Стенд проверки панели питания
Полезная модель относится к электротехнике 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. Поставленная задача решается тем, что в стенд, содержащий блок питания, соединенный с устройством коммутации и индикации, защиту от короткого замыкания, преобразователь аналогового сигнала, панель с клеммами для подключения исследуемых объектов, блок измерительных приборов: напряжения и тока, отображающий полученную информацию на дисплеях цифровых щитовых приборов, введены дополнительноблоки коммутации малогабаритные, предназначенные для связи платы датчиков тока и напряжения через адаптер ввода-вывода данных с персональным компьютером, который, в свою очередь, предназначен для регистрации и обработки полученной информации, а также для управления работой стенда в автоматическом режиме посредством программного обеспечения. Положительный эффект полезной модели проявляется в том, что предлагаемое техническое решение позволит ускорить и повысить производительность при проверке работоспособности опытного или вышедшим из строя образцом путем внедрения в испытательную схему ПП-720 одного единственного аппарата - стенда, соединение которого с панелью питания осуществляется с помощью четырех (шести) изолированных соединительных проводников, при этом стенд укомплектован таким образом, что его можно переносить и размещать в любом удобном месте, даже, в электровозе, исключая необходимость извлечения панели из схемы электровоза. Илл.5
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к стендовому оборудованию, осуществляющему проверку и наладку панелей питания датчиков тока и 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.
Известен стенд, содержащий блок питания, подключенный к устройству коммутации и индикации, генератор импульсов, генератор периодических сигналов, генератор постоянного сигнала, блок защиты от короткого замыкания, соединенный с наборным полем, содержащим набор активных и пассивных электроэлементов, которые подключены к детектору (индикатору), преобразователю аналогового сигнала, панель с контрольными гнездами (клеммами), блок измерительных приборов (Патент РФ 2236708, MПК G09B 23/18).
Недостатками стенда являются: невозможность автоматического управления работой стенда, стенд является непереносным оборудованием, невозможность проверки работоспособности панели питания, 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 панели питания, уменьшение трудоемкости и ускорение процессов наладки и проверки изготовленных или вышедших из строя, либо, уже находящихся в эксплуатации на электровозе панелей питания ПП-720.
Поставленная задача решается тем, что стенд содержит блок питания, имеющий защиту от короткого замыкания в виде автоматического выключателя, соединенный с блоком управления и блоком контроля и индикации, который соединен с блоком коммутации, в свою очередь соединяющийся с блоком нагрузочных резисторов и аналого-цифрового преобразователя сигнала, имеющего плату датчиков тока и напряжения, а также адаптер ввода-вывода данных с персональным компьютером и панель с клеммами для подключения исследуемых объектов.
Отличие от прототипа является то, что в блок коммутации введены дополнительно блоки коммутации малогабаритные (БКМ), предназначенные для связи платы датчиков тока и напряжения через адаптер ввода-вывода данных с персональным компьютером, который, в свою очередь, предназначен для регистрации и обработки полученной информации, а также для управления работой стенда в автоматическом режиме посредством программного обеспечения.
Положительный эффект полезной модели проявляется в том, что предлагаемое техническое решение позволит ускорить процесс наладки и повысить производительность при проверке работоспособности опытного или вышедшего из строя образца путем внедрения в испытательную схему ПП-720 одного единственного аппарата - стенда, соединение которого с панелью питания осуществляется с помощью четырех (шести) изолированных соединительных проводников. При этом стенд укомплектован таким образом, что его можно переносить и размещать в любом удобном месте, даже, в электровозе, исключая необходимость извлечения панели питания из схемы электровоза.
Следует отметить, что стенд проверки панели ПП-720 способен осуществлять проверку электрических параметров образца не только в ручном режиме, но и в автоматическом, посредством аналого-цифрового адаптера и специального программного обеспечения. При необходимости полученные результаты можно сохранить на любой носитель информации в виде текстового файла либо распечатать.
На фиг.1 представлена схема структурная стенда проверки панели питания ПП-720 (СП ПП).
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 нагрузочных резисторов стенда.
На фиг.5 представлена схема блока аналого-цифрового преобразователя стенда.
Стенд проверки панели питания содержит блок питания 1, имеющий защиту от короткого замыкания в виде автоматического выключателя, соединенный с блоком управления 2 и блоком контроля 3 и индикации 4, соединенный с блоком коммутации 5, который связан с блоком нагрузочных резисторов 6, выполняющим функцию имитации нагрузки исследуемой панели питания ПП-720 7. Этот блок 6, в свою очередь, соединен с блоком аналого-цифрового преобразователя 8, содержащего в себе плату 9 с датчиками тока и напряжения, а также адаптер ввода-вывода данных 10, преобразующего информацию из аналогового в цифровой вид, для последующей обработки и управления работой стенда в автоматическом режиме с помощью персонального компьютера 11. Блок аналого-цифрового преобразователя 8 соединен также с блоком питания 1. К блоку нагрузочных резисторов 6 стенда подключена выходными клеммами исследуемая панель 7, а входными - к блоку питания 1.
Блок питания 1, в свою очередь, содержит: выключатель автоматический, необходимый для подачи сетевого питания в схему стенда, а также выполняющий функцию защиты от токов короткого замыкания; электромагнитный пускатель 12, предназначенный для подачи и снятия сетевого напряжения непосредственно в схеме СП ПП при помощи кнопок
комбинированного поста 13 с подсветкой 14. С помощью пускателя 15 и кнопок 16 осуществляют подачу напряжения питания на вход испытываемой панели питания 7. Последовательно в схеме подключен трансформатор 17, обеспечивающий питание напряжениями (20±2) В и (40±4) В частоты (50,0±0,5) Гц платы 9 датчиков тока и напряжения. Автотрансформатор 19 служит для установки напряжения питания панели 7 с помощью редукторного двигателя 20, установленного на рукоятке регулятора напряжения. Трансформатор 21 является понижающим. Через контакты пускателя 15 (нормальноразомкнутые), датчик тока 22, напряжение питания поступает на клеммы панели 7. Контроль значений напряжения и тока во входной цепи испытываемого образца панели питания 7 осуществляют по вольтметру 23 и амперметру 24 стенда. Резисторы 25 и 26, включенные последовательно в цепь питания светодиодов, ограничивают ток светодиодных индикаторов 27 и 28, сигнализирующих о наличии выходного напряжения на каждом из двух выходов панели питания 7. Модуль питания 29 обеспечивает питание датчиков напряжения. Модуль питания датчиков тока 29 установлен на плате 9 с датчиками тока и напряжения. Светодиоды 27 и 28 сигнализируют о наличии напряжения питания измерительных датчиков.
Блок коммутации 5 состоит из реле промежуточных 30÷35 и кнопок 36÷41, управляющих электродвигателями 42÷43, установленными на оси подвижных контактов резисторов 44 и 45 (фиг.4) для регулировки значения переменного сопротивления в нагрузке «выхода 1» и «выхода 2» панели 7. С помощью тумблеров 46 и 47 производят необходимые переключения нагрузки на выходах панели питания 7. Резисторы 48 и 49 имитируют максимальное значение нагрузки на выходах панели питания при включении тумблера 47, а также служат для изменения нагрузки на выходах панели 7 от номинального до максимального значения. Кнопками 38÷41 производится изменение нагрузки. Блоки коммутационные малогабаритные 50÷52 участвуют в проверке панели питания в автоматическом режиме.
Блок нагрузочных резисторов 6 содержит набор резисторов 44, 45, 48, 49, 53÷67, имитирующих реальную нагрузку панели питания 7 и участвует в наладке уставки токовой защиты и проверке срабатывания защиты.
На входе блока 5 аналого-цифрового преобразователя установлен переключатель 68, осуществляющий перевод стенда из режима ручного управления проверкой (положение «Ручной») в автоматический (положение «Автомат.»). В режиме проверки «Автомат.» регистрацию параметров панели 7 производят с помощью адаптера ввода-вывода данных 10 от датчиков тока и напряжения (плата 9). Связь выхода адаптера ввода-вывода данных 10 с соответствующим разъемом персонального или переносного компьютера 11 осуществлена с помощью кабеля типа USB (включен в комплект адаптера 10).
При исследованиях регистрацию параметров панели питания
7 производят с помощью соответствующих цифровых щитовых приборов 69÷70. Питание цифровых приборов 69÷70 обеспечено модулем 73. Клеммы стенда служат для подключения испытываемого образца панели питания ПП-720 с помощью соединительного кабеля.
Устройство работает следующим образом
Для проверки работоспособности и наладки исследуемую панель питания 7 подключают к стенду проверки посредством соединительного кабеля и клемм. 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 и осуществляют подачу питающего напряжения во входную цепь электрической схемы стенда, о чем сигнализирует элемент светоиндикации 14.
Электромагнитный пускатель 12 предназначен для подачи и снятия сетевого напряжения непосредственно в схеме СП ПП при помощи кнопок комбинированного поста 13 с подсветкой. С помощью пускателя 15 и кнопочного поста 16 осуществляют подачу напряжения питания на вход испытываемого устройства 7.
Трансформатор 17 обеспечивает питание напряжениями (20±2) В и (40±4) В частоты (50,0±0,5) Гц блока 9. Автотрансформатор 19 служит для установки напряжения питания панели ПП-720. Трансформатор 21 является повышающим. Через контакты пускателя 15 (нормальноразомкнутые), датчик тока 22 (9), напряжение питания (от 280 до 470 В) поступает на клеммы 101, 102 на лицевой панели СП ПП и далее на разъем X1 (клеммы 1, 2) ПП-720.
Контроль значений напряжения и тока во входной цепи испытываемого образца панели питания осуществляется по вольтметру 23 и амперметру 24 стенда.
Реле промежуточные 30-35 служат для управления электроприводами.
Редукторный двигатель 20, установленный на рукоятку регулятора напряжения автотрансформатора 19, кнопки 36 и 37 служат для изменения питающего напряжения панели ПП-720.
Редукторный двигатель 42, установленный на ось подвижного контакта резистора 44, и кнопки 38 и 39 служат для регулировки значения переменного сопротивления 44 в нагрузке «выхода 1» ПП-720.
Редукторный двигатель 43, установленный на ось подвижного контакта резистора 45, кнопки 40 и 41 служат для регулировки значения переменного сопротивления в нагрузке «выхода 2» ПП-720.
При наладке панели питания с помощью тумблеров 46 и 47 производятся необходимые переключения нагрузки на выходах 1 и 2 ПП-720.
Резисторы 48 и 49 имитируют максимальное значение нагрузки на выходах 1 и 2 панели питания при включении тумблера 46. Данный режим также воспроизводят при отключении 46 и включении 47. В этом случае с
помощью резисторов 44 и 45 устанавливают значение сопротивления нагрузки, близкое к нулю.
Резисторы 53÷67 служат для изменения нагрузки на выходах ПП-720 от номинального до максимального значения. Эту операцию выполняют при проведении настройки уставки токовой защиты ПП-720. В этом случае тумблер 46 необходимо отключить, а 47 включить. Изменение нагрузки производят манипуляцией кнопок 38, 39, 40, 41. Резисторы 44 и 45 воспроизводят сопротивление нагрузки, практически равное нулю.
Резисторы 74 и 75 ограничивают ток светодиодных индикаторов 76 и 77, сигнализирующих о наличии выходного напряжения на каждом из двух выходов панели питания.
С помощью переключателя 68 осуществляют перевод стенда из режима ручного управления проверкой (положение «Ручной») в автоматический (положение «Автомат»).
В режиме проверки «Автомат.» регистрацию параметров панели производят с помощью адаптера ввода-вывода данных 10 от датчиков тока и напряжения (плата 9). Питание датчиков напряжения осуществляется от модуля питания 78. Модуль питания датчиков тока 29 установлен на плате 9. Светодиоды 27 и 28 (9) сигнализируют о наличии напряжения питания измерительных датчиков.
Связь выхода адаптера ввода-вывода данных 10 с соответствующим разъемом персонального или переносного компьютера осуществляется с помощью кабеля типа USB (включен в комплект адаптера).
В режиме «Ручной» регистрация параметров панели 7 производят с помощью соответствующих цифровых щитовых приборов на лицевой панели стенда СП ПП. По выходу 1:69, 70. По выходу 2:71, 72. Питание цифровых приборов обеспечивает модуль 73.
Клеммы стенда 101, 102 и «выход 1», «выход 2» служат для подключения испытываемого образца панели питания ПП-720 с помощью соединительного кабеля.
При положении переключателя 68 в положение «Автомат.» органы управления стендом СП ПП отключают от штатной электрической схемы. Далее управление режимом проверки происходит через входные и выходные цепи коммутационных блоков 50, 51, 52. Автоматизированное считывание информации о состоянии контролируемых параметров для регистрации и сохранения в памяти компьютера 6 осуществляют через адаптер ввода-вывода данных 10. Сервисная программа, в соответствии с техническим заданием, выдает заключение о работоспособности панели питания ПП-720 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.
Стенд проверки панели питания, содержащий блок питания, соединенный с блоком коммутации, а также преобразователь аналогового сигнала, клеммы для подключения исследуемых объектов, блок измерительных приборов: напряжения и тока, отличающийся тем,что в блок коммутации дополнительно введены блоки коммутации малогабаритные, соединенные с блоком нагрузочных резисторов и аналого-цифрового преобразователя сигнала, имеющего плату датчиков тока и напряжения, а также адаптер ввода-вывода данных, в свою очередь соединенный с персональным компьютером.
