БЛОК-СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА Российский патент 2009 года по МПК G01R31/327 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в процессе производства коммутационных аппаратов, в основном контакторов и пускателей.

Известна схема электрическая стенда для испытания контактов магнитных пускателей на коммутационную износостойкость [1], выполненная в основном на транзисторах, резисторах и конденсаторах, но с управлением через электромеханические промежуточные реле с ограниченным ресурсом по коммутационной износостойкости, что отрицательно сказывается на надежности ее работы.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и принятой за ее прототип является блок-схема электрическая стенда для испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость [2], представленная на фиг.1. Она содержит вспомогательный коммутационный аппарат 1 и трехфазный автотрансформатор 2, объединенные силовые входы которых соединяются с фазами сети переменного тока через трехфазный автоматический выключатель 18, а их объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силового входа испытуемого коммутационного аппарата 3, нагрузку 6, программируемый контрольно-задающий блок 16 с узлом управления 21, счетчик импульсов 21, присоединенный к одному из выходов узла управления 21, стабилизированный источник питания 20, выход которого присоединен ко входу программируемого контрольно-задающего блока 16, а вход через однофазный автоматический выключатель 19 соединяется с сетью переменного тока.

Благодаря выполнению схемы-прототипа полностью на статических элементах она обладает высокой износостойкостью и надежностью, а функциональные возможности ее составляющих позволяют проводить испытания аппарата на коммутационную износостойкость в любом требующемся режиме и автоматически определять износостойкость испытуемого аппарата.

К недостаткам рассмотренной схемы относятся низкая производительность стенда и недостаточно достоверная информация о выработке ресурса испытуемого аппарата. Низкая производительность стенда обусловлена тем, что на нем может испытываться одновременно только один образец аппарата, в то время как для подтверждения соответствия коммутационной износостойкости требованиям НТД необходимо испытание трех образцов аппаратов данного типа. Поскольку испытание на коммутационную способность является продолжительным по времени, последовательное испытание трех образцов требует весьма большой затраты времени.

Причина недостаточной достоверности информации о выработке ресурса испытуемого аппарата заключается в том, что сигнал прерывания испытательной программы вырабатывается схемой только в случае невозврата испытуемого аппарата вследствие приваривания его контактов. Если же вследствие чрезмерного износа контактов нарушается протекание тока через контакты испытуемого аппарата, схемой стенда этот вид отказа не фиксируется, схема продолжает работать и наращивать число зафиксированных испытательных циклов, несмотря на то что ресурс работоспособности испытуемого аппарата уже исчерпан.

Технический результат изобретения - повышение производительности стенда и повышение достоверности информации о выработке ресурса испытуемых аппаратов.

Технический результат достигается тем, что в блок-схему электрическую испытательного стенда, содержащую вспомогательный коммутационный аппарат и трехфазный автотрансформатор, объединенные силовые входы которых соединены с фазами сети переменного тока, а объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силового входа испытуемого коммутационного аппарата, нагрузку, программируемый контрольно-задающий блок, дополнительно введены датчик тока, блок режима испытания, сигнальное устройство, блоки контроля и счета импульсов и ключи, причем датчик тока включен между объединенными силовыми выходами нескольких испытуемых коммутационных аппаратов и входом нагрузки, первый выход датчика тока через ключ соединен со входом блока режимов испытания, выход которого соединен с управляющим входом вспомогательного коммутационного аппарата, первый выход программируемого контрольно-задающего блока соединен со входом сигнального устройства, а каждый из последующих его выходов через ключ соединен с первым входом одного из блоков контроля и счета импульсов и управляющим входом соответствующего испытуемого коммутационного аппарата, второй выход датчика тока соединен с объединенными вторыми входами блоков контроля и счета импульсов, а их объединенные выходы соединены со входом программируемого контрольно-задающего блока.

Сущность изобретения заключается, во-первых, в использовании времени бестоковой паузы, которое составляет не менее ³/₄ общей длительности коммутационного цикла при испытании аппарата на коммутационную износостойкость, для включения и отключения испытательных токов другими испытуемыми аппаратами, причем всей группой испытуемых аппаратов управляют элементы одной и той же схемы испытательного стенда; при этом длительность испытания группы аппаратов равна длительности испытания одного аппарата на стенде-прототипе.

Сущность изобретения заключается, во-вторых, в том, что для получения информации о сохраняющейся работоспособности испытуемого аппарата используются сигналы о протекании тока в нагрузке при подаче команды на включение испытуемого аппарата и о прекращении его протекания после подачи команды на отключение аппарата.

Заявленное устройство, по нашему мнению, соответствует критерию «новизна», так как отличительные его признаки не встречаются в заявленном сочетании в известных устройствах аналогичного назначения. Оно соответствует и критерию «изобретательский уровень» благодаря использованию в нем вышеперечисленных технических решений, использование которых не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники; в противном случае такие эффективные решения были бы уже задействованы в этой области техники.

Заявленное устройство может быть использовано для ускоренных испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость

На фиг.2 приведена заявляемая электрическая блок-схема стенда, в которой приняты следующие обозначения:

1 - вспомогательный коммутационный аппарат,

2 - трехфазный автотрансформатор,

3, 4, 5 - испытуемые коммутационные аппараты,

6 - нагрузка,

7 - датчик тока,

8 - блок режима испытания,

9, 10, 11, 12 - ключи,

13, 14, 15 - блоки контроля и счета импульсов,

16 - программируемый контрольно-задающий блок,

17 - сигнальное устройство,

Заявляемая блок-схема содержит вспомогательный коммутационный аппарат (ВКА) 1 и трехфазный автотрансформатор 2, объединенные силовые входы которых соединены с фазами сети переменного тока, а объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силовых входов испытуемых коммутационных аппаратов (ИКА) 3, 4, 5, нагрузку 6, датчик тока (ДТ) 7, включенный между объединенными силовыми выходами ИКА 3, 4, 5 и входом нагрузки 6. Схема содержит также блок режима испытания (БРИ) 8, вход которого через ключ 9 соединяется с первым выходом ДТ 7, а выход присоединен к управляющему входу ВКА 1, и программируемый контрольно-задающий блок (ПКЗБ) 16, выход которого присоединен ко входу сигнального устройства 17. В схеме имеются также блоки контроля и счета импульсов (БКСИ) 13, 14, 15, количеством которых определяется возможное число одновременно испытываемых на данном стенде ИКА 3, 4, 5.

Первый выход ПКЗБ 16 присоединен ко входу сигнального устройства 17, а каждый из остальных его выходов через один из ключей 10, 11, 12 соединяется с первым входом одного из БКСИ 13, 14, 15 и управляющим входом соответствующего ИКА 3, 4, 5. Второй выход ДТ 7 присоединен к объединенным вторым входам БКСИ 13, 14, 15, а объединенные выходы БКСИ 13, 14, 15 присоединены ко входу ПКЗБ 16.

Схема испытательного стенда рассчитана на одновременное испытание нескольких коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость в режимах «включение-отключение» или «включение-изменение параметров-отключение». Она работает следующим образом.

При испытании в режиме «включение-отключение» ключ 9 разомкнут, БРИ 8 отключен, ВКА 1 находится постоянно во включенном состоянии. ПКЗБ 16 через свои выходы и замкнутые ключи 10, 11, 12 подает команды на включение и отключение поочередно всех ИКА 3, 4, 5. Допустимое число последних ограничено соотношением продолжительностей включенного состояния каждого ИКА и его бестоковой паузы, время которой в несколько раз (от 3 до 30) больше времени включенного состояния; конкретное их число для данного стенда определяется количеством имеющихся в схеме БКСИ.

Поскольку включения и отключения всех последующих ИКА осуществляются в период бестоковой паузы первого ИКА, общее время испытания всей группы ИКА не превышает времени испытания одного ИКА.

При выдаче очередной команды на включение соответствующего ИКА она поступает также и на первый вход соответствующего БКСИ; при этом ИКА включается и в нагрузку 6 через ДТ 7 начинает поступать ток. Сигнал об этом со второго выхода ДТ 7 поступает на второй вход указанного БКСИ. При снятии команды на включение ИКА последний отключается, ток через ДТ 7 в нагрузку 6 перестает протекать, и сигнал со второго выхода ДТ 7 на второй вход БКСИ также не поступает. После каждого снятия команды на включение ИКА счетчик БКСИ увеличивает свое показание на 1.

Если в результате выработки ресурса одного из ИКА он не включается при поступлении очередной команды на включение, то ток через ДТ 7 не протекает, или же, если этот ИКА не отключается (в результате приваривания контактов) при снятии команды на включение, то ток через ДТ 7 продолжает протекать. В обоих случаях происходит рассогласование между сигналами, поступающими на входы соответствующего БКСИ, в результате последний со своего выхода посылает на вход ПКЗБ 16 сигнал о неисправности ИКА, под действием которого ПКЗБ 16 прекращает вырабатывать команды на включение и отключение ИКА и включает сигнальное устройство 17. Оператор стенда, восприняв этот сигнал, выявляет отказавший ИКА, размыкает ключ в его цепи управления и запускает ПКЗБ 16 на продолжение испытаний остальных ИКА.

При испытании в режиме «включение-изменение параметров-отключение» ключ 9 замкнут, и на вход БРИ 8 с первого выхода ДТ 7 поступает информация о наличии или отсутствии тока в нагрузке 6. При включении очередного ИКА по команде ПКЗБ 16 через ДТ 7 начинает протекать ток; БРИ 8, получив информацию об этом, через заданный промежуток времени посылает на управляющий вход ВКА 1 команду на его отключение. После отключения ВКА 1 напряжение на его силовом выходе снижается до величины вторичного напряжения автотрансформатора 2 и соответственно уменьшается ток в силовой цепи ИКА. После отключения данного ИКА ток в силовой цепи прекращается, информация об этом поступает на вход БРИ 8, и последний с небольшой задержкой включает ВКА 1, подготавливая тем самым схему к включению следующего ИКА 3. В остальном работа всех элементов схемы осуществляется аналогично описанному выше для испытания в режиме «включение-отключение».

Проводившиеся неоднократные экспериментальные проверки работы заявленной электрической блок-схемы испытательного стенда подтвердили ее работоспособность и высокую эффективность.

Источники информации

1. Схема электрическая стенда для испытания контактов магнитных пускателей на коммутационную износостойкость. Патент РФ №2182340, G01R 31/327, 2002.

2. Блок-схема электрическая стенда для испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость. Патент РФ №2262118, G01R 31/327, 2005.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний на коммутационную износостойкость коммутационных аппаратов, в основном, контакторов и пускателей. Сущность: электрическая схема испытательного стенда содержит вспомогательный коммутационный аппарат, трехфазный автотрансформатор, нагрузку и программируемый контрольно-задающий блок с узлами управления. Дополнительно в схему введены датчик тока, блок режима испытания, сигнальное устройство и блоки контроля и счета импульсов. Технический результат: повышение производительности стенда и получение достоверной информации о выработке ресурса испытуемых аппаратов. 2 ил.

Блок-схема электрическая испытательного стенда, содержащая вспомогательный коммутационный аппарат и трехфазный автотрансформатор, объединенные силовые входы которых соединены с фазами сети переменного тока, а объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силового входа испытуемого коммутационного аппарата, нагрузку, программируемый контрольно-задающий блок, отличающаяся тем, что дополнительно введены датчик тока, блок режима испытания, сигнальное устройство, блоки контроля и счета импульсов и ключи, причем датчик тока включен между объединенными силовыми выходами нескольких испытуемых коммутационных аппаратов и входом нагрузки, первый выход датчика тока через ключ соединен со входом блока режимов испытания, выход которого соединен с управляющим входом вспомогательного коммутационного аппарата, первый выход программируемого контрольно-задающего блока соединен со входом сигнального устройства, а каждый из последующих его выходов через ключ соединен с первым входом одного из блоков контроля и счета импульсов и управляющим входом соответствующего испытуемого коммутационного аппарата, второй выход датчика тока соединен с объединенными вторыми входами блоков контроля и счета импульсов, а их объединенные выходы соединены со входом программируемого контрольно-задающего блока.