ДИАГНОСТИКА ПО ГРАФИКУ ТОКА

Метод диагностирования по графику тока заключается в просмотре графика протекающего в цепи электрического тока совместно с графиком напряжения.

Графики напряжения и протекающего по электрической цепи тока несут намного больше сведений об электрических свойствах цепи, по сравнению с только графиком напряжения.

Для того чтобы получить на экране осциллографа график тока, необходим преобразователь тока в напряжение. Для вывода графика тока на монитор осциллографа, необходимо подсоединить выходной сигнал преобразователя к входу осциллографа.

Существует два основных метода преобразования тока в напряжение – контактный и бесконтактный. В первом случае, преобразователем служит шунт – низкоомный резистор. Шунт включают в цепь последовательно протекающему току и измеряют падение напряжения на нём. (рис.1)

 08_07_1

Схема включения шунта в цепь электродвигателя последовательно протекающему току.

1.Источник питания.

2.Выключатель.

3.Электродвигатель постоянного тока, служащий нагрузкой в цепи.

4.Вывод подключения к входу осциллографа для отображения графика напряжения на электродвигателе.

5.Шунт.

6.Вывод подключения к входу осциллографа для отображения графика тока протекающего в цепи электродвигателя.

7.Вывод для подключения к клемме “Корпус” осциллографа.

 

Применение шунта для преобразования тока в напряжение имеет серьёзные недостатки. Во-первых, необходимо временно разорвать диагностируемую электрическую цепь для включения в неё шунта, что зачастую неудобно, не всегда возможно, а иногда просто неприемлемо из-за возможного повреждения конструктивных элементов схемы.

Кроме того, включение в электрическую цепь шунта неизбежно изменяет электрические свойства цепи, что автоматически вносит погрешность в измерения.

Другим способом преобразования тока в напряжение является применение преобразователя тока, измерительным элементом которого является элемент Холла или магниторезистивный датчик (эффект Гаусса).(рис.2)

Преобразователи данного типа работают с цепями как переменного тока, так и постоянного. Конструктивно сердечник преобразователя может быть выполнен разрезным, в форме “клещей”. Такие преобразователи ещё называют токовыми клещами. (рис.3)

08_07_3

Основным преимуществом применения токовых клещей является способ подключения преобразователя к электрической цепи. Для проведения измерений достаточно просто обхватить клещами преобразователя провод, график протекающего тока через который необходимо получить.

При подключении также нужно учитывать направление протекающего тока (ток течёт от вывода “+” источника питания по электрической цепи к выводу “-” источника питания) и полярность установки клещей.

Ещё одним преимуществом данного метода является отсутствие гальванического контакта преобразователя с обхваченным клещами проводником.

 08_07_2

Схема подключения преобразователя тока на элементе Холла к цепи питания электродвигателя.

1.Источник питания.

2.Выключатель.

3.Электродвигатель постоянного тока, служащий нагрузкой в цепи.

4.Вывод подключения к входу осциллографа для отображения графика напряжения на электродвигателе.

5.Преобразователь тока на элементе Холла с собственным источником питания (упрощённо).

6.Вывод подключения к входу осциллографа для отображения графика тока, протекающего в цепи электродвигателя.

7.Вывод для подключения к клемме “Корпус” осциллографа.

Отсутствие гальванического контакта позволяет обхватить клещами преобразователя любой проводник цепи и получить график протекающего через охваченный проводник тока без необходимости изменения точки подключения клеммы “Корпус” осциллографа к диагностируемой цепи.

По графику протекающего тока, во многих случаях можно точно выявить неисправную электрическую цепь или компонент и характер неисправности. Но для понимания протекания электрических процессов в реальных электрических цепях, нужно знать основы электрических цепей.

Существует три базовых типа электрических цепей: резистивная, резистивно-ёмкостная и резистивно-индуктивная электрические цепи.

 

Резистивная электрическая цепь

Резистивной электрической цепью называют такую цепь, нагрузкой в которой служит резистор. Рассмотрим графики напряжения на резисторе и тока в его цепи при кратковременном подключении источника питания к цепи. Ниже приведена схема тестируемой резистивной электрической цепи (рис.4).

Элементами тестируемой схемы являются резистор, источник питания и выключатель.

 08_07_4

Схема тестируемой резистивной электрической цепи, нагрузкой в которой служит резистор.

1.Источник питания.

2.Выключатель.

3.Резистор, служащий нагрузкой в цепи.

4.Вывод подключения к входу осциллографа для отображения графика напряжения на нагрузке.

5.Преобразователь тока в напряжение.

6.Вывод подключения к входу осциллографа для отображения графика тока, протекающего в цепи.

7.Вывод для подключения к клемме “Корпус” осциллографа.

Для отображения графиков на мониторе осциллографа, один вход осциллографа подключен к выводу 4 на тестируемой схеме, другой – к выводу 6. “Корпус” осциллографа соединён с выводом 7.

Сразу после подключения к источнику питания, значение напряжение на резисторе достигло напряжения источника питания, ток в цепи мгновенно возрос от нуля до стабильного значения. В результате проведённого эксперимента видно, что форма графика тока в резистивной цепи в точности повторяет форму графика напряжения на резисторе. Величина тока прямо пропорциональна напряжению на резисторе и обратно пропорциональна его сопротивлению, то есть – чем больше напряжение на резисторе, тем больше ток в цепи; чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток в цепи. (рис.5)

Сразу после подключения к источнику питания, исходное напряжение снизилось до нуля. Всё падение напряжения приходится на резистор.

Графики тока в тестируемой резистивной электрической цепи и напряжения на резисторе. Подключение и отключение источника питания. Измерительный маркер установлен в момент времени, когда источник питания подключен. 1 График белого цвета % график тока в цепи резистора. 1A: Значение тока в момент времени указанный маркером. В данном случае ток в цепи равен ~1,2A. 2 График оранжевого цвета % график напряжения на резисторе. 2A: Значение напряжения в момент времени указан% ный маркером. В данном случае напряжение на резисторе равно ~13,4V.
Графики тока в тестируемой резистивной
электрической цепи и напряжения на резисторе.
Подключение и отключение источника питания.
Измерительный маркер установлен в момент
времени, когда источник питания подключен.
1 График белого цвета – график тока в цепи резистора.
1A: Значение тока в момент времени указанный
маркером. В данном случае ток в цепи равен ~1,2A.
2 График оранжевого цвета – график напряжения на
резисторе.
2A: Значение напряжения в момент времени указан –
ный маркером. В данном случае напряжение на резисторе равно ~13,4V.
Графики тока в тестируемой резистивной электри ческой цепи и напряжения на лампе накаливания. Подключение и отключение источника питания. Измерительный маркер установлен в момент времени, когда источник питания подключен. 1 График белого цвета % график тока в цепи лампы накаливания. 1A: Значение тока в момент времени указанный маркером. В данном случае ток в цепи равен ~1,65A. 2 График оранжевого цвета % график напряжения на лампе накаливания. 2A: Значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае напряжение на лампе накаливания равно ~11,7V.
Графики тока в тестируемой резистивной электри
ческой цепи и напряжения на лампе накаливания.
Подключение и отключение источника питания.
Измерительный маркер установлен в момент
времени, когда источник питания подключен.
1 График белого цвета – график тока в цепи лампы
накаливания.
1A: Значение тока в момент времени указанный
маркером. В данном случае ток в цепи равен ~1,65A.
2 График оранжевого цвета – график напряжения
на лампе накаливания.
2A: Значение напряжения в момент времени указанный
маркером. В данном случае напряжение на лампе
накаливания равно ~11,7V.

Полная версия Смотри: Журнал «Автомастер» №8, 2007

http://a-master.com.ua/archives/1316

Related Post

Leave a Reply

Your email address will not be published.