ПРИБОР ПЕРЕНОСНОЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при наладке, ремонте и техническом обслуживании электродвигателей.
В процессе проведения указанных работ возникает необходимость в проверке на исправность и подборе тиристоров (симисторов) (попарно) для защиты силовых цепей электродвигателя по идентичности токов и напряжений включения; а также возникает необходимость в проверке правильности фазировки обмоток электродвигателя и измерении сопротивления изоляции обмоток.
Поиск по источникам патентной информации и научно-технической литературы показал, что не найдено такого переносного перебора, который позволял бы осуществлять при ремонте, наладке и техническом обслуживании электродвигателя указанные функции при помощи одного прибора. Переносной прибор не только ускоряет проведение указанных работ, но и обеспечивает квалифицированное техническое обслуживание.
Техническим результатом, достигаемым заявленной полезной моделью, является повышение надежности работы электродвигателя за счет защиты от перенапряжений, возникающих в обмотке возбуждения двигателя при пуске, а также обеспечения необходимого пускового момента.
Сущность полезной модели как технического решения заключается в том, что прибор переносной многофункциональный контрольно-измерительный,
состоящий из источника питания, корпуса, на котором установлены микроамперметр, элементы управления и контроля, индикаторы, движок в виде резистора, клеммы подключения, а также из блока питания (I), блока задающего генератора (II), блока цепи задержки (III), блока усилителя мощности (IV), блока выходного трансформатора (V), блока удвоения напряжения (VI), блока индексации состояния тиристора (симистора) (VII) и блока измерений (VIII), при этом выход блока питания (I) через резистор R18 подключен к средней точке первичной обмотки выходного трансформатора Т2 блока выходного трансформатора (V), вторичная обмотка которого подключена к двухпозиционному переключателю SA3 блока измерений (VIII), который с другой стороны соединен с контактом SA1.1 четырехпозиционного переключателя SA1, который через микроамперметр РА1 соединен с контактом SA1.2, который через сопротивление R15, конденсатор С9, диод VD9 соединен с клеммой «В», переключатель SA3 соединен с клеммой «А» и клеммой «С», а клемма N заземлена, при этом переменный резистор R16 блока питания (I) соединен через резистор R19 с контактом SA1.1 переключателя SA1 блока измерений (VIII) и одновременно с клеммой «Y» и через диод VS1 с клеммами «К» и «А», через клемму «А» блок измерений (VIII) соединен с резисторами R17 и R20 и индикаторами HL2 и HL3 блока индикации состояния тиристоров (симисторов) (VII), выход которого соединен с обмоткой IV выходного трансформатора Т2 блока выходного трансформатора (V), а обмотка Ш трансформатора Т2 соединена с одной стороны через диоды VD8, VD10, сопротивление R14, с контактом SA1.2 переключателя SA1 блока измерений (VIII), а с другой стороны соединена с конденсатором С7 блока удвоения напряжения (VI), при этом секции 1а, 1б первичной обмотка I выходного трансформатора Т2 соединены с блоком усилителя мощности (IV) через диоды VD5, VD6, оконечные
транзисторы VT5, VT6, транзисторы VT3 VT4; резисторы R8-R11 и элементы DD1.3, DD1.4 микросхемы DD1 с блоком задержки (III), который, в свою очередь, через конденсаторы С3, С4, диоды VD2, VD3, резисторы R4, R5 соединен с блоком задающего генератора (II), через его резисторы R1-R3, элементы DD1.1, DD1.2 микросхемы DD1, конденсатор С1 и транзистор VT1.
Кроме того в приборе может использовать в качестве источника питания четыре гальванических элемента, что дает возможность использовать его в полевых условиях.
Полезная модель поясняется фигурами чертежей, где на фиг.1 изображен общий вид прибора; на фиг.2 - блочная схема прибора; на фиг.3 - электрическая схема прибора.
Переносной прибор состоит из корпуса 1, на лицевой панели которого установлен микроамперметр 2; переключатель 3 выбора режима работы; выключатель 4 подачи напряжения на прибор; индикатор 5 наличия напряжения на приборе; движок 6 в виде резистора; индикаторы 7 и 8; переключатель 9 фазировки обмоток; клеммы подключения тиристора (симистора) AN, Y, К; клеммы подключения корпуса и обмоток электродвигателя - А, В, С, N. Прибор работает как от источника питания ~220 В, так и от гальванических элементов.
Электрическая схема прибора состоит из следующих блоков:
I - блок питания; II - блок задающего генератора, III - блок цепи задержки; IV - блок усилителя мощности; V - блок выходного трансформатора; VI - блок удвоения напряжения; VII - блок индикации состояния тиристора (симистора); VIII - блок измерений.
Основой прибора является преобразователь напряжения, состоящий из задающего генератора (блок II), усилителя мощности (блок IV), нагрузкой которого является выходной трансформатор (блок V).
Между блоком задающего генератора (II) и блоком усилителя мощности (IV) установлен блок цепи задержки (III), выполненный на диодах
VD2, VD3, резисторах R4, R5 и конденсаторах С3, С4. Данный блок необходим, так как в случае его отсутствия возникает ситуация, при которой транзисторы верхнего (по схеме) плеча блока усилителя мощности еще не закрылись, а транзисторы нижнего плеча открылись управляющим импульсом задающего генератора. В результате чего через оконечные транзисторы VT5, VT6 протекает сквозной ток, вызывающий выход из строя этих элементов.
Выходной трансформатор содержит четыре обмотки. Первичная обмотка, состоящая из двух секций (1а, 1б) является нагрузкой усилителя мощности. Обмотка II является источником переменного напряжения при проверке правильности включения обмоток трехфазного электродвигателя. Обмотка III, нагруженная на схему удвоения напряжения (блок VI), необходима для измерения сопротивления изоляции между обмотками и корпусом электродвигателя. Обмотка IV обеспечивает режим измерения напряжения и тока открывания тиристора.
Блок измерений (блок VIII), который входит в состав прибора, в режиме «Ф» выполняет роль вольтметра переменного напряжения, в режиме «мОм» является мегаомметром, в режиме «ток» - миллиамперметром, в режиме «напр.» - вольтметром постоянного тока.
Блок питания (блок I), который подает напряжение на прибор, является еще и источником напряжения и тока при измерении параметров тиристоров (симисторов).
Для уменьшения габаритов и меньшего потребления мощности от источника питания в приборе установлен преобразователь напряжении повышенной частоты 300-400 Гц.
Задающий генератор собран на транзисторе VT1 и двух элементах DD1.1, DD1.2 микросхемы DD1. Частота генератора задается подстроечным резистором R3, длительность импульса определяется цепочкой C1, R2, паузы между управляющими импульсами разных плеч
усилителя мощности, необходимые для защиты выходных транзисторов VT5, VT6 создаются цепочками VD2, R4, С3 и VD3, R5, С4.
На элементах DD1.3 и DD1.4 микросхемы DD1 собраны формирователи управляющих импульсов оконечного каскада усилителя мощности. Диоды VD6, VD7 необходимы для исключения влияния ЭДС самоиндукции, возникающей в первичной обмотке трансформатора Тр2 в паузах между управляющими импульсами.
Переменное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки (IV) выходного трансформатора усилителя мощности прикладывается к клеммам «AN» и «К» прибора, соответственно к аноду и катоду проверяемого тиристора (симистора). Для открытия тиристора (симистора) необходимо подать постоянное напряжение определенной величины между управляющим электродом и катодом, для чего используется напряжение блока питания прибора. При перемещении движка резистора R16 от верхнего (по схеме) положения к нижнему, увеличивается значение постоянного напряжения до момента открытия тиристора VS1. В результате чего импульсы положительной полярности выделятся на резисторе R20, которые, в свою очередь, будут являться источником питания для светодиода HL3 (на лицевой панели прибора - индикатор 7, свечение которого свидетельствует о том, что тиристор открыт). В случае подключения симистора к прибору на резисторе R20 выделится все переменное напряжение, снимаемое с обмотки IV выходного трансформатора, которое вызовет свечение светодиодов HL2, HL3 (на лицевой панели прибора это индикаторы 7 и 8).
Для работы мегаомметра используется напряжение с обмотки III, которое выпрямляется и удваивается элементами С7, VD8, VD10, С8.
При проверке правильности подключения обмоток трехфазного электродвигателя используется напряжение обмотки II выходного трансформатора.
Устройство работает в 4-х режимах, поэтому работа устройства рассматривается для каждого режима в отдельности.
Режим работы - «измерение тока открывания тиристора (симистора)». Измеряемый тиристор (симистор) подключают анодом к клемме «AN», управляющий вывод - к клемме «Y», катод - к клемме «К».
На лицевой панели переносного прибора переключатель 3 устанавливают в положение «ток», движок 6 поворачивают по часовой стрелке до упора, выключатель 4 устанавливают в положение «ВКЛ», загорается индикатор 5 наличия напряжения на приборе; медленно поворачивают движок 6 против часовой стрелки до загорания индикатора 7, сигнализирующего, что перед нами тиристор, в момент загорания индикатора прекращают вращение движка 6 и записывают значения тока для тиристора по показаниям микроамперметра 2. В случае, если загораются одновременно индикаторы 7 и 8, следовательно это симистор, записывают показания микроамперметра для симистора, после чего переносной прибор выключают. В результате чего отделяют тиристоры от симисторов и соответственно подбирают их по току открывания.
Режим работы - «измерение напряжения открывания тиристора (симистора)».
На лицевой панели переносного прибора переключатель 3 устанавливают в положение «напр.», движок 6 поворачивают по часовой стрелке до упора, выключатель 4 устанавливают в положение «ВКЛ», загорается индикатор 5 наличия напряжения на приборе; медленно поворачивают движок 6 против часовой стрелки до загорания индикатора 7, сигнализирующего, что перед нами тиристор; в момент загорания индикатора 7 прекращают вращение движка и записывают значение напряжения для тиристора по показаниям микроамперметра 2. Если загораются одновременно индикаторы 7 и 8, следовательно перед нами симистор, записываются показания микроамперметра для симистора,
после чего переносной прибор выключают. В результате чего отделяют тиристоры от симисторов и подбирают их по напряжению открывания.
Режим работы - «измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя относительно корпуса».
Корпус электродвигателя соединяют с клеммой «N» на переносном приборе, измеряемая обмотка подключается к клемме «А», Переключатель 3 устанавливают в положение «мОм», переключатель 4 устанавливают в положение «ВКЛ», загорается индикатор 5, сигнализирующий наличие напряжения на приборе; записывают количество делений по положению стрелки микроамперметра. Значения сопротивления изоляции в мегомах по отношению к числу делений шкалы приведены в нижеследующей таблице. Переносной прибор выключают.
Кол-во делений
100
92
80
72
58
42
32
«R» мОм
0,5
1
2
3
5
10
20
Режим работы - «фазировка обмоток электродвигателя».
Обмотки электродвигателя соединяют звездой, концы обмоток соединяют вместе и подключают к клемме переносного прибора «N»; начала обмоток подключают следующим образом: обмотку А к клемме «А» переносного прибора, обмотку В - к клемме «В», обмотку С - к клемме «С». Переключатель 3 устанавливают в положение «Ф», переключатель 9 в положение «А-В», переключатель 4 устанавливают в положение «ВКЛ», загорается индикатор 5, сигнализирующий наличие напряжения на приборе.
Если стрелка микроамперметра 2 отклонится от нулевой отметки, это означает, что обмотка А включена неправильно по отношению к обмотке В; необходимо начало и конец обмотки А поменять местами.
Перевести переключатель 9 в положение «В-С», если стрелка микроамперметра отклонится от нулевой отметки это значит, что обмотка С включена неправильно по отношению к обмотке В; необходимо начало и конец обмотки С поменять местами. Переносной прибор выключают. Если обмотки электродвигателя подключены правильно, то стрелка микроамперметра не отклоняется.
Таким образом заявленный переносной прибор позволяет выполнять несколько функций: проверять правильность фазировки обмоток электродвигателя, измерять сопротивление изоляции обмоток, а также проверить на исправность и подобрать (попарно) тиристоры (симисторы) по идентичности токов и напряжений, которые устанавливаются в цепях защиты электродвигателя от перегрузки. Прибор позволяет осуществлять наладку, пуск и технологическое обслуживание трехфазного электродвигателя как в стационарных условиях, так и в полевых условиях.