Kytkentävirran mittalaite

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee kytkentävirran mittalaitteen suunnittelun eri vaiheita, ja kytkentöjen toimintoja. Mittalaitteen toiminta perustuu EN50311- standardiin, jonka määräysten mukaan kytkennät on suunniteltu.Tämä mittalaite tehdään Teknoware Oy:n käyttöön, ja sillä tullaan mittaamaan rautatiesovelluksissa käytettävien vaihtosuuntaajien kytkentävirtoja.

Mittalaitteen kytkentä koostuu RC-piiristä, jolla saadaan ladattua mittalaitteeseen tuleva kondensaattori. Kondensaattorista mitataan myös jännitettä Lascarin valmistamalla DPM100S-jännitemittarimoduulilla. Jännitemittarille tarvitaan käyttöjännitteeksi +5V, joka on toteutettu sarjaregulaattorikytkennän avulla. Regulaattori koostuu npn-transistorista ja zenerdiodista. Kytkentävirta mitataan liipaisemalla tyristori johtavaksi, minkä jälkeen kytkentävirta mitataan vastuksen ja oskilloskoopin avulla.

Mittalaitteen piirilevyn suunnittelussa käytetään ohjelmana Pads:a, jolla suunnitellaan kytkennän piirikaavio ja piirilevyn johdotukset. Piirilevyn valmistuksessa käytetään Teknowarella olevaa jyrsintä.

Työn lopussa käydään läpi mitä ongelmia testauksien aikana ilmeni ja kuinka ne on saatu ratkaistua. Vaihtosuuntaajien kytkentävirtojen mittaukset helpottuivat ja nopeutuivat, koska mittalaitteen käyttäliittymä on nyt selkeämpi ja tätä kautta helpompi käyttää. Koska mittalaite on helppokäyttöisempi, niin tämän kautta saadaan suoritettua mittauksia aikasempaan versioon verrattuna enemmän.

This thesis deals with the design stages and switching procedure of an inrush current measuring device. The operation of the measuring device is based on EN50311 standards, and the switches were designed in accordance with those requlations. The measuring device was made for Teknoware Ltd and it will be used for measuring inrush currents of inverted rectifiers in railway applications.

The measuring device consists of an RC circuit, which is used to charge the capacitors in the switch. The voltage of the capacitor is also measured by a DPM100S voltmeter made by Lascar. The Voltmeter is operation voltage is +5V and it is made by serial regulation switching. Regulation switching consists of one npn-transistor and a zener diode. Inrush current is measured by triggering a thyristor conductive and the inrush current will be measured by resistance and an oscilloscope.

Pads software was used to make the circuit board of the measuring device. The circuit diagram and the circuit board wirings were also designed with Pads. Teknoware has a circuit board milling machine that was used to manufacture The circuit board.

The final part of the thesis describes what kind of problems occurred and how they were solved. The inrush currents of the inverted rectifier can now be accomplished more easily and quickly because the user interface of the measuring device is more logical and easier to use. Therefore more measurements can be performed when compared to the earlier version.