СТЕНД ПРОВЕРКИ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к стендовому оборудованию, осуществляющему проверку и наладку регулятора напряжения электроподвижного состава, и может применяться для проверки работоспособности представленного для разного типа испытаний образца, а также проведения наладочных работ в условиях завода-изготовителя и ремонтных локомотивных депо.
Прототипом является стенд для проверки панели питания, содержащий блок питания, соединенный с устройством коммутации и индикации, защиту от короткого замыкания, преобразователь аналогового сигнала, панель с клеммами для подключения исследуемых объектов, блок нагрузочных резисторов, блок измерительных приборов: напряжения и тока, отображающий полученную информацию на дисплеях цифровых щитовых приборов, блоки коммутации малогабаритные, предназначенные для связи органов управления стенда с адаптером ввода-вывода данных, который в свою очередь связан с персональным компьютером, служащим для регистрации и обработки полученной информации, а также для управления работой стенда в автоматическом режиме посредством программного обеспечения (Патент РФ на полезную модель №77448).
Недостатками стенда являются: невозможность проверки работоспособности регулятора напряжения РН5, значительные затраты времени для сборки испытательной схемы и проверки параметров испытываемых образцов аппаратуры, что приводит к увеличению трудоемкости и т.п.
Задачей полезной модели является проверка работоспособности регулятора напряжения РН5, уменьшение трудоемкости и ускорение процессов наладки и проверки новых, либо уже находящихся в эксплуатации на электровозе или вышедших из строя регуляторов напряжения РН5.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый стенд содержит блок питания, соединенный с блоком управления, блоком контроля и блоком индикации, которые соединены с блоком коммутации. Вышеперечисленные блоки, в свою очередь, соединены с блоком, имитирующим сигнал обратной связи по току заряда аккумуляторной батареи, а также - с блоком формирования сигнала обратной связи по напряжению заряда аккумуляторной батареи и блоком, имитирующим сигнал обратной связи по напряжению на выходе. Кроме того, стенд имеет блок нагрузочных резисторов и аналого-цифровой преобразователь сигнала, имеющий блок делителей и адаптер ввода-вывода данных, персональный компьютер и многополюсную розетку для подключения регулятора напряжения. В состав стенда входит панель индикаторная, предназначенная для определения целостности цепей и элементов проверяемого регулятора напряжения.
Отличием от прототипа является то, что в стенд введены дополнительно соединенные с блоками питания, управления, контроля, индикации и коммутации блок, имитирующий сигнал обратной связи по току заряда аккумуляторной батареи, блок формирования сигнала обратной связи по напряжению заряда аккумуляторной батареи и блок, имитирующий сигнал обратной связи по напряжению на выходе, а аналого-цифровой преобразователь содержит дополнительно блок делителей. Место для подключения исследуемых объектов выполнено в виде многополюсной розетки.
Технический результат - уменьшение трудоемкости, ускорение процесса наладки и повышение производительности труда при проверке работоспособности вышедшего из строя образца РН5.
Следует отметить, что стенд проверки регулятора напряжения способен осуществлять проверку электрических параметров образца не только в ручном режиме, но и в автоматическом, посредством аналого-цифрового адаптера и персонального компьютера с установленным специальным программным обеспечением. При необходимости полученные результаты можно сохранить на любой носитель информации в виде текстового файла или распечатать.
На фиг.1 представлена схема структурная стенда проверки регулятора напряжения (СП РН5).
На фиг.2 представлена схема блока питания, управления, контроля и индикации стенда.
На фиг.3 представлена схема блока коммутации стенда.
На фиг.4 представлена схема блока, имитирующего сигнал обратной связи по току заряда аккумуляторной батареи.
На фиг.5 представлена схема блока формирования сигнала обратной связи по напряжению заряда аккумуляторной батареи.
На фиг.6 представлена схема блока, имитирующего сигнал обратной связи по напряжению на выходе.
На фиг.7 представлена схема блока нагрузочных резисторов стенда.
На фиг.8 представлена схема блока аналого-цифрового преобразователя стенда.
На фиг.9 представлена таблица проверки работоспособности регулятора напряжения.
Стенд проверки регулятора напряжения, изображенный в виде схемы структурной (Фигура 1), содержит блок питания 1, имеющий защиту от короткого замыкания в виде автоматического выключателя, соединенный с блоком управления 2, блоком контроля 3 и блоком индикации 4. Эти блоки, выполняющие функцию питания, управления, контроля и индикации, соединены с блоком коммутации 5, блоком, имитирующим сигнал обратной связи по току заряда аккумуляторной батареи 6, блоком формирования сигнала обратной связи по напряжению заряда аккумуляторной батареи 7, блоком, имитирующим сигнал обратной связи по напряжению на выходе 9. Блок коммутации 5, в свою очередь, соединен с блоками 6, 7, 9 и исследуемым регулятором напряжения 8. Блок нагрузочных резисторов 10 выполняет функцию имитации нагрузки исследуемого регулятора напряжения 8. Блок аналого-цифрового преобразователя 11, содержащий блок делителей 12, а также адаптер ввода-вывода данных 13, преобразующий информацию из аналогового в цифровой вид, для последующей обработки и управления работой стенда в автоматическом режиме с помощью персонального компьютера 14, в свою очередь, соединен с блоком коммутации 5 и исследуемым регулятором напряжения 8.
Блок питания (Фигура 2), в свою очередь, содержит: выключатель автоматический 15 с индикацией 16, необходимый для подачи сетевого питания в схему стенда и выполняющий функцию защиты от токов короткого замыкания; электромагнитный пускатель 17, предназначенный для подачи и снятия сетевого напряжения непосредственно в схеме СП РН-5 при помощи кнопок комбинированного поста 18 с подсветкой 19. Вентилятор 20 служит для охлаждения нагрузочных резисторов. При помощи кнопок 21 и 22, реле 23 и 24, двигателя 25, автотрансформатора 26 устанавливается заданное программой и методикой испытаний РН5 напряжение питания. Трансформатор 27 является разделительным. Диоды 28-31, резисторы 32-33 обеспечивают пульсирующее напряжение питания регулятора напряжения. Тиристор 34 служит для имитации тиристоров силового выпрямителя. Стабилитрон 35 предназначен для открытия тиристора 34. Обмотка 7-8 трансформатора 27, стабилизатор напряжения 36 служит для питания панели индикаторной 37, которая предназначена для отыскания неисправностей. Вольтметр 38 используется для контроля испытательного напряжения. Клеммы стенда 39, 40, 41 служат для подключения осциллографа. Реле промежуточные 42-47 и кнопки 48-53, управляющие электродвигателями 54-56, установленными на оси подвижных контактов резисторов 74 (фигура 4), 76 (фигура 5), 82 (фигура 6) для регулировки значения переменного сопротивления, создающего имитацию сигнала испытательного напряжения регулятора 8. Кнопками 48-53 производится изменение величины испытательного напряжения. Светодиодными индикаторами 57-62 осуществляется индикация крайнего левого или крайнего правого положения резисторов 74, 76, 82. Для остановки двигателей 54-56 и подачи сигнала на индикаторы крайнего положения 57-62 использованы концевые выключатели двигателей 63-68. Переключатель 69 осуществляет перевод стенда из режима ручного управления проверкой (положение «Ручной») в автоматический (положение «Автомат.»).
Блок коммутации (Фигура 3) состоит из переключателя 70, служащего для подключения клемм стенда 40 и 41 к контролируемым цепям проверяемого регулятора напряжения, и блоков коммутации малогабаритных 71-73, которые участвуют в проверке регулятора напряжения в автоматическом режиме.
Блок, имитирующий сигнал обратной связи по току заряда аккумуляторной батареи (Фигура 4), состоит из обмотки 5-6 трансформатора 27 и резисторов 74, 75.
Блок формирования сигнала обратной связи по напряжению заряда аккумуляторной батареи (Фигура 5) состоит из резисторов 76-78, диода 79, конденсатора 80.
Блок, имитирующий сигнал обратной связи по напряжению на выходе (Фигура 6), состоит из резисторов 81-83.
Блок нагрузочных резисторов (Фигура 7) содержит набор резисторов 84-86, имитирующих реальную нагрузку регулятора напряжения 8.
В режиме проверки «Автомат.» регистрацию параметров регулятора напряжения 8 производят с помощью блока аналого-цифрового преобразователя (Фигура 8), состоящего из платы делителей 12, которая в свою очередь состоит из стабилитронов 87 и 88 и резисторов 89-92, и адаптера ввода-вывода данных 13. Связь выхода адаптера ввода-вывода данных 13 с соответствующим разъемом персонального или переносного компьютера 14 осуществлена с помощью кабеля типа USB (включен в комплект адаптера 13). Разъем стенда 93 служит для подключения испытываемого образца регулятора напряжения РН-5 с помощью соединительного кабеля.
Стенд работает следующим образом:
для проверки работоспособности и наладки исследуемый регулятор напряжения подключают к стенду проверки посредством соединительного кабеля. Затем стенд подключают сетевым кабелем к сети напряжения переменного тока (220±22) В частоты (50,0±0,5) Гц и подают напряжение питания на автоматический выключатель 15 с индикацией 16 и осуществляют подачу питающего напряжения во входную цепь электрической схемы стенда.
Электромагнитный пускатель 17 предназначен для подачи и снятия сетевого напряжения непосредственно в схеме СП РН-5 при помощи кнопок комбинированного поста 18 с подсветкой 19.
Напряжение питания подается на вентилятор 20, служащий для охлаждения нагрузочных резисторов.
От трансформатора 27 (выводы 3-4), при помощи кнопок 21 и 22 реле 23 и 24, двигателя 25, автотрансформатора 26 устанавливается заданное программой и методикой испытаний РН-5 напряжение питания. Диоды 28-31, резисторы 32-33 обеспечивают пульсирующее напряжение питания регулятора напряжения (75±5) В, контроль по вольтметру 38. Тиристор 34 служит для имитации тиристоров силового выпрямителя. Стабилитрон 35 предназначен для открытия тиристора 34.
Сигнал обратной связи по току заряда аккумуляторной батареи формируется при помощи трансформатора 27 (выводы 5-6), реле промежуточных 42, 43 и кнопок 48, 49, редукторного двигателя 54, установленного на ось подвижного контакта резистора 74, резистора 75.
Сигнал обратной связи по напряжению заряда аккумуляторной батареи формируется при помощи реле промежуточных 44, 45 и кнопок 50, 51, редукторного двигателя 55, установленного на ось подвижного контакта резистора 76, резисторов 77, 78, диода 79 и конденсатора 80.
Сигнал обратной связи по напряжению на выходе формируется при помощи реле промежуточных 46, 47 и кнопок 52, 53 редукторного двигателя 56, установленного на ось подвижного контакта резистора 82, резисторов 81 и 83.
От трансформатора 27 (выводы 7-8) через стабилизатор напряжения 36 подается напряжение на панель индикаторную 37, предназначенную для определения целостности цепей и элементов проверяемого регулятора напряжения.
В режиме «Ручной» регистрацию параметров регулятора напряжения 8 производят с помощью двухканального осциллографа (опция в состав стенда не входит), подсоединенного к клеммам стенда 39, 40, 41. Переключатель 70 предназначен для подключения клемм стенда 40, 41 к контролируемым цепям проверяемого регулятора. Далее проверка регулятора напряжения осуществляется согласно таблице (фигура 9).
С помощью переключателя 69 осуществляют перевод стенда из режима ручного управления проверкой (положение «Ручной») в автоматический (положение «Автомат»).
В режиме проверки «Автомат.» регистрация параметров регулятора напряжения производится с помощью блока аналого-цифрового преобразователя 11, состоящего из адаптера ввода-вывода данных 13 и блока делителей 12, содержащего в свою очередь стабилитроны 87, 88, резисторы 89-92.
Связь выхода адаптера ввода-вывода данных 13 с соответствующим разъемом персонального компьютера 14 осуществляется с помощью кабеля типа USB (включен в комплект адаптера).
При положении переключателя 69 в положение «Автомат.» органы управления стендом СП РН-5 отключаются от штатной электрической схемы. Далее управление режимом проверки происходит через входные и выходные цепи коммутационных блоков 71, 72, 73. Автоматизированное считывание информации о состоянии контролируемых параметров для регистрации и сохранения в памяти компьютера 14 осуществляется через адаптер ввода-вывода данных 13. Сервисная программа, в соответствии с техническим заданием, выдает заключение о работоспособности регулятора напряжения в виде протокола - в форме текстового файла. Впоследствии он может быть сохранен на любом типе носителя информации, в том числе, на «жестком» магнитном накопителе компьютера.
Положительный эффект полезной модели проявляется в том, что предлагаемое техническое решение позволит ускорить процесс наладки и повысить производительность при проверке работоспособности вышедшего из строя образца РН5 при помощи одного единственного аппарата - стенда. Следует отметить, что стенд способен осуществлять проверку электрических параметров регулятора напряжения не только в ручном режиме, но и в автоматическом, посредством аналого-цифрового адаптера и персонального компьютера с установленным специальным программным обеспечением. При этом стенд укомплектован таким образом, что его можно переносить и размещать в любом удобном месте, даже в электровозе, исключая демонтаж регулятора напряжения из шкафа питания электровоза.