Способ обнаружения виткового замыкания в обмотке электрической машины Советский патент 1988 года по МПК G01R31/06 

(Л

f

N3

О

сд

ел

СП

Изобретение относится к электроизмериельной технике и может быть использовано ри создании устройств для испытания вит- овой изоляции обмоток электрических ашин.

Цель изобретения - повышение достоерности обнаружения виткового замыкания бмотки электрической машины, обеспечив пектральный анализ снимаемого с обмотки игнала, а также повышение точности путем выделения дефектной половины обмотки. На фиг. 1 показана блок-схема устройтва, реализуюш,его способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняюш,ие работу уст- ройства при подключении генератора импульсного напряжения к началу обмотки и витковом замыкании в ее конце; на фиг. 3- временные диаграммы,- поясняюцлие работу устройства при подключении генератора импульсного напряжения к концу обмотки и витковом замыкании также в конце обмотки; на фиг. 4 - амплитудный спектр суперпозиции двух импульсных последовательностей, полученных при испытании обмотки.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, вольтметр 2, переключатели 3-5, резистор 6 (с низким активным сопротивлением), генератор 7 импульсного напряжения, конденсатор 8, выделяю,- щий из сигнала переменную составляюшую, формирователь 9 импульсов, генерируюш.ий импульс регулируемой длительности при превышении входным сигналом установленного порогового напряжения, формирователь 10 импульсов, генерирующий импульс при переходе входного напряжения через ноль из положительных значений в отрицательные, амплитудный детектор 11, селектирующий одну точку перехода через ноль из всего колебательного процесса и имеющий вход установки нуля, ждущие мультивибраторы 12 и 13, имеющие одинаковую регулируемую длительность выходных импульсов, линейный смеситель 14 сигналов, преобразующий поступаюш,ие на два его входа последовательности прямоугольных импульсов в суперпозицию последовательностей прямоугольных импульсов, избирательный блок 15 с регулируемой частотой пропускания, компаратор 16, срабатывающий при равенстве времени задержки импульсов в суперпозиции и их длительности, ключ 17 и обмотку 18 электрической машины, причем оба выхода генератора 1 синусоидального напряжения и генератора 7 импульсного напряжения соединены соответственно с первыми и вторыми неподвижными контактами обоих па- правлений переключателя 3, подвижные контакты которого соединены соответственно с подвижным контактом переключателя 4 и общей шиной, которая через резистор 6 соединена с первым неподвижным контактом переключателя 5 и корпусом электрической машины, который через конденсатор 8 со0

5

0

5

0

5

единен с входами формирователей 9 и 10 импульсов, два неподвижных контакта переключателя 4 подключены соответственно к началу и концу контактируемой обмотки 18 электрической машины, выход формирователя 9 импульсов соединен с входом установки нуля амплитудного детектора 11 и через ждущий мультивибратор 12 с первым входом линейного смесителя 14 сигналов, выход формирователя 10 импульсов через последовательно соединенные амплитудный детектор 11 и ждущий мультивибратор 13 подключен к второму входу линейного смесителя 14 сигналов, выход которого соединен с входами избирательного блока 15 и компаратора 16, выходы которых соединены соответственно с вторым неподвижным контактом переключателя 5 и через ключ 17 с подвижным контактом переключателя 5 и входом вольтметра 2.

Измерения выполняют следующим образом.

1.Переключателем 3 подсоединяют генератор 1 синусоидального напряжения к корпусу электрической мащины через резистор 6 и к выводу ее обмотки 18 через переключатель 4. Переключателем 5 подключают вольтметр 2 к резистору 6.

2.Перестраивая генератор 1 синусоидального напряжения по показанию вольтметра 2 отыскивают частоты первого и второго 2т максимумов.

3.Переключателем 3 подключают к измерительной схеме вместо генератора 1 синусоидального напряжения генератор 7 импульсного напряжения. Переключатель 5 ставят в среднее положение, отключая вольтметр 2.

4.Устанавливают длительность испытательных импульсов т„ генератора 7 импульсного напряжения, соответствующую неравенству:

1

0

5

0

т„.

п, 1

if,m lltn

55

Фронт импульсов напряжения возбуждает в обмотке колебательный процесс с частотами fim и fzm, показанный на фиг. 2 и 3 на диаграммах 19; 20 и снятый с резистора 6 после отделения от него конденсатором 8 постоянной составляющей, возникающей за счет токов утечки через изоляцию обмотки. Наибольщей величиной обладает амплитуда L l первой положительной полуволны колебательного процесса с частотой /2т, вторая положительная полуволна имеет меньшую амплитуду Uz, амплитуды всех остальных полуволн убывают по экспоненциальному закону.

5. Устанавливают величину порогового напряжения и„ формирователя 9 импульсов в соответствии с условием

.

При достижении первой полуволной колебательного процесса пороговой величины

i/nif фop иpoвaтe.ль 9 импульсов генерирует единственный за период Т импульс, показанный на фиг. 2 и 3 на диаграммах 21 и 22, длительность которого т выбирается из выражения

4f

,V r r - IMS

6. Амплитудным детектором 11. на информационный вход которого подаются импульсы с формирователя 10 импульсов, iia вход установки нуля с формирователя 9 импульсов выделяется первая точка перехода через ноль колебательного процесса частоты /1,„ и фиксируется передним фронтом выходных импульсов, показанных на фиг. 2 и 3 на диаграммах 23 и 24.

Ждущие мультивибраторы 12 и 13 запускаются передними фронтами приходян1их на их вход импульсов и выбирают прямоугольные импульсы равной длительности (фиг. 2 и 3, диаграммы 25, 26 и 27, 28), которые подаются на линейный смеситель 14 сигналов, преобразующий их в суперпозицию двух, импульсных последовательностей (фиг. 2 и 3, диаграммы 29 и 30).

Замыкают контакты к.чюча 17.

7. Устанавливают длительность ИМПУЛЬСОВ мультивибраторов 12 и 13

М

равной

временной сдвижке имнульсов в суперпозиции т„ /з(), что фиксируется по отсутствию срабатывания компаратора 16 с пороговым напряжением U,,,,,,- Это рчвенство является для гармоник с номером Kn T/2tv спектра сунернозинии импульсов К1)итерием наиболь- 1ней достоверности обнаружения замыкания витка в обмотке и минимального влияния д;1 ите,; ь и ост и и м п ул ьс о в.

Амплитудный спектр суперпозиции юсле .човательности имп льсов показан на фиг. 4, где огибающая 31 соответствует условию , огибающая 32 - уменьшению ки 1-м до /31. огибаю1цая 33 -- увеличению

сдвижки /;)() до /.;2.

8.Размыкают контакты ключа 17 и под- ключают переключате.1ем 5 вольтметр 2 к выходу избирательного б..;ока 15.

9.Подстройкой периода Т следования импульсов генератора 7 и.мнульсного .напряжения и ре1 улировкой настройки избира- тельно1 О б. юка 15 но .1инима. 1ьному показанию вольт.метра 2 добиваются настройки

на гармонику с номером /(,, соответствую- н;ую нулю спектра суперпозиции иослсдова- те., 1 ьн остей им п ул .

10.Изменяют но.ложенпе нереключале ля 4.

11.Измеряют амплитуду гармоники на выходе настроенне)го сог.ласно н. 9 liiulhpa- тельно| о блока 15. По увс.личению измеренной а.мп. штуды га)М()ники судят о на.лпчии виткового за.мыкания. /1.ля опреде. дефектной ПО.ЛОВИПЫ обмотки иыпо.лняют следующие операции.

г

0

5

JQ

5

дс

50

55

12.Повторяют операцни но пг:. 1---9.

13.Перестраивают избирательньп блок 15 гap oникy с isoMCpoM в 1.5 раза больIHl-.M Л п.

14.Измеряют 15еличину амплит) ды I ap- моники нри новой настпойке избирательного б;1ока 15.

15.Изменяют положение переклю ;ателя 4,

16.Измеряют амплитуду гармоники на выходе пастроеннО -о согласно н. 13 избирательного блока 15.

Если измеренная ве.1ичина меньн е величины, полученной в и. 14. то иереключатель 4 подк.лючил к клемме генератора вывод дефектной половины обмотки, и наоборот.

Так как нмнул 5С1;ое нреобразовапие и спектра. аиа,из снимаемого с обмотк ; электрической Ciii-na. ia нозно.лчет получить ро:-ко раз.личающиеся результаты для с,1 чаев наличия г. отсутствия 1(иткового за.мыкания в обмотке. .1агае.мый способ обла;:,ает большей .1остоверн х т1т о обна)- жемия виткового замь1ка1 ия в с;бмолч е электрической ., че-1 известньн . Форму.iа изобретенa i

. Способ o6riap женмЯ .5амы- каии.я , в облютке э.лектрической ман1ИН1л1. заключающийся в том, что гкздают импх .льсы напряжения поочередно па оба ni iBCua i;po- веряемо;Гобм;)тки, нсследх ю ф(М)л ciuir-iac- мых с нее ,)ix н;:1 1ряжений и по изменению формы судят о наличии замыкания, отличающийся тем. что, с це.лыо повышения достовори() обнар женпя интко- вого за ыканин, по le подачи снимают си1Л1а.л. нроно11цпон;;.и-. протс- каюп1е.;у в обмотке то1-;у li нредстав.ляющпй собой последователпнос л., затухаюиьч.х ко.ле- бате.льных процессов, с)() из nci o две имиульсные 10с.1едоБателы:ост1, импульсы первой из которых совпадают с ил- ча.лом ко,1ебате.льпого процесса, а HMiix.ibci, второй -- с моментом перехода через но. М) колебате.лы101 О процесса, причем устаназ.лн- вают длительноеть им1;у.льеов ефор.мирова - ньгх последовате.льностей, равной и.ч времеп- пому сл ещспик) oTiiocirre.ibiio тру: Д|и га, объсди11яют o6pa3On;i; ii;5:e импу.и.-сн.ые по- с.ледовате.льпости в их с перпозиии,ю, из которой Быде.ляют соотве ч твующую () амп. И тудного спектра гащкншкх . а о наличии виткозогс; по .лг. -.о- нию ее амн. ир ; подаче имихльсов напряже1- ия ;;а Г1рот : ю;1О.-;ожн1 П вьпи-i обмотки над эта.лонн11|м.

2. Способ по п. 1, o: ,it :oion(iiuc чт(-. с це.лью иовы;пен1:И точшст : nyreNi оипелс- , |еиия дефектно no.ioBiiLi i сюмс.:}-;:;, BiiL c- ляют га 1мо ::;ку с :0л:ег:ом i-, . 2 ; ,5 раза бо.л, . соответствх куцего :i,,Ki амп,,;но14) спск ра. i; iio .:nei:i;Ui ее ам11лиг ды юслч/ нилачи :1 ;1 льсов мп пряже :И51 на другой вь:йс д (. зпе;; - ,1яют де1}) |;олов ; : .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для иснытания витковой изоляции обмоток электрических машин. Пель изобретения - повышение достоверности виткового замыкания обмотки электрической машины - достигается за счет спектрального анализа, снимаемого с обмотки сигнала. Другой целью является повышение точности путем выделения дефектной половины обмотки. Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, вольтметр 2, переключатели 3, 4 и 5, резистор 6, генератор 7 импульсного напряжения, конденсатор 8, выделяющий из сигнала переменную составляющую, формирователи 9 и 10, а.мплитудный детектор 11, селектирующий одну точку перехода через ноль из всего колебательного процесса, ждущие мультивибраторы 12 и 13, линейный смеситель 14, избирательный блок 15 с регулируемой частотой пропускания, компаратор 16, ключ 17 и обмотку 18 электрической машины. 1 3. п. ф-лы, 4 ил. е

(1 i

22

Л

27

0

a

0U8.2

rL

1/1к

О

I Ко Т 1.5Ко

J/ фаг.

К