КОНТРОЛЬНО-ПРОВЕРОЧНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля и измерения электрических параметров авиационного оборудования, в частности, для контроля и измерения электрических параметров электрических преобразователей напряжения вертолетов типа Ми-8, Ми-8МТВ, Ми-171 и др. Контрольно-проверочный комплекс предназначен для контроля и проверки электрических преобразователей напряжения различной мощности, а именно: преобразователя однофазного статического СПО-9; преобразователя однофазного ПО-500; преобразователя однофазного ПО-600С; преобразователя однофазного ПО-750; преобразователя однофазного ПО-1500; преобразователя трехфазного статического ПТС-800 БМ; преобразователя трехфазного ПТ-125Ц; преобразователя трехфазного ПТ-200Ц; преобразователя трехфазного ПТ-500Ц(Б); преобразователя трехфазного ПТ-1000ЦС.
В настоящее время контроль и измерение параметров электрических преобразователей напряжения вертолетов Ми-8, Ми-17, Ми-171 и др. проводят с помощью установки проверки преобразователей УПП-1 в соответствии с «Техническим описанием и инструкцией по эксплуатации №8Е2.700.031 ТО» (см. приложение 1). Установка проверки преобразователей УПП содержит пульт проверки преобразователей ПП-1, имитатор нагрузок преобразователей ИНП-1 и комплект соединительных жгутов. Пульт проверки преобразователей представляет собой металлическую конструкцию, в состав которой входит коммутационная аппаратура и каналы измерения контролируемых параметров, в виде вольтметров, амперметров, частотомера, переключателей цепей измерения и др. оборудования. Питание установки, контрольно-измерительной аппаратуры и проверяемого оборудования осуществляется от цеховых источников питания. Данное решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком известного решения является высокая трудоемкость его, поскольку для измерений необходимо использовать большое количество отдельных приборов и весь процесс проверки проводится вручную, значительные габариты установки для проверки, а также низкая точность измерений, за счет влияния человеческого фактора и использования морально устаревшего оборудования.
Задачей заявленного решения является снижение эксплуатационных и временных затрат, повышение точности и надежности измерений, а также повышение удобства процесса проверки и возможность ведения электронной базы данных проверок.
Поставленная цель достигается за счет того, что в известном контрольно-проверочном комплексе для проверки электрических преобразователей, содержащем источник питания, блок нагрузок и каналы измерения контролируемых параметров, в виде источника питания он содержит программируемый источник питания, сервисный источник питания и блок бесперебойного питания, кроме того он дополнительно содержит блок управления, блок нормализаторов, блок электронной нагрузки и персональный компьютер, который через плату расширения компортов подключен к программируемому источнику питания и блоку электронной нагрузки, а через плату релейного ввода/вывода подключен к блоку нагрузки и блоку управления, выходы которого подключены к входам объекта контроля, а выходы объекта контроля через блок нагрузки подключены к входам электронной нагрузки и входам блока нормализаторов, при этом выходы блока нормализаторов подключены к плате аналого-цифрового преобразователя персонального компьютера, а вход блока нормализаторов подключен к сервисному источнику, который через плату релейного ввода/вывода подает напряжение на блок управления, который в зависимости от команды компьютера коммутирует блок нагрузки и через модуль запуска преобразователей управляет устройством плавного пуска объекта контроля. А также за счет того, что блок управления содержит модуль запуска преобразователей, модуль диагностики и модуль индикации.
Технический результат от использования заявленного решения заключается в том, что заявленная совокупность признаков обеспечивает формирование цепи питания и цепи нагрузки для проведения проверок однофазных и трехфазных электрических преобразователей в соответствии с документацией (ТУ, РЭ и т.д.), установку требуемых для проведения испытаний значений напряжения питания и тока нагрузки, контроль и измерение параметров входной и выходной цепи проверяемого преобразователя в соответствии с руководством по технической эксплуатации и техническими условиями, а также математическую обработку и сохранение результатов, подготовку и формирование бланка отчета по результатам испытаний. Технический результат от использования заявленного решения заключается также в повышении надежности и достоверности результатов комплексной проверки электрических преобразователей напряжения во всех режимах их функционирования, а также возможности проведения полностью автоматизированных проверок и создании на основе комплекса компактных автоматизированных рабочих мест по контролю, диагностике неисправностей и ремонту электрических преобразователей напряжения вертолетов, обеспечении более высокой точности контроля качества и обеспечении диагностики неисправностей их.
Заявленное решение представляет собой комплекс, который осуществляет диагностику и проверку электрических преобразователей напряжения вертолетов в автоматическом режиме, с помощью программного обеспечения, что позволяет уменьшить влияние человеческого фактора на точность измерений и сократить затраты времени на проверку работоспособности оборудования.
Заявленная совокупность признаков не известна заявителю из доступных источников информации.
Заявленное решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема устройства.
Контрольно-проверочный комплекс для контроля и проверки электрических преобразователей напряжения (далее - комплекс), содержит регулируемый источник питания 1 на 27 В, сетевой фильтр 2 подключенный к промышленной сети 220 в, персональный компьютер 3, плату расширения компортов 4, плату релейного ввода/вывода 5, плату аналого-цифрового преобразователя 6, источник питания 7 на 24 В, сетевой фильтр 8, блок управления 9, блок нагрузки 10, электронную нагрузку 11, нормализатор 12, блок бесперебойного питания 13.
Программируемый источник питания 1 на 27 В, через сетевой фильтр 2 (30 А) подключен к промышленной сети 220 в. Источник питания 1 предназначен для питания объекта контроля, формирования питания 27 В 100 А и измерения токов потребления и питающего напряжения. Источник питания 1 состоит из двух параллельно подключенных источников питания: постоянного тока GEN 40-85, напряжением 0-40 В, мощностью до 6 кВт. Управление программируемым источником питания 1 (включение, выключение, регулировка источника) осуществляется персональным компьютером 3 через плату расширения компортов 4 по последовательному RS интерфейсу. Персональный компьютер 3 содержит также плату релейного ввода/вывода 5 и плату аналого-цифрового преобразователя 6. Сервисный источник питания 7 через сетевой фильтр 8 (16 А) подключен к промышленной сети и через плату релейного ввода/вывода 5 по команде персонального компьютера 3 подает напряжение на блок управления 9 и блок нагрузки 10. Блок управления 9 содержит модуль запуска преобразователей 14, модуль диагностики 15, модуль индикации 16, который управляет включением внешнего индикатора (лампочки), соответствующего объекта контроля и режима его проверки. Блок управления 9 обеспечивает коммутацию внутренних устройств плавного пуска; диагностику силовых цепей комплекса; индикацию режимов, в зависимости от конфигурации блока нагрузки 10. Блок нагрузки 10 обеспечивает коммутацию трех электронных нагрузок по схеме звезда, треугольник или соединение однофазных преобразователей с электронной нагрузкой 11.
Через контакторы блока нагрузки 10 напряжение с выхода испытуемого объекта поступает на электронную нагрузку 11, а через нормализатор 12 - на плату аналого-цифрового преобразователя 6 персонального компьютера 3. Блок нормализаторов 12 состоит из трех резисторных делителей и модуля нормализаторов и предназначен для гальванической развязки силовых цепей и входных цепей платы аналого-цифрового преобразователя 6 и для преобразования аналоговых сигналов 127 В/50 ГЦ, 115 В/400 Гц, 36 В/400 Гц в напряжение ±5 В или ±10 В для дальнейшей обработки в ПК.
Блок нормализаторов 12 совместно с ПК 3 обеспечивают: измерение коэффициента нелинейных искажений (КНИ); измерение среднеквадратичного значения напряжения; измерение частоты; определение чередования фаз; измерение тока нагрузки; определение коэффициента мощности; измерение мощности; вывод на экран компьютера мгновенных значений тока и напряжения.
Блок бесперебойного питания 13 предназначен для питания персонального компьютера 3.
Персональный компьютер 3 обеспечивает управление всеми блоками комплекса, отображение хода проверки, а также сбор, обработку, хранение информации о проверяемом оборудовании.
В конструкционном плане комплекс выполнен по модульному принципу.
Контрольно-проверочный комплекс имеет несколько режимов работы, в том числе:
1) автоматический режим проверки;
2) ручной режим проверки;
3) режим встроенного контроля работоспособности комплекса.
Предварительно формируются диагностические тесты, которые могут быть сформированы, например, на основе технических условий производителя.
Перед началом проверки устанавливают испытуемый преобразователь (объект контроля) на рабочий стол контрольно-проверочного комплекса, производят внешний осмотр на отсутствие механических повреждений коробки управления, корпуса, кронштейнов защитных лент и колпаков.
При помощи жгутов подключения подключают объект контроля к комплексу. По индикаторам контролируют исправность комплекса и правильность подключения объекта контроля.
В режиме тестирования комплекса программируемый источник 1 замыкается через модуль диагностики 15 и блок нагрузки 10 на входы блока электронной нагрузки 11. После чего снимают показания и делают вывод о исправности комплекса. Модуль диагностики 15 при этом обеспечивает различные виды защиты от внешних кабелей объекта контроля (в режиме тестирования комплекса объект контроля не подключен).
Для проверки очередного объекта контроля, сервисный источник питания 7 через плату релейного ввода/вывода 5 подает напряжение на блок управления 9, который по команде компьютера 3 коммутирует блок нагрузки 10 по схеме, соответствующей объекту контроля. Персональный компьютер 3 включает программируемый источник питания 1 в соответствии с параметрами испытуемого преобразователя (объекта контроля), запускает его в режиме холостого хода через модуль запуска преобразователей 14 и устройство плавного пуска, встроенное в объект контроля (не показано) и проводит измерение параметров (напряжение, частота, коэффициент нелинейных искажений) в режиме холостого хода.
Затем по команде персонального компьютера 3 через плату расширения компортов 4 происходит замыкание контактов между электронной нагрузкой 11 и блоком нагрузки 10, в результате чего электронная нагрузка 11 подключается к выходам объекта контроля.
Сигнал с выхода объекта контроля поступает через блок нагрузки 10 на вход электронной нагрузки 11 и вход блока нормализаторов 12.
Блок нормализаторов 12 подает полученные значения параметров объекта контроля на плату аналого-цифрового преобразователя 6 персонального компьютера 3, при этом нормализует их до требуемого уровня. Аналого-цифровой преобразователь 6 оцифровывает аналого-цифровой сигнал и передает на ПК 3, который измеряет среднеквадратичные значения напряжения и тока, измеряет частоту, активную мощность, коэффициент нелинейных искажений, коэффициент мощности, чередования фаз и выводит результаты на экран. Персональный компьютер 3 выводит также мгновенные значения токов и напряжений, работая в режиме осциллографа.
Измерение по входным цепям объекта контроля на всех режимах проводит программируемый источник питания 1 и передает данные на ПК 3. Программируемый источник питания 1 может проводить проверки, предусматривающие изменение питающих напряжений на входе объекта контроля от 40 до 24 В.
В качестве примера работы комплекса ниже приведены режимы проверки электрических параметров однофазного преобразователя ПО-500:
1. напряжение питания 27 В, нагрузка отключена;
2. напряжение питания 27 В, нагрузка (ток 4,35 А, к-т мощности 0,9);
3. напряжение питания 27 В, нагрузка (ток 2,2 А, к-т мощности 0,9);
4. напряжение питания 24,3 В, нагрузка отключена;
5. напряжение питания 24,3 В, нагрузка (ток 4,35 А, к-т мощности 0,9);
6. напряжение питания 24,3 В, нагрузка (ток 2,2 А, к-т мощности 0,9);
7. напряжение питания 29,7 В, нагрузка отключена;
8. напряжение питания 29,7 В, нагрузка (ток 4,35 А, к-т мощности 0,9);
9. напряжение питания 29,7 В, нагрузка (ток 2,2 А, к-т мощности 0,9).
В процессе проверки однофазного преобразователя ПО-500 выполняют измерения следующих параметров:
- выходное напряжение преобразователя; частота выходного напряжения; коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения; ток потребления; диапазон регулировки выходного напряжения преобразователя.
Параметры выходных сигналов сравнивают с эталонными значениями. Если отклонения измеренных параметров от эталонных находятся в пределах установленных допусков, объект проверки считается годным. При отклонении измеренных параметров за пределы допусков объект проверки признается неисправным. Все измеренные в результате проверки сигналы заносятся в базу данных компьютера, и на их основании составляется карта проверки соответствующего проверяемого объекта.
Перечень и характеристики входных и выходных параметров комплекса приведены в таблице (приложение 2).
Технические средства комплекса функционируют под управлением системного и прикладного программного обеспечения, инсталлированного на ПК. Программное обеспечение комплекса предназначено для:
- выбора режимов работы комплекса;
- предоставления удобного интерфейса пользователю для управления проверками и отображения результатов контроля;
- моделирования режимов функционирования проверяемой аппаратуры;
- контроля правильности подключения проверяемого оборудования;
- автоматического тестирования составных элементов комплекса;
- автоматизированной проверки параметров проверяемого оборудования;
- ведения базы данных проверок;
- формирования отчетов по результатам проверок и вывода их на печать
Контрольно проверочный комплекс является автоматизированной системой контроля и измерения параметров электрических преобразователей напряжения приборов вертолетов Ми-8, Ми-17, Ми-171 и др. и осуществляет контроль и измерение всех необходимых параметров проверяемых электрических преобразователей в соответствии с руководствами по технической эксплуатации и техническими условиями, сбор, обработку, накопление и хранение результатов проверок, вывод результатов проверок, ведение базы данных по каждому тестируемому прибору. Все измеренные величины при помощи программного обеспечения для каждого типа прибора отображаются на экране монитора, а также сохраняются в базе данных для данного типа прибора и могут быть использованы для проверки его работоспособности в процессе эксплуатации прибора.