Устройство для контроля обрыва и короткого замыкания цепей фазовращателя на основе синусно-косинусного вращающегося трансформатора с квадратурным питанием обмоток возбуждения Советский патент 1983 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к иэмеритепь ной технике и может быть использовано для контроля цепей датчиков углов в измерительных и управляющих системах, содержащих в качестве датчика угл поворота фазовращатель на основе CHHJTCно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) с квадратурным питанием обмоток возбуждения. Известно устройство, регулирующее способ непрерывного контроля целостности кабельных риний связи, содержащее генератор, соединен а 1й с искусственной и контролируемой пиниями, блок сравне.ния 13. Достоинством данного устройства является обеспечение непрерывного контрогш линий связи, однако его нельзя использовать для HenpejHiiBHoro контроля линий связи электрических машин. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является устройство, содержащее источник рабочего нагн ряжания постоянного тока, блок комму тации рабочего сигнала, источник контрольного напряжения переменного тока, блок подключения контрольного сигнала, реле контроля, конденсатор, диоды и клю чевые элементы f2. Известное устройство обеспечивает контроль обрыва и короткого замыкания в цепи с электромагнитной нагрузкой, в качестве .которой может служить и обмот ка возбуждения электрической машины, например синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ). Однако оно имеет два режима работы - рабочий и контрольный, исключающие в контрольном режиме выполнение контролируемой электромагнитной нагрузкой основных функций При этом для создания контроль ного режима используется напряжение другой,, отличающейся от рабоч Й, формы. Пропускание этих сигналов по первичным обмоткам СЖВТ может вывести из строя цепи, подключенные к вторичным цепям. Вследствие этого устройство не может быть использовано для обеспечения Непре рывного контроля исправности цепей фазо вращателя. Цель изобретения - повышение надеж™ ности контроля, а именно обеспечение непрерывного контроля обрыва и коротког загуО 1кания цепей фазовращателя на основе СКВТ с квадратурным питанием обмоток возбуждения без нарушения режимов его раОоты. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля обрыва и короткого замыкания цепей фазовращателя на основе синусно-косинусного вращающегося трансформатора с квадратурным питанием обмоток возбуждения, содержащее источники переменного и постоянного напряжений, выпрямители, конденсатор, индикатор неисправности, введены два согласующих усилители, резисторы, второй конденсатор, регулируемый делитель напряжения, двойной компаратор, контрольные шины и шина логической единицы, причем входы согласующих усилителей соединены с клеммами для подключения выходов объекта контроля, вь1ходы согласующих усилителей через соответствующие выпрямители соединены с соответствующими пфвыми входами двойного компаратора, соответствующими контрольными шинами и выводами соответствующих конденсаторов и. резисторов, вторые выводы которых соединень с первым выводом источника постоянного напряжения, второй вывод которого через регулируемый делитель -напряжения соединен с соответствующими вторыми входами двойного компаратора и с третьей контрольной шИной, управляющие входы двойного компаратора соединены с шиной логической единицы, а его выход - с входом индикатора неисправности, вы&оды генератора переменного напряжения соединены с клеммами для подключения входов объекта контроля. Обмотки возбуждения СКВТ, цепи которого подлежат контролю, соединены с выходами ИСТОЧНИКИ переменного напряжения, а выходные обмотки подключены к рабочЩу цепям (не показаны). На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник 1 переменного квадратурного напряжения, согласующие усилители 2 и 3, выпрямители .4 и 5, конденсаторы 6 и 7, резисторы 8 и 9, двойкой компаратор 10, источник 11 постоянного напряжения, регулируемый делитель 12 напряжения, индикатор 13 неисправности, контрольные шины 14-16, 1иину 17 логической единицы, при .этом выходы источника 1 переменного напряжения соединены с обмотками возбуждения СКВТ, вь1ходные обмотки которого подключены к рабочим цепям (не показаны). Устройство работает следующим образом. Источник 1 переменного напряжения вырабатывает напряжения вида UStnuui HUcoSu) , поступающие на обмотки восз- буждения СКВТ. При этом в выходных об мотках СКВТ формируются напряжения вида KUS«n(cui:+ 1) в KUCOS (a)t+ if), где К - коэффициент трансформации СКВТ; f - угол поворота ротора СКВТ. Эти напряжения, амплитуда которых при исправных цепях не зависит от угла пово рота ротора СЖВТ, а фаза определяется углом поворота ротора, поступают в рабо чие цепи и т входы согласующих усилителей 2 и 3, обеспечивающих развязку коетролькых и рабочих цепей. Синусоидал ные напряжения с выхопс согласующих усилителей 2 vs. 3 выпртмляются выпрями телями 4 и 5, сглаживаются конденсаторами б и 7 и поступают на первые входы двойного компаратора Ю. На вторые входы этого кокшаратора поступает напряжение от источюпса 11 постоянных напряжений через регулируемый делитель 12 напряжения. Двойной компаратор 10 представляет собой два идентичных компаратора с независимыми парами входов, иыходы этих компараторов объединяются на обший выход при условии наличия разрешающего сигнала на соответствующем управляющем входе. Еспи напряжения на пертых входах компаратора 10 выше напряжения, поступающего на вторые входы компаратора 1О с выхода делителя 12 напряжения, а на управляющих входах компаратора 10 имеется уровень логической едини цы, на выходе компаратора 10 формируется уровень логического нуля, приводящий к сигнализации об исправности сигнализатором исправности. : Еспи на управляющие входы компаратор 10 подать сигнал логического О.то при любых комбинациях сигналов на первых и вторых входах этого компаратора на его выходе будет сформирован сигнал нулевого уровня, т.е. исправности. Таким образом, сигнал логического нуля на любом управляющем входе исклю чает соответствующую пару вх.одов из участия в формировании выходного сигна ла компаратора 1О, следовательно, на у равляющих входах двойного компаратора должен быть установлен уровень логической единииы. Рассмотрим процесс формирования си нала неисправности. Пусть в первичных цепях СКВТ произошла неисправность вида обрыв связи либо короткое замыкание связи в цепя обеих первичных обмоток. Это приводит к пропаданию напряжений выходных обмоток. Вследствие этого конденсаторы : 6 И 7 разряжаются через резисторы 8 и 9, напряжение на входах компаратора 10 падает до нуля, при этом, поскольку на управляющих входах компаратора 1О имеется уровень логической единицы, на его выходе формируется сигнал логической единицы, приводящей к засвечива{шю индикатора 13 неисправндсти. Резисторы 8 и 9 в этом случае обеспечивают режим компаратора 1О па постоянному току. Если происходит обрыв илн короткое замыкание в любой из вторичш 1х цепей, па соответствующем первом входе двойного компаратора Ю напряжение падает до нуля, вследствие чего срабатывает соответствующее плечо двойного компасратора, что приводит, как и в предыдущем случае, к засвечиванию индикатора 13 неисправности. Значительно сложнее происходит конт роль исправности при обрыве или коротком замыкании только в одной из пе{ вичных цепей. СКВТ в этом случае оказывается не в режиме фазовращателя с квадратурным питанием, а в режиме СКВТ с однофазным питанием. В этом случае напряжение в выходных обмотках . СКВТ не пропадает, а становится функцией угла поворота ротора. В синусной обмотке при этом нав1одится напряжение Ustn KU5lnu)t 5«nY, а в косинусной обмотке - напряжение Ucos KUsinob t созЧ, если неисправна цепь косинусной первичной обмотки. Если неисправна цепь синусной первичной обмотки, то соответствующие напряжения в выходных обмотках будут; для синусной обмотки KUcosu tsin f, для косинусной обмотки KUcosuitcosf. После выпрямления выпрямителями 4 и 5 и фильтрации конденсаторами 6 и 7 напряжения на контрольных шинах 14 и 15 соответственно будут: на контрольной щине 14KU9i , на контрольной шине ISkUcosV. Анализируя изменение этих напряжений от угла поворота f, видим, что для углов От J/4 ; |7r-f Г; J JTt 2 J lKUcos4l /IKUsin4t,: а при углах поворота ротора -- - Л ) V - 7 -I-44 LJ, -ЬТГ iKUstntfl |KUcos4 b В точках, кратных, эти напряжения равны, при этом оба напряжения соответствуют уровню IkUj.

Таким образом, при обрыве или корог ком замыкании в цепях шобой нз перввчвых обмоток СКВТ хотя бы одно из иапражений ю контрольных шинах 14 нпи 15 ста{ювится меньшнм или равным напряжению |К1/- | при любом угле поворота ротора. Следовательно, замерив. на пряжение на контрольных шинах 14 и 15 при исправных цепях, можно с помощью регулируемого делителя 12 напряжений установить на контрольной шине 16 такой пороговый уровень, ниже которого в слу .чае любой неисправности опускается хотя бы одно из напряжений на контрольных шинах 14 и 15. Наиболее целесообразно из соображений обеспечения технологи.ческого разброса на неидентичность ко94 фициентов трансформации К и неидеагиг ность налряжений источника 1 переменного напряжения установить пороговый

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБРЫВА И КОРОТКОПО ЗАМЫКАНИЯ ЦЕПЕЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ СИНУСНО-КССИНУСНОГО ВРАЩА ЮЩЕГОСЯ ТРАНСФОРМАТОРА С КВАДРАТУРНЫМ ПИТАНИЕМ ОБМОТОК ВОЗБУЖДЕНИЯ, содержащее источники переменного и постоянного напряжений, выщямитепи, конденсатор, индикатор неисправности, о-т пинающееся тем что, с цепью повышения надежности, в него введены два согпасующих усипитепя резисторы, второй конденсатор, регупируемый депитепь напряжения, двойной компаратор, контропьные и шина по гической единицы, причем входы согпасующих усипитепей соединены с кпеммами дпя подключения выходов объекта контропя, выходы согпасующих усипитепей через соответствующие выпрямитепи соединены с соответствующими первыми входами двойного компаратора, соответствующими контропьными щинами и выводами соответствующих конденсаторов и резисторов, вторые выводы которых соединены с первым выводом источника постоянного напряжения, второй вывод которого через регупируемый депитепь напряжения соединен с соответствующими вторыми входами двойного ксяъ{паратора с третьей контропьной шиной, управпяюище входы двойного компаратора соединены с шиной погической единишл, а его выход - с входом индикатора веисправвостк, выводы генератора переменного напряжения соединены с кпеммами дпя поокпючения входов объекта контроля.