СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01R31/34 H02K15/00 

Изобретение относится к диагностической технике и может быть использовано для контроля технического состояния генераторов переменного тока транспортных средств.

Известен способ диагностирования генераторов переменного тока [1] при котором на обмотку возбуждения подается переменное напряжение и по величине напряжения и тока на выходе генератора, которые контролируются по вольтметру и амперметру, делается заключение о его техническом состоянии.

Основным недостатком данного способа является отсутствие возможности определения вида неисправности. Способ позволяет лишь сделать вывод исправен генератор или неисправен. Кроме того, при данном способе величина напряжения, подаваемая на обмотку возбуждения значительна, что ухудшает электробезопасность и при неисправном генераторе может привести к выходу других исправных элементов генератора.

Настоящее изобретение направлено на повышение достоверности и качества контроля генераторов переменного тока транспортных средств.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе напряжение на выходе генератора с помощью осциллографического устройства сравнивают с эталонным сигналом, в качестве которого используют напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения и если наблюдаемая на экране осциллографического устройства фигура в виде двух симметричных относительно вертикальной оси петель, соединенных в нижней части, в ходе поворота ротора генератора высота петель уменьшается и образуется прямая горизонтальная линия, то в обмотке статора есть обрыв, если фигура имеет вид несимметричной петли, то неисправны диоды выпрямительного блока.

В устройство дополнительно введены осциллографическое устройство с усилителем сигнала и развертки, переменный резистор, который включен в цепь соединения усилителя развертки и вторичной обмотки трансформатора, нагрузочный резистор, подключенный к выходу генератора и усилителю сигнала осциллографического устройства.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием эталонного сигнала, применением для сравнения эталонного и контролируемого сигнала метода фигур Лиссажу, а также применением их осциллографического наблюдения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов: осциллографического устройства с усилителем сигналов и усилителем развертки, нагрузочного резистора, переменного резистора и связями между элементами. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых способа и устройства критерию "новизна".

Возможность при диагностировании конкретно определить вид неисправности, исключить выход из строя элементов диагностируемого генератора при проверке неисправных генераторов позволяет сделать вывод о их соответствии критерию "cущественные отличия".

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предложенный способ, на фиг. 2 формы фигур Лиссажу при различных состояниях генератора.

Устройство содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого через амперметр 2 в ходе диагностирования соединена с обмоткой возбуждения 3 генератора 4, нагрузочный резистор 5 подключен к клеммам "+" и "-" генератора 4, осциллографическое устройство 6, включающее в себя усилитель сигналов 7, подключенный к выходу генератора 4 и усилитель развертки 8, переменный резистор 9, установленный в цепи, соединяющей усилитель развертки 8 осциллографического устройства 6 с вторичной обмоткой трансформатора 1.

Сущность способа состоит в следующем.

В предлагаемом способе диагностирования генераторов переменного тока на обмотку возбуждения подается переменное напряжение незначительной амплитуды и контролируется сигнал на выходе генератора с помощью осциллографического устройства. При этом амплитуда и частота контролируемого сигнала будут определяться техническим состоянием генератора и при различных неисправностях имеют различный вид. Причем при повороте ротора генератора амплитуда и форма импульса контрольного сигнала несколько изменяется, даже при исправном состоянии генератора. Полное изменение сигнала происходит при повороте ротора на угол α=360^°/P, где Р количество пар полюсов генератора. Поэтому для определения неисправности необходимо иметь эталонный сигнал, который сравнивается с контролируемым сигналом. В представленном способе в качестве эталонного сигнала используется напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, которое одновременно подается на усилитель развертки осциллографического устройства, а на вертикальный вход подается контролируемый сигнал с выхода генератора. При этом на экране осциллографического устройства наблюдается фигура Лиссажу, по которой определяют техническое состояние генератора и конкретный вид неисправности.

Устройство работает следующим образом: обмотка возбуждения 3 диагностируемого генератора 4 своими клеммами "III" подключается к одноименным клеммам устройства, то есть ко вторичной обмотке трансформатора 1, усилитель сигнала 7 осциллографического устройства 6 подключается к клеммам "+" и "-" генератора 4, нагрузочный резистор 5 включается между клеммами "+" и "-" диагностируемого генератора 4.

При подключении устройства к сети переменное напряжение величиной порядка 25 В подается со вторичной обмотки трансформатора 1 на обмотку возбуждения 3, которая возбуждает переменное магнитное поле. В результате чего на трехфазной обмотке статора наводится переменное напряжение, которое через выпрямительный блок подается на выход генератора 4. С выхода генератора 4 выпрямленное напряжение поступает на усилитель сигнала 7 осциллографического устройства 6. Одновременно с этим с вторичной обмотки трансформатора 1 через переменный резистор 9 переменное напряжение подается на усилитель развертки 8 осциллографического устройства 6. В результате взаимодействия сигнала с выходных клемм диагностируемого генератора 4 и эталонного сигнала на экране осциллографического устройства 6 образуется фигура Лиссажу. Сравнивая фигуру на экране с эталонной фигурой (фиг. 2) делается вывод о характере неисправности генератора. Состояние обмотки возбуждения генератора 4 определяется по амперметру 2. При замыкании обмотки или ее обрыве показания амперметра изменяются.

Пример. Подключить устройство к клеммам диагностируемого генератора согласно схеме, изображенной на фиг. 2. Подключить устройство к сети. По показаниям амперметра определить состояние обмотки возбуждения. При подаче на обмотку возбуждения генератора Г-250 переменного напряжения величиной 25 В сила тока в цепи не должна превышать 0,35 А. Увеличение силы тока свидетельствует о наличии межвиткового замыкания. Наблюдать на экране осциллографического устройства фигуру Лиссажу, возникающую в результате взаимодействия контролируемого и эталонного сигналов. Фигура имеет вид двух симметричных относительно вертикальной оси петель, соединенных между собой в нижней части. Если в ходе поворота ротора генератора, для чего необходимо ослабить ремень привода, высота фигуры уменьшается и на экране образуется прямая горизонтальная линия, то в обмотке статора есть обрыв. Если фигура имеет вид несимметричной петли, то неисправность генератора связана с выходом из строя диодов выпрямительного блока.

Таким образом, применение в предложенном решении осциллографического устройства позволяет точно определить вид неисправности и одновременно снизить величину напряжения подаваемого на обмотку возбуждения, что улучшает электробезопасность и исключает выход из строя исправных элементов генератора при контроле неисправных генераторов, тем самым обеспечивается повышение достоверности и качества контроля генератора переменного тока транспортных средств.

Использование: для контроля генераторов переменного тока транспортных средств. Сущность: для определения технического состояния генератора и вида неисправности на обмотку возбуждения подается переменное напряжение и осуществляется осциллографическое наблюдение выходного сигнала с генератора и его сравнение с эталонным сигналом с помощью фигуры Лиссажу. Устройство дополнительно содержит осциллографическое устройство с усилителем сигнала и усилителем развертки, переменный и нагрузочный резисторы, подключенные таким образом, что усилитель развертки через переменный резистор соединен с вторичной обмоткой трансформатора, а нагрузочный резистор подключен между выходными клеммами диагностируемого генератора. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ диагностирования генераторов переменного тока, при котором на обмотку возбуждения генератора подают переменное напряжение, отличающийся тем, что напряжение на выходе генератора с помощью осциллографического устройства сравнивают с эталонным сигналом, в качестве которого используют напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, и если наблюдаемая на экране осциллографического устройства фигура в виде двух симметричных относительно вертикальной оси петель, соединенных в нижней части, в ходе поворота ротора генератора изменяется так, что высота петель уменьшается и образуется прямая горизонтальная линия, то в обмотке статора обрыв, если указанная фигура имеет вид несимметричной петли, то неисправны диоды выпрямительного блока генератора. 2. Устройство для диагностирования генераторов переменного тока, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к обмотке возбуждения генератора, отличающееся тем, что в него введены осциллографическое устройство с усилителями сигнала и развертки, переменный резистор, который включен в цепь соединения усилителя развертки и вторичной обмотки трансформатора, и нагрузочный резистор, подключенный к выходу генератора и усилителю сигнала осциллографического устройства.