовано для электрических машин с невыведенной средней точкой. A disadvantage of the known device can be considered insufficient reliability and accuracy. Low reliability is due to the fact that in the known device there is no galvanic isolation between the measuring node and the frequency-setting circuit of the device. In addition, in multi-turn electric machines, the windings have a high active resistance, which reduces the quality factor of the frequency-defining circuit, which can lead to a generation failure in the known device and, therefore, the impossibility of monitoring. The accuracy of the control of the known device is insufficient, since the technological variation of the winding parameters affects the measurement results. The known device also requires tuning for each type of machine, which creates inconvenience during operation. In addition, it has a limited scope, for example, cannot be used for electric machines with an unimproved midpoint.
Цель изобретения создание такого устройства для контроля фазных обмоток электрических машин, в котором новое выполнение частотно-задающей цепи, где отсутствуют контролируемые фазные обмотки, их включение не в частотно-задающую цепь устройства, а в цепь обратной связи по отношению к ней, и наличие гальванической развязки от частотно-задающей цепи и измерительного узла позволило производить контроль индуктивного сопротивления фазных обмоток по току, протекающему в них при воздействии переменного напряжения заданной амплитуды и частоты, и выделении, например, первой гармоники этого напряжения, и за счет этого повысить надежность и точность устройства без ограничения области применения. The purpose of the invention is the creation of such a device for monitoring the phase windings of electric machines, in which the new implementation of the frequency-setting circuit, where there are no controlled phase windings, their inclusion is not in the frequency-setting circuit of the device, but in the feedback circuit with respect to it, and the presence of galvanic decoupling from the frequency-setting circuit and the measuring unit made it possible to control the inductive resistance of the phase windings by the current flowing in them under the influence of an alternating voltage of a given amplitude and frequency , and highlighting, for example, the first harmonic of this voltage, and thereby increase the reliability and accuracy of the device without limiting the scope.
Цель достигается тем, что в устройство для контроля фазных обмоток электрических машин, содержащее источник питания, коммутатор, измерительный узел, частотно-задающую цепь и фазные обмотки электрической машины, при этом первые выводы источника питания и частотно-задающей цепи соединены с общей шиной устройства, второй вывод источника питания соединен с первым выводом измерительного узла, первые выводы фазных обмоток электрической машины соединены между собой, а вторые с соответствующими выводами коммутатора, второй вывод которого соединен с выходом частотно-задающей цепи, введены дифференциальный трансформатор и резистор, частотно-задающая цепь выполнена в виде генератора переменного напряжения, разделительного конденсатора, задатчика тока и источника тока, при этом второй вывод источника питания соединен дополнительно с вторым и третьим выводами частотно-задающей цепи, четвертый вывод которой соединен через резистор с общей шиной устройства и с первым выводом первичной обмотки дифференциального трансформатора, второй и третий выводы которой соединены соответственно с третьим и четвертым выводами коммутатора, первый и второй выводы вторичной обмотки дифференциального трансформатора соединены соответственно с вторым и третьим выводами измерительного узла, четвертый вывод которого соединен с общей шиной устройства, первые выводы генератора переменного напряжения и задатчика тока являются первым выводом частотно-задающей цепи, вторые выводы генератора переменного напряжения и источника тока являются соответственно вторым и третьим выводами частотно-задающей цепи, третий вывод генератора переменного напряжения через разделительный конденсатор соединен с вторым выводом задатчика тока, третий вывод которого соединен с четвертым выводом источника тока, первый и третий выводы которого являются соответственно выходом и четвертым выводом частотно-задающей цепи. The goal is achieved in that in a device for monitoring the phase windings of electric machines, containing a power source, a switch, a measuring unit, a frequency-driving circuit and phase windings of an electric machine, while the first terminals of the power source and the frequency-driving circuit are connected to a common bus of the device, the second output of the power source is connected to the first output of the measuring unit, the first conclusions of the phase windings of the electric machine are interconnected, and the second with the corresponding conclusions of the switch, the second output of which is inen with the output of the frequency-defining circuit, a differential transformer and a resistor are introduced, the frequency-defining circuit is made in the form of an alternating voltage generator, an isolation capacitor, a current generator and a current source, while the second output of the power source is additionally connected to the second and third terminals of the frequency-defining circuit, the fourth terminal of which is connected through a resistor to the common bus of the device and with the first terminal of the primary winding of the differential transformer, the second and third terminals of which are connected respectively Indirectly with the third and fourth terminals of the switch, the first and second terminals of the secondary winding of the differential transformer are connected respectively to the second and third terminals of the measuring unit, the fourth terminal of which is connected to the device common bus, the first terminals of the alternating voltage generator and current generator are the first terminal of the frequency-setting circuit , the second conclusions of the alternating voltage generator and the current source are respectively the second and third conclusions of the frequency-setting circuit, the third terminal of the generator The alternating voltage through the isolation capacitor is connected to the second terminal of the current generator, the third terminal of which is connected to the fourth terminal of the current source, the first and third terminals of which are respectively the output and fourth terminal of the frequency-setting circuit.
В цепь вторичной обмотки дифференциального трансформатора устройства включен конденсатор относительно общей шины устройства. Задатчик тока устройства выполнен в виде регулируемого делителя напряжения. A capacitor relative to the common bus of the device is included in the secondary circuit of the differential transformer of the device. The current collector of the device is made in the form of an adjustable voltage divider.
Отсутствие в частотно-задающей цепи устройства контролируемых фазных обмоток электрической машины обеспечивает повышение точности, так как разброс их параметров не оказывает влияния на результаты контроля. Наличие цепи обратной связи устройства по отношению к частотно-задающей цепи, куда установлены все контролируемые фазные обмотки и дифференциальный трансформатор, исключает необходимость выведения точки соединения концов фаз обмотки, что снимает ограничения на область применения устройства. The absence of controlled phase windings of an electric machine in the frequency-setting circuit of the device provides an increase in accuracy, since the spread of their parameters does not affect the control results. The presence of the feedback circuit of the device with respect to the frequency-setting circuit, where all controlled phase windings and a differential transformer are installed, eliminates the need to derive the connection point of the ends of the winding phases, which removes restrictions on the scope of the device.
Наличие в устройстве дифференциального трансформатора обеспечивает гальваническую развязку фазных обмоток электрической машины от частотно-задающей цепи и измерительного узла, для которого с помощью вторичной обмотки трансформатора формируется входной сигнал. При возможности задания частотно-задающей цепи определенного значения тока и частоты измерительный сигнал будет определяться, в основном, дефектами в фазных обмотках и не зависеть от технологического разброса их параметров. The presence of a differential transformer in the device provides galvanic isolation of the phase windings of the electric machine from the frequency-setting circuit and the measuring unit, for which an input signal is generated using the secondary winding of the transformer. If it is possible to set the frequency-driving circuit of a specific value of current and frequency, the measuring signal will be determined mainly by defects in the phase windings and not depend on the technological spread of their parameters.
Включение конденсатора в цепь вторичной обмотки дифференциального трансформатора позволяет выделить сигнал, соответствующий первой гармонике переменного напряжения, и дополнительно исключить влияние емкостных параметров обмоток на результаты контроля. The inclusion of a capacitor in the secondary circuit of the differential transformer allows you to select the signal corresponding to the first harmonic of the alternating voltage, and further eliminate the influence of capacitive parameters of the windings on the control results.
Выполнение задатчика тока в виде регулируемого делителя напряжения обеспечивает простоту реализации частотно-задающей цепи. The implementation of the current generator in the form of an adjustable voltage divider provides ease of implementation of the frequency-setting circuit.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 принципиальная электрическая схема с раскрытием частотно-задающей цепи и цепи подключения фазных обмоток, коммутатора и дифференциального трансформатора. Figure 1 presents the functional diagram of the device; figure 2 circuit diagram with the disclosure of the frequency-setting circuit and the connection circuit of the phase windings, switch and differential transformer.
Устройство содержит источник 1 питания, коммутатор 2, измерительный узел 3, фазные обмотки (А, В, С) контролируемой электрической машины 4, первые выводы которых (концы) соединены между собой. The device contains a
Частотно-задающая цепь 5 устройства включает генератор 6 переменного напряжения, разделительный конденсатор 7, задатчик 8 тока и источник 9 тока. The frequency-
В состав устройства входят также дифференциальный трансформатор 10 с вторичной обмоткой 11, резистор 12 и конденсатор 13. The device also includes a
Первые выводы источника 1 питания и частотно-задающей цепи 5 соединены с общей шиной устройства, второй вывод источника 1 питания соединен с первым выводом измерительного узла 3, вторые выводы (начала) фазных обмоток электрической машины 4 соединены с соответствующими первыми выводами коммутатора 2, второй вывод которого соединен с выходом частотно-задающей цепи 5. Второй вывод источника 1 питания дополнительно соединен с вторым и третьим выводами частотно-задающей цепи 5, четвертый вывод которой соединен через резистор R12 с общей шиной устройства и с первым выводом первичной обмотки дифференциального трансформатора 10, второй и третий выводы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выводами коммутатора 2, первый и второй выводы вторичной обмотки 11 дифференциального трансформатора соединены соответственно с вторым и третьим выводами измерительного узла 3, четвертый вывод которого соединен с общей шиной устройства. The first conclusions of the
Первые выводы генератора 6 переменного напряжения и задатчика 8 тока являются первым выводом частотно-задающей цепи, вторые выводы генератора 6 переменного напряжения и источника 9 тока являются соответственно вторым и третьим выводами частотно-задающей цепи 5, третий вывод генератора 6 переменного напряжения через разделительный конденсатор С7 соединен с вторым выводом задатчика 8 тока, третий вывод которого соединен с четвертым выводом источника 9 тока, первый и третий выводы которого являются соответственно выходом и четвертым выводом частотно-задающей цепи 5. The first conclusions of the
Конденсатор С13 включен в цепь вторичной обмотки 11 дифференциального трансформатора относительно общей шины устройства. Коммутатор 2 может быть выполнен двухпозиционным с тремя зависимыми переключателями и обеспечивает поочередное подключение второго вывода (начала) одной из фазных обмоток электрической машины 4 к выходу источника 9 тока и вторых выводов (начал) двух других обмоток к второму и третьему выводам первичной обмотки дифференциального трансформатора 10. На фиг.2 коммутатор 2 находится в первом положении, когда начало фазной обмотки С подключено к источнику 9 тока, а начала фазных обмоток А и В подключены к второму и третьему выводам первичной обмотки дифференциального трансформатора 10. В двух других положениях коммутатора 2 к выходу источника 9 тока подключается второй вывод обмотки А (второе положение) или В (третье положение), а к второму и третьему выводам трансформатора 10 вторые выводы обмоток В, С или С, А соответственно. Генератор 6 переменного напряжения может быть собран на операционном усилителе А14 с резисторами обратной связи R15, R16 и частотно-задающей цепочкой на конденсаторах С17, С18 и резисторах R19, R20. Capacitor C13 is included in the
Задатчик 8 тока может быть выполнен наиболее простым способом в виде регулируемого делителя напряжения на резисторах R21, R22. С его помощью устанавливается заданная величина тока через испытываемую фазную обмотку, которая подбирается в зависимости от типа электрической машины. The
На вторичной обмотке 11 дифференциального трансформатора образуется напряжение пропорциональное разности токов в сравниваемых фазных обмотках (А и В на фиг.2). Источник 9 тока может быть выполнен на операционном усилителе А23. Ток через испытываемую фазную обмотку определяется из выражения Uвх/R12, где Uвх входное напряжение усилителя А23. Измерительный узел 3 выполняется по известной схеме и, например, включает предварительный 24 и оконечный 25 усилители, соединенные через разделительный конденсатор С26. На выход усилителя 25 через выпрямительный мост 27 включается микроамперметр 28. Вторичная обмотка 11 дифференциального трансформатора совместно с конденсатором С13 образует фильтр 29 для выделения сигнала, соответствующего первой гармонике генератора 6 переменного напряжения.On the
С помощью резистора R21 задатчика 8 тока последний выбирается таким образом, чтобы при имитации полного дефекта (одна из фаз оборвана или замкнута накоротко) выходной сигнал измерительного узла 3 соответствовал полному (100% ) дефекту, что отражается на шкале микроамперметра 28. Все остальные дефекты обмоток определяются как процент от полного дефекта обмотки, и их значения были установлены заранее экспериментальным путем (например, замыкание одного витка соответствует 7-8%). Величина сигнала, соответствующего разным видам дефектов, определялась на экспериментальной электрической машине, имеющей отпайки от витков фазных обмоток. Экспериментально установлено, что в бездефектной машине сигнал на выходе измерительного узла не превышает значения 5% от величины сигнала, соответствующего полному дефекту, и определяется разбросом технологических, конструктивных параметров и характеристиками материалов. Using the resistor R21 of the
Устройство работает следующим образом. При переключении коммутатора 2 в каждое из трех его положений производится сравнение полных сопротивлений фазных обмоток (например, А и В на фиг.2), подключенных к первичным обмоткам дифференциального трансформатора 10. Дефект в обмотке уменьшает ее общую индуктивность. При этом больше всего изменяются параметры той обмотки, в которой находится дефект. Таким образом, если обмотка с дефектом окажется подключенной совместно с качественной обмоткой к первичным обмоткам дифференциального трансформатора 10, то в результате вычитания токов в них на вторичной обмотке 11 дифференциального трансформатора полученное напряжение будет пропорционально этой разности. С помощью фильтра 29 из него выделяется сигнал, соответствующий основной гармонике генератора 6 переменного напряжения, и подается для определения его величины на измерительный узел 3, где визуально отражается на шкале микроамперметра 28. Если показания микроамперметра 28 превышают сигнал, соответствующий бездефектной машине (5%) в двух из трех положений коммутатора 2, участвующая дважды в подключении фазная обмотка будет дефектной. The device operates as follows. When the
Например, превышение показаний наблюдается в первом положении коммутатора 2, когда к трансформатору 8 подключены обмотки А и В, и во втором положении, когда подключены обмотки В и С. Дефектной будет обмотка В. For example, an excess of readings is observed in the first position of the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5033990 RU2054687C1 (en) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Electrical machine phase winding tester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5033990 RU2054687C1 (en) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Electrical machine phase winding tester |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2054687C1 true RU2054687C1 (en) | 1996-02-20 |
Family
ID=21600173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5033990 RU2054687C1 (en) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Electrical machine phase winding tester |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2054687C1 (en) |
-
1992
- 1992-03-25 RU SU5033990 patent/RU2054687C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 785805, кл. G 01R 31/06, 1979. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2475915C2 (en) | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks | |
US4658213A (en) | Method and apparatus for testing direct current motors and generators, electromagnetic devices, and the like | |
JP2020510815A5 (en) | ||
RU2054687C1 (en) | Electrical machine phase winding tester | |
Marshall et al. | Current transformer excitation under transit conditions | |
DE2530723A1 (en) | MEASURING DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFTS ON ELECTRIC FOUR-POLES | |
JP4126895B2 (en) | Capacitor screening method | |
JP7279489B2 (en) | Measuring device and its measuring method | |
RU2289143C2 (en) | Method of combined testing of three-phase winding of electrical machine | |
RU2079849C1 (en) | Device for measuring currents | |
JP7310250B2 (en) | Measuring device and its measuring method | |
SU1109666A1 (en) | Device for checking means of measuring electrical machine winding temperature | |
US2481655A (en) | Apparatus for locating faults in cables | |
SU1522127A1 (en) | Method of checking insulation to chassis of exciting winding of synchronous generator in operating mode | |
SU1114988A1 (en) | Device for detecting short-circuits in testing electric machine winding insulation | |
SU1538033A1 (en) | Arrangement for measuring linear density of chemical filaments | |
SU1013876A1 (en) | Device for checking electrical machine winding rods | |
JPH09229994A (en) | Detection method for partial discharge of transformer | |
SU928259A1 (en) | Method of electrical machine stator three-phase winding complex checking | |
SU1449943A1 (en) | Method of testing electric windings for inter-turn shorts | |
SU1203443A1 (en) | Method of determining emf and inductive impedance of synchronous generator | |
CN114167226A (en) | Rotor alternating-current impedance testing device and method based on damped oscillation | |
Glinka et al. | Capacitance and Resistance of Turn-to-Turn Insulation—Measurements in Transformers | |
JPS61155868A (en) | Simple measuring method of insulation resistance | |
JP2738113B2 (en) | X-ray equipment filament power supply |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20090326 |