СТЕНД ПРОВЕРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ПУСКАТЕЛЕЙ И РЕЛЕ Российский патент 1997 года по МПК H01H49/00 G05B23/02 

Изобретение относится к области электрических аппаратов и может быть использовано в технологическом оборудовании для проверок и испытаний в массовом и серийном производстве пускателей, реле и др.

Нормативной документации на пускатели и реле предусматривается возможность проведения приемо-сдаточных испытаний с помощью ручного мерительного инструмента, универсальных установок и стендов для получения испытательных воздействий и приборов для измерения напряжений, токов, зазоров, линейных перемещений и др. Использование универсальных инструментов и установок не позволяет достичь необходимой производительности труда при проведении выходного контроля в массовом и серийном производстве низковольтных аппаратов. На заводах-производителях НВА для проведения приемо-сдаточных испытаний применяются в основном специализированные установки и стенды, часто автоматизированные.

Известное устройство для автоматизированных проверок и испытаний электрических аппаратов при выходном контроле содержит блок подключения испытуемого аппарата и испытательный или измерительный блок [1]
Оно позволяет автоматически проверить регулировочные параметры контактной системы испытуемого аппарат: провалы и зазоры контактов.

Недостатком аналога является его низкая производительность вследствие того, что при проведении испытаний производятся существенные затраты времени на вспомогательные технологические операции по установке, подключению, отключению и замене испытуемого аппарата. Это снижает не только производительность испытательного стенда, но и коэффициент использования испытательного оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является автоматический стенд для контроля электрических аппаратов [2] который выбран в качестве прототипа.

Известное устройство содержит несколько подключающих устройств и несколько индивидуальных для каждого контролируемого стендом параметра, испытательных блоков. Подключающие устройства служат для размещения испытуемых аппаратов и подключения их выводов к испытательным блокам, которые обеспечивают выдачу испытательных воздействий и контроль состояния испытуемых аппаратов во время проведения проверок. Каждое подключающее устройство снабжено датчиком готовности к работе, подключающимся к входу запуска испытательного блока.

При работе стенда между испытательными блоками с помощью кольцевого дискретно вращающегося транспортного устройства перемещаются подключающие устройства с испытуемыми аппаратами.

Во время выстоя стола подключающие устройства обеспечивают подключение испытуемых аппаратов к своим испытательным блокам для выполнения проверок. Одна из позиций транспортного устройства является загрузочно-разгрузочный, где производится замена испытуемых аппаратов в очередном подключении устройства. Испытательные блоки имеют кроме входов запуска выходы окончания проверки.

Недостатками стенда прототипа являются неэффективное использование испытательного оборудования и его удорожание вследствие необходимости универсализации узлов.

В стенде-прототипа соотношение времени выстоя стола на позициях выполнения операций проверок и времени перемещения составляет 5/6 и 2 1/6. Даже при равномерной загрузке испытательных блоков, т.е. одинаковых затратах времени на все выполняемые на стенде проверки, будут происходить потери времени на перемещения подключающих устройств. На практике, однако, длительность разных проверок аппаратов управления существенно различаются. Например, проверка параметров контактной системы пускателя провалов, зазоров и др. производится в течение десятка и более секунд, а проверка электрической прочности его изоляции за 3-4 с в соответствии с техническими условиями, путем приложения между гальванически развязанными цепями испытуемого аппарата испытательного напряжения в течение 1 с. Это означает, что испытательный блок для проверки электрической прочности изоляции будет использоваться неэффективно и простаивать существенно большую долю времени, чем время выстоя стола на рабочих позициях стенда. Снижается коэффициент использования испытательного блока одной из основных и наиболее дорогостоящих частей испытательного стенда.

В условиях отлаженного, стабильного производства может допускаться выборочный контроль параметров контактной системы, а проверка электрической прочности изоляции относится к параметрам безопасности и в ее отношении контроль должен быть сплошным, необходима высокая производительность стенда при выполнении проверки. В этом случае нет необходимости организовывать конвейерный выходной контроль и лучше распараллелить проверки.

Вторым недостатком стенда-прототипа является необходимость универсализации, а следовательно и удорожания подключающих устройств. Подключающие устройства должны быть рассчитаны на особенности технологии всех проверок, и в то же время соответствовать требования безопасности по отношению к используемым в стенде рабочим напряжениям. Для проверки электрической прочности изоляции пускателя на рабочее напряжение 660 В испытательное напряжение должно быть 2500 В частоты 50 Гц. На это рабочее испытательное для пускателя напряжение должны быть рассчитаны все подключающие устройства стенда, т.е. повышаются требования к их изоляции, выполнение которых требует дополнительных затрат.

Производительность, коэффициент использования и цена имеют существенное значение для экономической эффективности оборудования. Испытательный стенд, предназначенный для проведения приемо-сдаточных испытаний при сплошном контроле в крупносерийном или массовом производстве, каким, как правило, является производство пускателей и реле, должен иметь максимально возможную производительность для того, чтобы выходной контроль не стал "узким местом" производства.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности и коэффициента использования испытательного стенда проверки электрической прочности изоляции пускателей и реле.

Технический результат достигается тем, что в испытательный стенд для проверки электрической прочности изоляции пускателей и реле, содержащий испытательный блок с многопроводной шиной, обеспечивающей подключение к испытательному блоку цепей испытуемого аппарата, выходом окончания проверки и входом запуска, два подключающих устройства с датчиками готовности к работе и с шинами, подключающими шину испытательного блока к цепям испытуемого аппарата, дополнительно введены коммутатор с входной и двумя выходными шинами, соответствующими шинам подключающего устройства и испытательного блока, а также двумя входами управления, обеспечивающими подключение к входной шине первой или второй выходной шины при подаче сигнала управления в виде логического нуля на первый или второй управляющий входы соответственно, четыре RS триггер, четыре логические схемы ИЛИ-НЕ, две логические схемы ИЛИ, одна логическая схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два одновибратора, причем первое подключающее устройство подключено к первой выходной шине коммутатора, а второе подключающее устройство к второй выходной шине испытательного блока, а первый и второй управляющие входы коммутатора подключены к прямым выходам третьего и четвертого RS триггером соответственно, к прямым выходам третьего и четвертого RS триггеров также подключены первый и второй входы логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно, а ее выход к входу запуска испытательного блока, к выходу окончания проверки испытательного блока подключены первые входы третьей и четвертой схем ИЛИ-НЕ, вторые входы которых подключены к прямым выходам третьего и четвертого RS триггеров соответственно, выходы третьей и четвертой схем ИЛИ-НЕ подключены к первым входам первой и второй схем ИЛИ соответственно, вторые входы первой и второй схем ИЛИ подключены к выходам готовности первого и второго подключающих устройств соответственно, входы первого и второго одновибраторов подключены к этим же выходам первого и второго подключающих устройств соответственно, входы установки первого и третьего RS триггеров подключены к выходам первой схемы ИЛИ, а входы установки второго и четвертого RS триггеров подключены к выходам второй схемы ИЛИ, входы сброса первого и второго RS триггеров подключены к выходам первого и второго одновибраторов соответственно, входы сброса третьего и четвертого RS триггеров подключены к выходам первой и второй схем ИЛИ-НЕ, соответственно, первые входы первой и второй схем ИЛИ-НЕ,а соответственно, подключены к прямым выходам первого и второго RS триггеров, второй вход первой схемы ИЛИ-НЕ подключен к инверсному выходу четвертого RS - триггера, второй вход второй схемы ИЛИ-НЕ подключен к инверсному выходу третьего RS триггера.

Повышение производительности и коэффициента использования заявляемого испытательного стенда достигается за счет того, что во время выполнения проверок испытуемого аппарата в одном из подключающих устройств, производится замена и подготовка испытуемого аппарата во втором подключающем устройстве и после окончания проверки испытуемого аппарата в первом подключающем устройстве, автоматически начинается проверка испытуемого аппарата во втором подключающем устройстве и т.д.

На чертеже представлена блок схема предлагаемого устройства.

Стенд проверки электрической прочности изоляции пускателей и реле содержит: испытательный блок 1 с многопроводной шиной, обеспечивающей подключение к испытательному блоку цепей испытуемого аппарата, выходом окончания проверки и входом запуска: два подключающих устройства 2 и 3 с датчиками готовности к работе и с шиной, подключающей шину испытательного блока 1 к цепям испытуемого аппарата; коммутатор 4 с входной и с двумя выходными шинами, соответствующими шинами подключающего устройства и испытательного блока, а также двумя входами управления, обеспечивающими подключение к входной шине первой или второй выходной шины при подаче сигнала управления в виде логического нуля на первый или второй управляющий входы соответственно; четыре RS триггера 5, 6, 7, 8; четыре логические схемы ИЛИ-НЕ 9, 10, 11, 12; две логические схемы ИЛИ 13, 14; одну логическую схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, два одновибратора 16, 17.

В стенде проверки электрической прочности изоляции пускателей и реле первое подключающее устройство 2 подключено к первой выходной шине коммутатора 4, а второе подключающее устройство 3 к второй выходной шине коммутатора 4; входная шина коммутатора 4 подключена к шине испытательного блока 1, а первый и второй управляющие входы коммутатора 4 подключены к прямым выходам третьего 7 и четвертого 8 RS триггеров соответственно; к прямым выходам третьего 7 и четвертого 8 RS триггера также подключены первый и второй входы логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 соответственно, а ее выход к входу запуска испытательного блока 12; к выходу окончания проверки испытательного блока 1 подключены первые входы третьей 11 и четвертой 12 схем ИЛИ-НЕ, вторые входы которых подключены к прямым выходам третьего 7 и четвертого 8 RS триггеров соответственно; выходы третьей 11 и четвертой 12 схем ИЛИ-НЕ подключены к первым входам первой 13 и второй 14 схем ИЛИ соответственно; вторые входы первой 13 и второй 14 схем ИЛИ подключены к выходам готовности первого 2 и второго 3 подключающих устройств соответственно; входы первого 16 и второго 17 одновибраторов подключены к тем же выходам первого 2 и второго 3 подключающих устройств соответственно; входы установки первого 5 и третьего 7 RS триггеров подключены к выходам первой схемы ИЛИ 13, а входы установки второго 6 и четвертого 8 RS триггеров подключены к выходам второй схемы ИЛИ 14; входы сброса первого 5 и второго 6 RS триггеров подключены к выходам первого 16 и второго 17 одновибраторов соответственно; входы сброса третьего 7 и четвертого 8 RS триггеров подключены к выходам первой 9 и второй 10 схем ИЛИ-НЕ соответственно; первые входы первой 9 и второй 10 схем ИЛИ-НЕ соответственно подключены к прямым выходам первого 5 и второго 6 RS - триггеров; второй вход первой схемы ИЛИ-НЕ 9 подключен к инверсному выходу четвертого RS триггера 8; второй вход второй схемы ИЛИ-НЕ 10 подключен к инверсному выходу третьего RS триггера 7.

В исходном состоянии в подключающие устройства стенда испытуемые аппараты не установлены. Единичные уровни логических сигналов на выходах датчиков подключающих устройств 2 и 3 вызовут установку единичных логических уровней на выходах схем ИЛИ 13 и 14, которые установят RS триггеры 5, 6, 7 и 8, в состояние логической единицы на прямых выходах и логического нуля на инверсных выходах. На выходах одновибраторов 16 и 17 при этом будут уровни логических нулей. Логический нуль на выходе схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 блокирует работу испытательного блока 1. На выходе окончания проверки испытательного блока 1 в это время будет присутствовать уровень логической единицы, который вызовет установку уровня логического нуля на выходе логических схем ИЛИ-НЕ 11, 12.

При установке в одно из подключающих устройств испытуемого аппарата, например, в первое 2, оно своим выходным сигналом логического нуля переводит выход первой схемы ИЛИ 13, подключенный к S входам триггеров 5 и 6, в состояние логического нуля, отрицательный фронт запускает одновибратор 16, который импульсом логической единицы на вход R сбрасывает RS триггер 5 в состояние логического нуля на прямом выходе и логической единицы на инверсном выходе, затем через логическую схему ИЛИ-НЕ 9 т.к. теперь на ее обоих входах логические нули логической единицей сбрасывается RS триггер 7 в состояние логического нуля на прямом выходе и логической единицы на инверсном выходе.

Низкий уровень сигнала на первом управляющем входе коммутатора 4 подключает входную шину к первому подключающему устройству 2. Высоким уровнем сигнала с выхода схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 запускается испытательный блок 1 и выполняется проверка испытуемого аппарата. По окончании проверки испытуемого аппарата на выходе "окончание проверки" испытательного блока 1 пройдет сигнал в виде импульса логического нуля, который вызовет появление импульса логической единицы на выходе логической схемы ИЛИ-НЕ 11, затем логической единицы на выходе логической схемы ИЛИ 13, вследствие чего RS триггеры 5 и 7 возвратятся в состояние логической единицы на прямых выходах и логического нуля на инверсных выходах.

Если во время проверки испытуемого аппарата в первом подключающем устройстве 2 установить испытуемый аппарат во втором подключающее устройство 3, то сигнал одновибратора 17 сбросит RS триггер 6 в состояние логического нуля на прямом выходе, на высокий уровень сигнала на инверсном выходе RS - триггера 7 запретит прохождение сигнала с выхода RS триггера 6 через логическую схему ИЛИ-НЕ 10 на вход сброса RS триггера 8 до окончания проверки аппарата в подключающем устройстве 2.

После завершения проверки испытуемого аппарата установленного в первом подключающем устройстве 2 и установить RS триггера 7 в состояние с логическим нулем на инверсном выходе, как это было показано выше, логическая единица с выхода схемы ИЛИ-НЕ 10 сбросит RS триггер 8 в состояние логического нуля на прямом выходе и логической единицы на инверсном выходе. Низкий уровень сигнала на втором управляющем входе коммутатора 4 подключает шину испытательного блока 1 к второму подключающему устройству 3, а высокий уровень сигнала на выходе схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 вновь запустит испытательный блок 1, начнет выполняться проверка испытуемого аппарата, установленного во второе подключающее устройство 3.

Аналогично будет работать устройство при установке испытуемого аппарата в первое подключающее устройство 2 во время выполнения проверки аппарата во втором подключающем устройстве 3 и т.д.

Если скажется, что после окончания проверки испытуемого аппарата в одном из подключающих устройств, например, в первом 2, испытуемый аппарат во второе подключающее устройство 3 не установлен, то после возвращения RS триггеров 5 и 7 в состояние логической единицы на прямых выходах и логического нуля на инверсных выходах схема окажется в исходном состоянии и будет готова начать проверку в любом из подключающих устройств, в котором будет установлен очередной испытуемый аппарат.

Это позволяет повысить производительность стенда проверки электрической прочности изоляции пускателей и реле, а также коэффициент использования испытательного оборудования и тем самым, максимально эффективно использовать стенд.

Использование: в технологическом оборудовании для проверки и испытания в массовом и серийном производстве пускателей, реле и др. Сущность: в стенд проверки электрической прочности изоляции пускателей и реле введены два подключающих устройства с датчиками готовности к работе и с шинами, подключающими шину испытательного блока к цепям испытуемого аппарата, коммутатор с входной и с двумя выходными шинами, RS - триггеры, логические схемы ИЛИ-НЕ, логические схемы ИЛИ, логическая схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одновибраторы. Введение указанных элементов позволит повысить производительность стенда и коэффициент использования стенда. 1 ил.

Стенд проверки электрической прочности изоляции пускателей и реле, содержащий испытательный блок с многопроводной шиной, обеспечивающей подключение к испытательному блоку цепей испытуемого аппарата, выходом окончания проверки и входом запуска, два подключающих устройства с датчиками готовности к работе и с шинами, подключающими шину испытательного блока к цепям испытуемого аппарата, отличающийся тем, что в него дополнительно введены коммутатор с входной и с двумя выходными шинами, соответствующими шинам подключающего устройства и испытательного блока, а также двумя входами управления, обеспечивающими подключение к входной шине первой или второй выходной шины при подаче сигнала управления в виде логического нуля на первый или второй управляющий входы, соответственно, четыре R-S-триггера, четыре логические схемы ИЛИ-НЕ, две логические схемы ИЛИ, одна логическая схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два одновибратора, причем первое подключающее устройство подключено к первой выходной шине коммутатора, а второе подключающее устройство к второй выходной шине коммутатора, входная шина коммутатора подключена к шине испытательного блока, а первый и второй управляющие входы коммутатора подключены к прямым выходам третьего и четвертого R-S-триггеров соответственно, к прямым выходам третьего и четвертого R-S-триггеров также подключены первый и второй входы логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно, а ее выход к входу запуска испытательного блока, к выходу окончания проверки испытательного блока подключены первые входы третьей и четвертой схем ИЛИ-НЕ, вторые входы которых подключены к прямым выходам третьего и четвертого R-S-триггеров соответственно, выходы третьей и четвертой схем ИЛИ-НЕ подключены к первым входам первой и второй схем ИЛИ соответственно, вторые входы первой и второй схем ИЛИ подключены к выходам готовности первого и второго подключающих устройств соответственно, входы первого и второго одновибраторов подключены к этим же выходам первого и второго подключающих устройств соответственно, входы установки первого и третьего R-S-триггеров подключены к выходам первой схемы ИЛИ, а входы установки второго и четвертого R-S-триггеров подключены к выходам второй схемы ИЛИ, входы сброса первого и второго R-S-триггеров подключены к выходам первого и второго одновибраторов соответственно, входы сброса третьего и четвертого R-S-триггеров подключены к выходам первой и второй схем ИЛИ-НЕ соответственно, первые входы первой и второй схем ИЛИ-НЕ соответственно подключены к прямым выходам первого и второго R-S-триггеров, второй вход первой схемы ИЛИ-НЕ подключен к инверсному выходу четвертого R-S-триггера, второй вход второй схемы ИЛИ-НЕ подключен к инверсному выходу третьего R-S-триггера.