Kontaktorite elektrilise jõudluse testimismeetodite hetkeseis
Kontaktorite ja muude elektrikontaktidega lülitusseadmete dünaamiliste testimistehnikate uurimine keskendub peamiselt järgmistele aspektidele:
1. Automatiseeritud kontaktiparameetrite tuvastamise süsteemid, mis kasutavad arvutit hostina ja A/D proovivõtuplaati või DSP-d alluvseadmena
See lähenemisviis kasutab releede elektrilise tööea testimiseks ja juhtimiseks ise-arvuti-põhist süsteemi. See süsteem püüab ülepinge signaale relee elektrilise eluea testi kolme erineva faasi ajal: alguses, keskel ja lõpus. Kasutades patenteeritud A/D diskreetimisplaati-või kiiret{5}}andmehõivekaarti, mille keskmes on DSP-, proovib süsteem kontaktide peamisi elektrilisi parameetreid, nagu kontakti pinge langus, pinge avatud kontaktidel ja põhiahela vool. Juhtsektsioon kasutab pooljuhtreleede juhtimiseks digitaalset I/O-plaati, lülitades seeläbi kontaktori või relee sisse ja välja. Tarkvara osas kasutab süsteem Visual Basicu (VB) programmeerimist, mis sisaldab katkestusteenuse rutiine, et täita selliseid funktsioone nagu andmete diskreetimine ja loogiline juhtimine. Kirjanduses kirjeldatud andmetöötluse aspektid keskenduvad eelkõige elektrivõrgu sageduse ja võimsusteguri arvutamisele. Püütud pingesignaalide analüüsimisel ja kiire Fourier' teisenduse (FFT) rakendamisel muudetakse aja{12}}domeeni signaalid sagedus{13}}domeeni signaalideks. Selle teisenduse tulemused salvestatakse reaalsete ja imaginaarsete komponentide jaoks eraldi massiividesse; asend, kus tippväärtus tekib, vastab elektrivõrgu sagedusele, mis seejärel arvutatakse konkreetse valemi abil. Allutades kogutud andmetele Fourier' teisenduse-konverteerides aja{17}}domeeni signaalid sagedus-domeenisignaalideks-, määratakse pinge ja voolu faasinurgad, võimaldades seeläbi arvutada võimsustegurit.
2. Mikrokontrolleri juhtimistehnoloogial põhinevad relee parameetrite tuvastamise tehnikad
Kuna elektriseadmete testimise automatiseerituse tase tõuseb jätkuvalt, rakendatakse mikrokontrollereid üha enam erinevate elektriseadmete testimiseks ja juhtimiseks. Täiustades vahelduvvoolu kontaktorite lülitustoiminguteks (valmistamiseks ja katkestamiseks) kasutatavaid traditsioonilisi katseseadmeid, on mikrokontroller integreeritud juhtmoodulina, et hallata vahelduvvoolu kontaktori lülitustoiminguid. Kontaktelektriliste parameetrite tuvastamine toimub peamiselt pinge- ja voolutrafode, andmehõivekaartide ja personaalarvuti (PC) abil. See süsteem võimaldab dünaamiliste lainekujude -reaalajas omandamist-, nagu kontaktpinge ja vool-kontaktori tootmis- ja katkestusprotsesside ajal. Võrreldes traditsiooniliste ostsilloskoobi{7}põhiste testimismeetoditega, pakub see süsteem kontaktkaare põlemisega seotud pingelainekujude salvestamisel ülimat täpsust. Visual C++ 6.0 tarkvara kasutatakse andmehõiveprogrammi ja inim{10}}masinliidese (HMI) arendamiseks; andmetöötlusmoodul teostab kogutud andmete{11}}automaatset analüüsi reaalajas, minimeerides sellega tavaliselt käsitsi lainekuju töötlemisega seotud vigu. See eksperimentaalne skeem on lihtne ja teostatav, võimaldades analüüsida kontaktpinge ja voolu lainekujusid vahelduvvoolu kontaktorite dünaamiliste tootmis- ja katkestusprotsesside ajal. Kirjanduses on relee elektriliste parameetrite testimise seade, mille on välja töötanud Zhang Qiang et al. kasutab oma tuumana täiustatud 89C51 mikrokontrollerit; ühendades vahelduv- ja alalispingeallikad ning kontaktide tuvastamise ahelad, saab see testida mitmesuguseid elektrilisi parameetreid-, nagu tööaega, tööpinget ja kontaktitakistust-laia valiku vahelduv- ja alalispinge releede jaoks. Mis puutub tööaja mõõtmisse, siis testitava relee normaalselt suletud (NC) kontakt on ühendatud kõrge -taseme signaaliga, samal ajal kui tavaliselt avatud (NO) kontakt on maandatud. Samaaegselt mähise nimipinge rakendamisega käivitatakse loenduse alustamiseks taimer ja luuakse kontaktitaseme tuvastamise ahel, mis jälgib reaalajas kontakti pingetaseme muutusi. Kontaktide tööseisund määratakse nende pingetasemete muutumise põhjal. Kui pingetase läheb üle kõrgelt madalale, peatatakse taimer kohe; taimeri kuvatud kulunud aeg sellel hetkel tähistab vastavat vastuvõtuaega. Relee väljalangemise aega saab määrata analoogse protseduuri abil. Lisaks on see testimisseade võimeline jälgima kontakttakistust. Kõrge kulu{30}}jõudlussuhtega seade on väärtuslik võrdlusalus praeguse uurimisprojekti jaoks vajaliku katseseadme väljatöötamisel.
3. Virtuaalinstrumentide tehnoloogia rakendamine lülitusseadmete parameetrite testimisel
Virtuaalsete instrumentide tehnoloogia arenedes ja arenedes kasutatakse seda üha enam lülitusseadmete, nagu releed ja kontaktorid, testimisel. Virtuaalinstrumentide tehnoloogia on uudne tarkvara{1}}keskne mõõtmismetoodika, mis võib oluliselt vähendada testimisseadmete kulusid. Mõõtmisfunktsioone rakendatakse peamiselt tarkvara programmeerimise kaudu; Tööstuslikule personaalarvutile keskenduva riistvaraplatvormi toel realiseeritakse instrumendi testimisvõimalused LabVIEW tarkvaraarenduskeskkonnas programmeerimise kaudu. LabVIEW rakendusteek sisaldab hulgaliselt erinevatel eesmärkidel loodud testimis- ja juhtimismooduleid, mis võimaldavad kasutajatel LabVIEW rakenduses vastavaid mooduleid otse välja kutsuda, et täita mitmesuguseid testimisfunktsioone. Võrreldes traditsiooniliste teksti{5}põhiste programmeerimiskeeltega-, nagu Assembly, VB ja VC-, on LabVIEW kirjutamistarkvaraprogrammid märkimisväärselt lihtsad. Kui andmehõive (DAQ) kaardi draiverid on LabVIEW keskkonda installitud, saab seadme üle kontrolli hõlbustamiseks ning andmete hankimise, töötlemise ja kuvamise ülesannete täitmiseks käivitada kaardi funktsionaalsed rutiinid.
4. Relee aja parameetrite saamise meetodid
Releeaja parameetrite määramine on traditsiooniliselt tuginenud analoogtestimeetoditele, nagu elektriliste kronomeetrite ja valgus{0}}ostsilloskoopide kasutamine. Neid tavapäraseid testimismeetodeid iseloomustavad aeglased mõõtmiskiirused, märkimisväärsed veamarginaalid ja täpsuse puudumine. Arvutitehnoloogia edenedes on järjest suurem hulk releedestimise seadmeid sisaldanud mikroprotsessoreid; nende seadmete tööpõhimõtted on üldiselt sarnased. Ühes uuringus kirjeldatakse relee ajastuse parameetrite tuvastamise ahelat, mille peamiseks komponendiks on ühe-kiibi mikrokontroller. Tuvastamispõhimõte on järgmine: kui relee kontaktid sulguvad, registreeritakse mikrokontrolleri vastaval sisendkanalil pinge 5 V, seades pordi olekuks "1"; vastupidi, kui relee kontaktid avanevad, langeb vastav pinge 0 V-ni, seades I/O pordi olekuks "0". Kui releele on rakendatud ergutuspinge, proovib mikrokontroller piisavalt lühikese diskreetimisintervalliga vastava digitaalse I/O pordi; järgneva andmetöötluse kaudu saab arvutada asjakohased ajastusparameetrid. Kuigi see meetod annab üldiselt täpseid tulemusi, kui relee on ühendatud alalisvoolu koormusega, osutub see vahelduvvooluga ühendamisel problemaatiliseks. Kuna vahelduvpinge on vahelduv, võib hetkepinge mikrokontrolleri pordis olla relee kontaktide avanemise hetkel väga madal{12}}või isegi nullilähedane-. Järelikult, kui kontaktidega ühendatud vooluahel on vahelduvvooluahel, põhjustab kontaktide avatud või suletud oleku määramisel kontaktide hetkepinge suurusele tuginemine olulisi vigu, takistades seeläbi täpsete ajastusväärtuste saamist. Teises uuringus kirjeldatakse arvutipõhist meetodit relee ajastuse parameetrite tuvastamiseks, kasutades kohandatud{17}}andmehõiveplaati, mis koosneb mikrokontrollerist ja selle välisseadmetest. See meetod võimaldab tuvastada erinevaid ajastusparameetreid, sealhulgas relee tööaega, töö põrkeaega, vabastamise aega ja vabastamise põrkeaega. Mikrokontroller on integreeritud mähise ajami ahelasse, et juhtida ergutusmähise pinget ja{20}}vabastamist; samaaegselt fikseerib see kontakti olekuid relee sulgemise ja avanemise üleminekute ajal ning arvutab vastavad ajastusparameetrid. Tuvastamispõhimõte on järgmine: kui relee mähis on pingestatud, peab enne kontaktide sulgemist mööduma konkreetne "tööaeg"; seetõttu registreerib mikrokontroller algselt andmeväärtuse "0" ja fikseerib "1" alles siis, kui kontaktid on sulgunud ja stabiliseerunud. Selle ülemineku ajal läbivad kontaktid tavaliselt enne stabiilse oleku saavutamist "põrkumise" (hetkvõnkumised); kogu selle intervalli jooksul võivad mikrokontrolleri poolt püütud andmed kõikuda vahemikus "0" ja "1". Seades mikrokontrolleri diskreetimisintervalli kindlale väärtusele -näiteks 0,01 ms-, saab vajaliku tööaja arvutada, korrutades hõivatud andmepunkti aadressiindeksi (või proovide arvu) diskreetimisintervalliga.
5. Kontaktorite dünaamilise jõudluse testimise tehnikad ja põhjalikud hindamismeetodid
Elektriseadmete tehnilise toimivuse hindamine tugineb peamiselt tüübikatsetustele. See meetod keskendub seadme mehaanilise ja elektrilise kasutusea hindamisele, kuid ei suuda anda põhjalikku hinnangut selle dünaamiliste omaduste või nende omaduste mõju kohta selle mehaanilisele ja elektrilisele pikaealisusele. Sellest tulenevalt on dünaamiliste omaduste tuvastamisel-põhineva elektriseadmete tervikliku jõudluse hindamise-uuringul oluline praktiline juhtväärtus nii selliste toodete väljatöötamisel kui ka tehases heakskiitmise testimisel. Viidatud kirjandus kirjeldab protsessi, mis hõlmab vahelduvvoolu kontaktorite dünaamilist testimist; eraldades kontaktori mehaanilisi ja elektrilisi omadusi näitavad parameetrid kontakti lainekuju andmetest ja luues seejärel tervikliku jõudluse hindamise mudeli, luuakse terviklik süsteem kontaktorite dünaamilise jõudluse hindamiseks. Vahelduvvoolu kontaktorite dünaamiline testimisseade on üles ehitatud DSP südamiku ümber, sisaldab erinevaid signaaliandureid ja hõlbustab andmesidet hostarvutiga RS232 liidese kaudu. See testimisseade on võimeline mõõtma peamisi elektrilisi parameetreid, sealhulgas kontaktori ergastusvoolu ja pinget, aga ka pooli energiatarbimist sissetõmbeprotsessi ajal. Antud töö annab praktilisi juhiseid käimasoleva uurimisprojekti jaoks vajaliku katseaparaadi ehitamiseks; Lisaks pakub kavandatav kontaktori jõudluse hindamissüsteem olulist võrdlusväärtust kontaktori jõudluse halvenemise ja töökindluse hindamiseks, mis on selle uuringu keskmes.
