RU2344432C2

RU2344432C2 - Test desk electrical flow diagram

Info

Publication number: RU2344432C2
Application number: RU2006136468/28A
Authority: RU
Inventors: Георгий Андреевич Бугаев (RU); Георгий Андреевич Бугаев; Валерий Семенович Генин (RU); Валерий Семенович Генин; Александр Николаевич Леонтьев (RU); Александр Николаевич Леонтьев; Евгений Яковлевич Токмаков (RU); Евгений Яковлевич Токмаков
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2009-01-20
Also published as: RU2006136468A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: electrical flow diagram of test desk comprises auxiliary switching unit, three-phase autotransformer, load and programmable control-setup unit with control assemblies. Current sensor, testing mode unit, signalling device and impulse control and counting units are additionally introduced into the flow diagram.

EFFECT: increasing desk productivity and obtaining reliable information about the tested units resource exhaustion.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в процессе производства коммутационных аппаратов, в основном контакторов и пускателей.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the production process of switching devices, mainly contactors and starters.

Известна схема электрическая стенда для испытания контактов магнитных пускателей на коммутационную износостойкость [1], выполненная в основном на транзисторах, резисторах и конденсаторах, но с управлением через электромеханические промежуточные реле с ограниченным ресурсом по коммутационной износостойкости, что отрицательно сказывается на надежности ее работы.A known circuit is an electric stand for testing the contacts of magnetic starters for switching wear resistance [1], made mainly on transistors, resistors and capacitors, but with control through electromechanical intermediate relays with a limited resource on switching wear resistance, which negatively affects the reliability of its operation.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и принятой за ее прототип является блок-схема электрическая стенда для испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость [2], представленная на фиг.1. Она содержит вспомогательный коммутационный аппарат 1 и трехфазный автотрансформатор 2, объединенные силовые входы которых соединяются с фазами сети переменного тока через трехфазный автоматический выключатель 18, а их объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силового входа испытуемого коммутационного аппарата 3, нагрузку 6, программируемый контрольно-задающий блок 16 с узлом управления 21, счетчик импульсов 21, присоединенный к одному из выходов узла управления 21, стабилизированный источник питания 20, выход которого присоединен ко входу программируемого контрольно-задающего блока 16, а вход через однофазный автоматический выключатель 19 соединяется с сетью переменного тока.Closest to the technical nature of the claimed and adopted for its prototype is a block diagram of an electric stand for testing switching devices for switching wear resistance [2], presented in figure 1. It contains an auxiliary switching device 1 and a three-phase autotransformer 2, the combined power inputs of which are connected to the phases of the alternating current network through a three-phase circuit breaker 18, and their combined power outputs are designed to connect to them the power input of the tested switching device 3, load 6, programmable control a driver unit 16 with a control unit 21, a pulse counter 21 connected to one of the outputs of the control unit 21, a stabilized power supply 20, the output of which the second is connected to the input of the programmable control unit 16, and the input through a single-phase circuit breaker 19 is connected to an AC network.

Благодаря выполнению схемы-прототипа полностью на статических элементах она обладает высокой износостойкостью и надежностью, а функциональные возможности ее составляющих позволяют проводить испытания аппарата на коммутационную износостойкость в любом требующемся режиме и автоматически определять износостойкость испытуемого аппарата.Due to the implementation of the prototype circuit entirely on static elements, it has high wear resistance and reliability, and the functional capabilities of its components allow testing the apparatus for switching wear resistance in any required mode and automatically determine the wear resistance of the tested device.

К недостаткам рассмотренной схемы относятся низкая производительность стенда и недостаточно достоверная информация о выработке ресурса испытуемого аппарата. Низкая производительность стенда обусловлена тем, что на нем может испытываться одновременно только один образец аппарата, в то время как для подтверждения соответствия коммутационной износостойкости требованиям НТД необходимо испытание трех образцов аппаратов данного типа. Поскольку испытание на коммутационную способность является продолжительным по времени, последовательное испытание трех образцов требует весьма большой затраты времени.The disadvantages of the considered scheme include low bench productivity and insufficiently reliable information on the development of the resource of the tested device. The low productivity of the stand is due to the fact that only one sample of the device can be tested on it at a time, while in order to confirm that the switching wear resistance meets the requirements of technical documentation, it is necessary to test three samples of devices of this type. Since the test for switching ability is time-consuming, the sequential testing of three samples requires a very large investment of time.

Причина недостаточной достоверности информации о выработке ресурса испытуемого аппарата заключается в том, что сигнал прерывания испытательной программы вырабатывается схемой только в случае невозврата испытуемого аппарата вследствие приваривания его контактов. Если же вследствие чрезмерного износа контактов нарушается протекание тока через контакты испытуемого аппарата, схемой стенда этот вид отказа не фиксируется, схема продолжает работать и наращивать число зафиксированных испытательных циклов, несмотря на то что ресурс работоспособности испытуемого аппарата уже исчерпан.The reason for the lack of reliability of information on the development of the resource of the tested device is that the interrupt signal of the test program is generated by the circuit only in case of failure to return the tested device due to welding of its contacts. If, due to excessive wear of the contacts, the current flow through the contacts of the tested apparatus is disrupted, this type of failure is not fixed by the circuit of the stand, the circuit continues to work and increase the number of recorded test cycles, despite the fact that the service life of the tested apparatus is already exhausted.

Технический результат изобретения - повышение производительности стенда и повышение достоверности информации о выработке ресурса испытуемых аппаратов.The technical result of the invention is to increase the productivity of the stand and increase the reliability of information on the development of the resource of the tested devices.

Технический результат достигается тем, что в блок-схему электрическую испытательного стенда, содержащую вспомогательный коммутационный аппарат и трехфазный автотрансформатор, объединенные силовые входы которых соединены с фазами сети переменного тока, а объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силового входа испытуемого коммутационного аппарата, нагрузку, программируемый контрольно-задающий блок, дополнительно введены датчик тока, блок режима испытания, сигнальное устройство, блоки контроля и счета импульсов и ключи, причем датчик тока включен между объединенными силовыми выходами нескольких испытуемых коммутационных аппаратов и входом нагрузки, первый выход датчика тока через ключ соединен со входом блока режимов испытания, выход которого соединен с управляющим входом вспомогательного коммутационного аппарата, первый выход программируемого контрольно-задающего блока соединен со входом сигнального устройства, а каждый из последующих его выходов через ключ соединен с первым входом одного из блоков контроля и счета импульсов и управляющим входом соответствующего испытуемого коммутационного аппарата, второй выход датчика тока соединен с объединенными вторыми входами блоков контроля и счета импульсов, а их объединенные выходы соединены со входом программируемого контрольно-задающего блока.The technical result is achieved by the fact that in the block diagram of the electrical test bench, containing an auxiliary switching device and a three-phase autotransformer, the combined power inputs of which are connected to the phases of the AC network, and the combined power outputs are designed to connect to them the power input of the tested switching device, the load, programmable control and setting unit, an additional current sensor, test mode unit, signaling device, control units and pulse counters are additionally introduced owls and keys, the current sensor connected between the combined power outputs of several tested switching devices and the load input, the first output of the current sensor through a key connected to the input of the test modes block, the output of which is connected to the control input of the auxiliary switching device, the first output of a programmable control unit connected to the input of the signaling device, and each of its subsequent outputs is connected via a key to the first input of one of the control and pulse counting and control units yuschim input of the respective test switching device, the second current sensor output is connected to the combined second inputs of the control units and pulse counting, and their combined outputs are connected to the input of the programmable control of the driver unit.

Сущность изобретения заключается, во-первых, в использовании времени бестоковой паузы, которое составляет не менее ³/₄ общей длительности коммутационного цикла при испытании аппарата на коммутационную износостойкость, для включения и отключения испытательных токов другими испытуемыми аппаратами, причем всей группой испытуемых аппаратов управляют элементы одной и той же схемы испытательного стенда; при этом длительность испытания группы аппаратов равна длительности испытания одного аппарата на стенде-прототипе.The essence of the invention consists, firstly, in the use of dead time, which is at least ^3/4 _{of the} total duration of the switching cycle when testing the device for switching wear resistance, to enable and disable test currents by other test devices, and the whole group of tested devices is controlled by elements of one and the same test bench layout; wherein the test duration of a group of apparatuses is equal to the duration of a test of one apparatus on a prototype stand.

Сущность изобретения заключается, во-вторых, в том, что для получения информации о сохраняющейся работоспособности испытуемого аппарата используются сигналы о протекании тока в нагрузке при подаче команды на включение испытуемого аппарата и о прекращении его протекания после подачи команды на отключение аппарата.The essence of the invention lies, secondly, in that to obtain information about the continued operability of the test apparatus, signals are used about the flow of current in the load when a command is sent to turn on the test apparatus and about the cessation of its flow after the command to turn off the apparatus.

Заявленное устройство, по нашему мнению, соответствует критерию «новизна», так как отличительные его признаки не встречаются в заявленном сочетании в известных устройствах аналогичного назначения. Оно соответствует и критерию «изобретательский уровень» благодаря использованию в нем вышеперечисленных технических решений, использование которых не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники; в противном случае такие эффективные решения были бы уже задействованы в этой области техники.The claimed device, in our opinion, meets the criterion of "novelty", since its distinctive features are not found in the claimed combination in known devices of a similar purpose. It also meets the criterion of "inventive step" due to the use of the above technical solutions, the use of which does not follow explicitly from the prior art for a specialist; otherwise, such effective solutions would already be involved in this technical field.

Заявленное устройство может быть использовано для ускоренных испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкостьThe claimed device can be used for accelerated testing of switching devices for switching wear resistance

На фиг.2 приведена заявляемая электрическая блок-схема стенда, в которой приняты следующие обозначения:Figure 2 shows the inventive electrical block diagram of the stand, in which the following notation:

1 - вспомогательный коммутационный аппарат,1 - auxiliary switching device,

2 - трехфазный автотрансформатор,2 - three-phase autotransformer,

3, 4, 5 - испытуемые коммутационные аппараты,3, 4, 5 - tested switching devices,

6 - нагрузка,6 - load

7 - датчик тока,7 - current sensor,

8 - блок режима испытания,8 - block test mode,

9, 10, 11, 12 - ключи,9, 10, 11, 12 - keys,

13, 14, 15 - блоки контроля и счета импульсов,13, 14, 15 - control units and pulse counting,

16 - программируемый контрольно-задающий блок,16 - programmable control unit

17 - сигнальное устройство,17 - signaling device

Заявляемая блок-схема содержит вспомогательный коммутационный аппарат (ВКА) 1 и трехфазный автотрансформатор 2, объединенные силовые входы которых соединены с фазами сети переменного тока, а объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силовых входов испытуемых коммутационных аппаратов (ИКА) 3, 4, 5, нагрузку 6, датчик тока (ДТ) 7, включенный между объединенными силовыми выходами ИКА 3, 4, 5 и входом нагрузки 6. Схема содержит также блок режима испытания (БРИ) 8, вход которого через ключ 9 соединяется с первым выходом ДТ 7, а выход присоединен к управляющему входу ВКА 1, и программируемый контрольно-задающий блок (ПКЗБ) 16, выход которого присоединен ко входу сигнального устройства 17. В схеме имеются также блоки контроля и счета импульсов (БКСИ) 13, 14, 15, количеством которых определяется возможное число одновременно испытываемых на данном стенде ИКА 3, 4, 5.The inventive block diagram contains an auxiliary switching device (VKA) 1 and a three-phase autotransformer 2, the combined power inputs of which are connected to the phases of the AC network, and the combined power outputs are designed to connect to them the power inputs of the tested switching devices (IKA) 3, 4, 5 , load 6, current sensor (DT) 7, connected between the combined power outputs of IKA 3, 4, 5 and the load input 6. The circuit also contains a test mode unit (BRI) 8, the input of which is connected via key 9 to the first output of DT 7, and out d is connected to the control input of the RCA 1, and a programmable control and setting unit (PCB) 16, the output of which is connected to the input of the signal device 17. The circuit also has control and pulse counting units (BCSI) 13, 14, 15, the quantity of which determines the possible the number of ICA 3, 4, 5 tested simultaneously at this stand.

Первый выход ПКЗБ 16 присоединен ко входу сигнального устройства 17, а каждый из остальных его выходов через один из ключей 10, 11, 12 соединяется с первым входом одного из БКСИ 13, 14, 15 и управляющим входом соответствующего ИКА 3, 4, 5. Второй выход ДТ 7 присоединен к объединенным вторым входам БКСИ 13, 14, 15, а объединенные выходы БКСИ 13, 14, 15 присоединены ко входу ПКЗБ 16.The first output of the PCB 16 is connected to the input of the signal device 17, and each of its other outputs is connected through one of the keys 10, 11, 12 to the first input of one of the BCSI 13, 14, 15 and the control input of the corresponding IKA 3, 4, 5. The second the output of DT 7 is connected to the combined second inputs of BCSI 13, 14, 15, and the combined outputs of BCSI 13, 14, 15 are connected to the input of PCB 16.

Схема испытательного стенда рассчитана на одновременное испытание нескольких коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость в режимах «включение-отключение» или «включение-изменение параметров-отключение». Она работает следующим образом.The test bench layout is designed for the simultaneous testing of several switching devices for switching wear resistance in the “on-off” or “on-change parameters-disconnect” modes. She works as follows.

При испытании в режиме «включение-отключение» ключ 9 разомкнут, БРИ 8 отключен, ВКА 1 находится постоянно во включенном состоянии. ПКЗБ 16 через свои выходы и замкнутые ключи 10, 11, 12 подает команды на включение и отключение поочередно всех ИКА 3, 4, 5. Допустимое число последних ограничено соотношением продолжительностей включенного состояния каждого ИКА и его бестоковой паузы, время которой в несколько раз (от 3 до 30) больше времени включенного состояния; конкретное их число для данного стенда определяется количеством имеющихся в схеме БКСИ.When testing in the "on-off" mode, key 9 is open, BRI 8 is turned off, RCA 1 is constantly on. PKZB 16 through its outputs and closed keys 10, 11, 12 gives commands to turn on and off all ICA 3, 4, 5. in turn, the permissible number of the latter is limited by the ratio of the duration of the on state of each ICA and its dead time pause, the time of which is several times (from 3 to 30) more on time; their specific number for this stand is determined by the number available in the BCSI scheme.

Поскольку включения и отключения всех последующих ИКА осуществляются в период бестоковой паузы первого ИКА, общее время испытания всей группы ИКА не превышает времени испытания одного ИКА.Since the switching on and off of all subsequent ICA are carried out during the period of a current-free pause of the first ICA, the total test time of the entire ICA group does not exceed the test time of one ICA.

При выдаче очередной команды на включение соответствующего ИКА она поступает также и на первый вход соответствующего БКСИ; при этом ИКА включается и в нагрузку 6 через ДТ 7 начинает поступать ток. Сигнал об этом со второго выхода ДТ 7 поступает на второй вход указанного БКСИ. При снятии команды на включение ИКА последний отключается, ток через ДТ 7 в нагрузку 6 перестает протекать, и сигнал со второго выхода ДТ 7 на второй вход БКСИ также не поступает. После каждого снятия команды на включение ИКА счетчик БКСИ увеличивает свое показание на 1.When issuing the next command to turn on the appropriate IKA, it also goes to the first input of the corresponding BCSI; in this case, the ICA is turned on and current begins to flow into the load 6 through DT 7. A signal about this from the second output of DT 7 is fed to the second input of the specified BCSI. When you remove the command to turn on the ICA, the latter is turned off, the current through the DT 7 to the load 6 stops flowing, and the signal from the second output of the DT 7 to the second input of the BCSI also does not arrive. After each removal of the command to turn on the ICA, the BCSI counter increases its reading by 1.

Если в результате выработки ресурса одного из ИКА он не включается при поступлении очередной команды на включение, то ток через ДТ 7 не протекает, или же, если этот ИКА не отключается (в результате приваривания контактов) при снятии команды на включение, то ток через ДТ 7 продолжает протекать. В обоих случаях происходит рассогласование между сигналами, поступающими на входы соответствующего БКСИ, в результате последний со своего выхода посылает на вход ПКЗБ 16 сигнал о неисправности ИКА, под действием которого ПКЗБ 16 прекращает вырабатывать команды на включение и отключение ИКА и включает сигнальное устройство 17. Оператор стенда, восприняв этот сигнал, выявляет отказавший ИКА, размыкает ключ в его цепи управления и запускает ПКЗБ 16 на продолжение испытаний остальных ИКА.If, as a result of developing the resource of one of the ICA, it does not turn on when the next command to turn on is received, then the current does not flow through DT 7, or if this ICA does not turn off (as a result of welding the contacts) when the command to turn on is removed, then the current through the DT 7 continues to leak. In both cases, there is a mismatch between the signals supplied to the inputs of the corresponding BCSI, as a result of which the latter sends an ICA failure signal to the input of the PCB 16; the ICB 16 stops generating commands to turn the ICA on and off and turns on the signal device 17. The operator the stand, having received this signal, reveals the failed ICA, opens the key in its control circuit and launches PKZB 16 to continue testing the rest of the ICA.

При испытании в режиме «включение-изменение параметров-отключение» ключ 9 замкнут, и на вход БРИ 8 с первого выхода ДТ 7 поступает информация о наличии или отсутствии тока в нагрузке 6. При включении очередного ИКА по команде ПКЗБ 16 через ДТ 7 начинает протекать ток; БРИ 8, получив информацию об этом, через заданный промежуток времени посылает на управляющий вход ВКА 1 команду на его отключение. После отключения ВКА 1 напряжение на его силовом выходе снижается до величины вторичного напряжения автотрансформатора 2 и соответственно уменьшается ток в силовой цепи ИКА. После отключения данного ИКА ток в силовой цепи прекращается, информация об этом поступает на вход БРИ 8, и последний с небольшой задержкой включает ВКА 1, подготавливая тем самым схему к включению следующего ИКА 3. В остальном работа всех элементов схемы осуществляется аналогично описанному выше для испытания в режиме «включение-отключение».When tested in the “on-parameter change-off” mode, the key 9 is closed, and information on the presence or absence of current in the load 6 is received at the input of the BRI 8 from the first output of DT 7. When the next IKA is turned on, the command starts to flow through DTZ 16 through DT 7 current; BRI 8, having received information about this, after a specified period of time sends a command to disconnect it to the control input of the RCA 1. After turning off the VKA 1, the voltage at its power output decreases to the secondary voltage of the autotransformer 2 and, accordingly, the current in the IKA power circuit decreases. After disconnecting this IKA, the current in the power circuit stops, information about this goes to the input of BRI 8, and the latter turns on the IKA 1 with a slight delay, thereby preparing the circuit to turn on the next IKA 3. Otherwise, the operation of all elements of the circuit is carried out as described above for testing in on-off mode.

Проводившиеся неоднократные экспериментальные проверки работы заявленной электрической блок-схемы испытательного стенда подтвердили ее работоспособность и высокую эффективность.Conducted repeated experimental checks of the declared electrical block diagram of the test bench confirmed its performance and high efficiency.

Источники информацииInformation sources

1. Схема электрическая стенда для испытания контактов магнитных пускателей на коммутационную износостойкость. Патент РФ №2182340, G01R 31/327, 2002.1. Scheme electric stand for testing the contacts of magnetic starters for switching wear resistance. RF patent No. 2182340, G01R 31/327, 2002.

2. Блок-схема электрическая стенда для испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость. Патент РФ №2262118, G01R 31/327, 2005.2. The block diagram of the electric test bench for switching devices for switching wear resistance. RF patent No. 2262118, G01R 31/327, 2005.

Claims

An electrical block diagram of a test bench containing an auxiliary switching device and a three-phase autotransformer, the combined power inputs of which are connected to the phases of the AC network, and the combined power outputs are designed to connect the power input of the tested switching device to them, the load, a programmable control and setting unit, different in that a current sensor, a test mode block, a signaling device, control and pulse counting units and keys are additionally introduced, the sensor A current IR is connected between the combined power outputs of several tested switching devices and the load input, the first output of the current sensor through a key is connected to the input of the test mode block, the output of which is connected to the control input of the auxiliary switching device, the first output of the programmable control and setting unit is connected to the input of the signal device , and each of its subsequent outputs through a key is connected to the first input of one of the control and pulse counting units and the control input corresponds to of the test switchgear under test, the second output of the current sensor is connected to the combined second inputs of the control and pulse counting units, and their combined outputs are connected to the input of the programmable control and setting unit.