Способ контроля скрытых короткозамкнутых витков и обрывов в обмотке электромагнитного реле и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G05B23/02 

vi го

00 00

СЛ О

мутатор 3, резисторы 4, 7, конденсатор 6, компаратор 8, элементы 9, 10 И, D-триггеры 11,13, ждущий мультивибратор 12, источник 14 напряжения логической единицы, контакты 16, 17 кнопки, мультивибратор 18, индикатор 19 брака, кнопку 16, дифференцирующую цепь 5. За счет контроля интервала времени

между отрицательными выбросами на кривой тока обмотки реле обеспечивается возможность различения отказов реле от задержек в перемещении якоря реле, исключается бракование годных реле, что повышает достоверность контроля. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и контрольно-измерительной техники и может быть использовано для обнаружения скрытых короткозамкнутых витков и обрывов в обмотке электромагнитного реле. Цель изобретения -повышениедостоверности контроля за счет различения отказов обмотки реле от задержек в перемещении якоря реле. На обмотку контролируемого реле задают прямоугольные импульсы, дифференцируют ток в обмотке реле и в моменты применения знака первой производной формируют передние и задние фронты прямоугольных импульсов, сравнивают длительности Ati интервалов времени между передними фронтами каждой пары из i-ro и (i+1)-ro (i 2,.... п) сформированных прямоугольных импульсов с эталонным значением Atar, и в случае Ati Atar считают контролируемое реле негодным. Устройство для контроля обмотки 1 реле содержит ком(Л С

Изобретение относится к электротехнике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения скрытых короткозамкнутых витков и обрывов в обмотке электромагнитного реле.

Известны способы и устройства обнаружения короткозамкнутых витков в индуктивных элементах, основанные на контроле превышения автогенератором потребляемого тока при включении индуктивного эле- мента с короткозамкнутыми витками в цепь обратной связи автогенератора.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обес- печивают выявление неустойчивых короткозамкнутых витков и обрывов в обмотке, проявляющихся при движении якоря в реле и исчезающих, когда реле находится в статическом состоянии.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля электромагнитного реле в процессе его срабатывания и отпускания, заключающийся в выявлении импульсов на кривых переходного процесса нарастания и спада тока в обмотке. Появление импульсов на кривых переходного процесса тока в обмотке отражает наличие скрытых дефектов сборки и регулировки реле.

Известное устройство для осуществления указанного способа, содержит функционально связанные между собой источник питания обмотки, коммутатор, блок программы и управления, датчик тока обмотки, дифференциальный усилитель, интегрирующую цепь, блок контроля импульсов, регистратор брака по форме кривой нарастания тока в обмотке и регистратор брака по форме кривой спада тока в обмотке.

По известному способу и при использовании известного устройства производится забракование реле по факту появления импульсов на кривой переходного процесса нарастания тока в обмотке без различения характерных особенностей отмеченных импульсов и причин, которые вызвали их появление: задержки и торможения якоря по

ходу движения или наличия скрытых короткозамкнутых витков и обрывов обмотки. Это является причиной ошибочного забракова- ния годных реле, так как остановки и торможения якоря по ходу движения для многих типов серийно выпускаемых реле не являются каким-либо дефектом и периодически могут появляться во многих случаях.

Цель изобретения состоит в повышении достоверности контроля за счет различения отказов обмотки реле от задержек перемещения якоря.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля скрытых короткозамкнутых витков и обрывов в обмотке электромагнитного реле, при котором на обмотку подают прямоугольные импульсы напряжения и в каждом из i интервалов времени уменьшения тока в обмотке формируют 1-й прямоугольный импульс, дифференцируют значение тока обмотки, а передний и задний фронты каждого 1-го формируемого прямоугольного импульса формируют в момент изменения знака первой производной тока обмотки, сравнивают длительность Ati интервалов времени между задним и передним фронтами каждой пары из i-ro и (i+1)-ro импульсов (i 2, ..., п) с эталонным значением Atsi и в случае Atj At3r считают контролируемое реле негодным.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройство для осуществления способа контроля скрытых короткозамкнутых витков и обрывов в обмотке электромагнитного реле, содержащее компаратор, индикатор брака и источник питания обмотки контролируемого реле, соединенных выходом с сигнальным входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом мультивибратора, а выход - с первой клеммой для подключения обмотки контролируемого реле, вторая клемма для подключения которой соединена через датчик тока с общей шиной устройства, введены два D- триггера. два элемента И, дифференцирующая цепь, ждущий мультивибратор, кнопка, источник напряжения логической единицы,

причем вторая клемма для подключения обмотки контролируемого реле соединена че- рез дифференцирующую цепь с входом компаратора, соединенного выходом с первыми входами первого и второго элементов И и с С-входом первого D-триггера, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И/соединенного выходом через ждущий мультивибратор с вторым входом второго элемента И, соединенного выходом с С-входом второго D-триггера, соединенного выходом с входом индикатора брака, R-входом через замыкающую кнопку с D- входами первого и второго D-триггеров и с выходом источника напряжения логической единицы, выход мультивибратора соединен с R-входом первого D-триггера.

Отбраковка реле, имеющих скрытые ко- роткозамкнутые витки или обрывы обмотки, путем выявления экземпляров реле, у которых при формировании прямоугольных импульсов в каждом из i интервалов времени уменьшения тока обмотки в процессе срабатывания и при формировании указанных импульсов с фронтами, полученными в моменты изменения знака первой производной тока обмотки, длительность Ati интервала времени между задним и передним фронтами какой-либо одной пары из i-ro и (i+1)-ro

импульсов (i 2п) оказывается меньше

эталонной длительности ДгЭт, соответствующей длительности между аналогичными фронтами пары импульсов, вызванных задержками якоря данного типа реле в процессе срабатывания, позволяет исключить ложные забракования реле и повысить достоверность контроля. Это обусловлено тем, что временной интервал между указанными фронтами импульсов в случае задержек якоря по ходу движения больше соответствующего временного интервала при наличии неустойчивых короткозамкну- тых витков или обрывов обмотки, возникающих при срабатывании реле, в силу более высокой инерционности якоря по сравнению с инерционностью участков провода обмотки, на которых разрушена изоляция или имеются обрывы, так как масса якоря значительно превосходит по величине массу указанных участков обмоточного провода, которым присущи периодически возникающие соударения и касания друг о друга, возникающие в результате удара якоря о полюс при срабатывании реле.

Введение в устройство двух D-триггеров, двух элементов И, дифференцирующей цепи, ждущего мультивибратора, кнопки, источника напряжения логической единицы обеспечивает выявление экземпляров реле,

у которых длительность указанного временного интервала меньше указанной эталонной длительности Atsr.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений, характеризующие работу устройства при контроле реле, имеющего короткозамкнутые витки или обрывы в обмотке, проявляющиеся в виде импульсов в форме провала на кривой тока обмотки; на фиг. 3 - временные диаграммы токов и напряжений, характеризующие работу устройства при контроле реле, имеющего короткозамкнутые витки или обрывы обмотки, проявляющиеся в виде импульсов в форме всплеска на кривой тока обмотки; на фиг. 4 - временные диаграммы токов и напряжений, характеризующие работу устройства при контроле реле, имеющего задержки якоря по ходу движения при срабатывании.

Устройство для контроля обмотки 1 реле содержит источник 2 питания, к выходу которого через коммутатор 3 подключена обмотка 1, соединенная последовательно с датчиком 4 тока (резистором, падение напряжения на котором пропорционально току в обмотке 1). К датчику 4 подключен вход дифференцирующей цепи 5, состоящей из конденсатора 6 и резистора 7. Выход дифференцирующей цепи 5 подключен к входу компаратора 8. Выход последнего соединен с первыми входами первого 9 и второго 10 элементов И, а также с инверсным динамическим С-входом первого D-триггера 11, у которого выход подключен к второму входу первого элемента И 9. Выход последнего соединен с входом запуска ждущего мультивибратора 12, у которого выход подключен к второму входу второго элемента И 10. Выход элемента И 10 соединен с прямым динамическим С-входом второго D-триггера 13, D-вход которого подключен к выходу источника 14 напряжения логической единицы, к которому также подключен D-вход триггера 11 и переключающий контакт 15 кнопки 16 Установка,.замыкающий контакт 17 которой подключен к R-входу триггера 13. R-вход триггера 11 и управляющий вход коммутатора 3 подключены к выходу мультивибратора 18. Выход триггера 13 подключен к входу индикатора 19 брака.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы триггер 13, фиксирующий брак, устанавливается в исходное состояние О замыканием контактов 15

и 17 кнопки 16 Установка, т.е. подачей логической единицы на его R-вход,

В процессе контроля проверяемое реле коммутируется с частотой импульсов мультивибратора 18. При этом, когда на выходе мультивибратора 18 сигнал О, коммутатор 3 подключает обмотку 1 к источнику 2, а когда на выходе мультивибратора 18 1, коммутатор 3 отключает обмотку 1 от источника 2 (диаграммы ивых.мульт.18, обм на фиг. 2-4). Кроме того, при отключении обмотки 1 от источника 2 с выхода мультивибратора 18 сигнал логической единицы поступает на R- вход триггера 11, устанавливая его в состояние О на все время отключения обмотки 1 от источника 2.

В процессе срабатывания проверяемого реле ток обмотки 1 изменяется по определенному закону, при этом точка А соответствует моменту остановки якоря (диаграмма 1обм на фиг. 2-4). Во время контроля проверяемого реле сигнал, пропорциональный току обмотки 1, поступает с датчика 4 тока на вход дифференцирующей цепи 5. С выхода последней напряжение, пропорциональное производной от тока обмотки 1, подается на вход компаратора 8, который на выходе выдает сигнал логической единицы в течение времени, когда на его входе имеется напряжение отрицательной полярности, а в остальное время выдает сигнал О d обм

(диаграммы

dt

-, 11вых.комп.8 на фиг. 2-4).

Таким образом, задний фронт первого положительного импульса на выходе компаратора 8 (первый перепад напряжения из 1 в О) соответствует моменту остановки якоря. Указанный перепад напряжения из 1 в О переводит из состояния О в состояние 1 триггер 11, фиксирующий момент остановки якоря и остающийся в состоянии 1 до момента снятия напряжения с обмотки 1 контролируемого реле (диаграмма ивых.тригг.11 на фиг. 2-4).

При возникновении на кривой переходного процесса тока обмотки после момента остановки якоря (после точки А) импульсов компаратор 8 выдает сигналы 1, при этом начало каждого из сигналов 1 соответствует моменту начала переднего фронта импульса в форме провала (диаграммы 10бм, ивых.комп.8 на фиг. 2-4) или моменту начала заднего фронта импульса в форме всплеска (диаграммы 0бм, иВых.комп.8 на фиг. 3), а конец каждого из указанных сигналов 1 соответствует моменту окончания переднего фронта импульса в форме провала (диаграммы 10бм, Увых.комп.в на фиг.2 и 4) или моменту окончания заднего фронта импульса в форме всплеска (диаграммы 10бм, ивых.комп.8 на фиг. 3).

Сигналы 1, появившиеся на выходе компаратора 8, поступают на первый вход

логического элемента И 9, на второй вход которого подается сигнал 1 в момент остановки якоря контролируемого реле.

Таким образом, при возникновении импульса на кривой переходного процесса то0 ка в обмотке 1 после момента остановки якоря на выходе элемента И 9 появляется сигнал логической единицы, повторяющий по длительности выходной сигнал компаратора 8, от заднего фронта которого запуска5 ется ждущий мультивибратор 12. Последний выдает при этом на выходе сигнал логической единицы, длительность которого At3i равна минимальному временному интервалу от момента окончания переднего фронта

0 каждого импульса в форме провала или от момента окончания заднего фронта каждого импульса в форме всплеска и до момента начала переднего фронта последующего импульса в форме провала или до момента

5 начала заднего фронта последующего импульса в форме всплеска, возникающих на кривой переходного процесса тока обмотки данного типа реле, имеющего задержки якоря по ходу движения при срабатывании (ди0 аграмма 1)вых.ждущ.мульт.12 на фиг. 2-4).

При проверке реле, имеющего неустойчивые короткозамкнутые витки или обрывы обмотки, у возникшей последовательности импульсов на кривой тока обмотки 1 начало

5 переднего фронта одного из импульсов в форме провала или начало заднего фронта одного из импульсов в форме всплеска, появившегося после импульса, который вызвал запуск ждуще.го мультивибратора 12,

0 приходится на момент времени до окончания импульса ждущего мультивибратора 12. Это приводит к появлению на первом входе элемента И 10 сигнала 1 с выхода компаратора 8 в то время, когда на второй вход

5 элемента И 10 еще воздействует сигнал 1 с выхода ждущего мультивибратора 12. В результате этого на выходе элемента И 10 появляется сигнал 1, от переднего фронта которого переводится из состояния О в

0 состояние 1 триггер 13, который остается в указанном состоянии на все оставшееся время проверки реле (до очередного замыкания контактов 15 и 17 кнопки 16 Установка), запоминая, таким образом, выявленный брак

5 (диаграммы ивых.эл.ию, ивых.тригг.13 на фиг. 2 и 3). При появлении на выходе триггера 13 сигнала 1 включается индикатор 19, индицирующий брак в проверяемом реле по скрытым короткозамкнутым виткам или обрывам обмотки,

В случае проверки реле, не имеющего скрытые короткозамкнутые витки или обрывы обмотки, но имеющего на кривой тока обмотки 1 импульсы,вызванные задержками якоря в процессе срабатывания, начало соответствующего фронта импульса, появив шегося после импульса, который вызвал запуск ждущего мультивибратора 12, приходится на момент времени после окончания импульса ждущего мультивибратора 12. В результате этого в течение всего времени проверки реле на выходе элемента и 10 имеется только сигнал О и в течение всего времени проверки реле сохраняет исходное состояние О триггер 13, что соответствует отсутствию брака по скрытым короткозамк- нутым виткам или обрывам обмотки (диаграммы Квых.эл.ИЮ, ивых.тригг.13 ИЗ фИГ. 4).

П р и м е р. В процессе подачи прямоугольных импульсов на обмотку микроминиатюрных герметичных реле типов РЭС 49, РЭС 60, РЭС 47 на кривой переходного процесса тока в обмотке при срабатывании после точки излома кривой тока, соответствующей моменту остановки якоря, в случае задержек якоря по ходу движения возникает последовательность импульсов в форме провалов, у которых временной интервал от момента, окончания переднего фронта любого из импульсов и до момента начала переднего фронта последующего импульса составляет не менее 300 мкс. В то же время у этих же типов реле в случае наличия скрытых (неустойчивых) короткозамкнутых витков или обрывов обмотки при коммутации возникает на кривой переходного процесса тока обмотки при срабатывании после момента остановки якоря последовательность импульсов или в форме провалов, или в форме всплесков, у которых минимальный временной интервал от момента окончания переднего фронта одного из импульсов в форме провала или от момента окончания заднего фронта одного из импульсов в форме всплеска и до момента начала переднего фронта последующего импульса в форме провала или до момента начала заднего фронта последующего импульса в форме всплеска не превышает 190 мкс. Контроль скрытых короткозамкнутых витков или обрывов обмотки у реле типов РЭС 49, РЭС 60, РЭС 47 по предлагаемому способу путем выявления экземпляров реле, у которых временной интервал между указанными точками фронтов импульсов меньше величины 300 мкс обеспечивает выявление всех реле с проявляющимися в динамическом режиме обрывами или короткозамкнутыми витками и при этом нет случаев забракования годных реле.

Контроль реле с помощью автоматических приборов неразрушающего контроля, построенных с использованием предлагаемых способа и устройства, исключает случаи

ошибочного забракования годных реле, число которых при использовании известных способа и устройства составляет около 4% от общего количества проверенных реле. Формула изобретения

задержек перемещения якоря, дифференцируют значение тока обмотки, а передний и задний фронты каждого i-ro формируемого пря Уюугольного импульса формируют в момент изменения знака первой производной

тока обмотки, сравнивают длительность Ati интервалов времени между задним и передним фронтами каждой пары из i-ro и (1+1)-го импульсов (i 2о) с эталонным значением А1эт и в случае Ati Д1эт считают контролируемоа реле негодным.

2, Устройство для контроля скрытых короткозамкнутых витков и обрывов в обмотках электромагнитного реле, содержащее компаратор, индикатор брака и источник

питания обмотки контролируемого реле, соединенный выходом с сигнальным входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом мультивибратора, а выход - с перзой клеммой для подключения

обмотки контролируемого реле, вторая клемма для подключения которой соединена через датчик тока с общей шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет

различения отказов обмотки реле от задержек перемещения якоря, в него введены два D-триггера, два элемента И, дифференцирующая цепь, ждущий мультивибратор, кнопка, источник напряжения логической

единицы, причем вторая клемма для подключения обмотки контролируемого реле соединена через дифференцирующую цепь с входом компаратора, соединенного выходом с первыми входами первого и второго

элементов И и с С-входом.первого D-триггера, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И, соединенного выходом через ждущий мультивибратор с вторым входом второго элемента И, соединенного

выходом с С-входом второго D-триггера, соединенного выходом с входом индикатора брака, R-входом через замыкающую кнопку с D-входами первого и второго D-триггеров

ивш. пульт. 18

#х. дифф. цепи 5 (Зо5м)

и с выходом источника напряжения логической единицы, выход мультивибратора соединен с R-входом первого D-триггера.

t

Фиг. 2

Фиг.З