СПОСОБ ПРОВЕРКИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ И НАДЁЖНОСТЬ УСТАНОВКИ МАГНИТОПРОВОДЯЩИХ ШУНТОВ НАД ВОЗДУШНЫМИ ЗАЗОРАМИ В ТОРОИДАЛЬНЫХ МАГНИТОПРОВОДАХ Российский патент 2018 года по МПК G01N27/83 H01F3/12 

Изобретение относится к электротехнике, к разделу «Моточные изделия».

Практически подтверждено, что без принятия определенных конструктивных мер невозможно использование дросселей и трансформаторов с большими токами нагрузки при значительно более высокой номинальной частоте питающего напряжения, поскольку при их работе помехи от индуктивности рассеяния и емкостных токов утечки значительно сильнее проявляются при более высоких частотах питания.

Эффективный результат, возможно, почти с полным отсутствием помех от индуктивности рассеяния в обмотках сверху каркаса в подобного типа дросселях и трансформаторах с тороидальными магнитопроводами достигается применением конструкции каркаса с пилообразной обмоткой на нем, выполненной в соответствии с указаниями, изложенными в патенте: «Катушка индуктивности» RU 2006084 С1.

Проблема борьбы с магнитными потоками рассеяния над воздушными зазорами в тороидальных магнитопроводах решается в «Дросселе высокочастотном» путем установки над воздушными зазорами магнитопроводящих шунтов из материала, подтверждающего целесообразность его использования.

Выбор материала для шунтов и магнитопроводов - в соответствии с указаниями в «Дросселе высокочастотном».

Эффективность и надежность установки шунтов над воздушными зазорами в тороидальных магнитопроводах востребовала необходимость предварительной опытной проверки с контролем качества сочленения элементов конструкции, связанных с шунтированием, и непосредственно влияющего на сохранение магнитных свойств магнитопроводов при общей сборке.

Цель изобретения

Доказать, что при установке магнитопроводящих шунтов из материала с соответствующими характеристиками его применения над воздушными зазорами в тороидальных магнитопроводах можно добиться шунтирования магнитных потоков рассеяния над воздушными зазорами, без шунтирования магнитных потоков, проходящих через воздушные зазоры в самих магнотопроводах.

Сущность изобретения:

Заявленная цель достигается при визуальном контроле в рабочем режиме по фазометру, включенному в диагональную цепь мостовой схемы, в плечах которой установлены испытуемые образцы магнитопроводов, одинаковые по всем конструктивным параметрам, с одинаковым количеством витков в обмотке на каркасе, при проверке, подтверждающей сохранение нормального состояния - при отсутствии сдвига фазы по току после:

- помещения магнитопроводов в чашки;

- установки шунтов над воздушными зазорами в магнитопроводах.

При проверке наличия шунтирования только магнитных потоков рассеяния над воздушными зазорами в магнитопроводах - при максимальном сдвиге фазы по току после:

- установки шунтов с оптимально выбранной толщиной изоляции под ними.

На фиг. 1 изображена мостовая схема с испытуемыми образцами магнитопроводов в плечах для проверки эффективности и надежности применения шунтирования над воздушными зазорами в тороидальных магнитопроводах в рабочем режиме дросселя (трансформатора).

Мостовая схема - с питанием от источника тока «И» с малым внутренним сопротивлением, позволяющим при необходимой мощности источника питать от него большими токами нагрузку на частоте 100 кГц.

Испытуемые образцы магнитопроводов и приборы контроля в мостовой схеме связаны между собой экранированной проводкой через соединительные элементы «Крабы» (Кр). Амперметр «А» служит для контроля за величиной тока при питании мостовой схемы. Вольтметр «В» служит для контроля за величиной напряжения на обмотках испытуемых образцов, а также как вспомогательный прибор в дополнение к фазометру «Ф», включенному в диагональную цепь мостовой схемы, что позволяет определять нарушение равновесия в схеме в случае отклонения электрических параметров в каком-либо образце магнитопровода. Включение вольтметра «В» осуществляется через соединительный элемент с пометкой «В».

Приведение схемы в рабочий режим, соответствующий рабочему режиму дросселя (трансформатора), производится при подаче тока от источника «И» путем дискретного увеличения величины тока на одинаковую величину с контролем по вольтметру «В» величины напряжения на обмотке одного из испытуемых образцов вплоть до достижения уровня насыщения в магнитопроводах испытуемых образцов. Явление насыщения выявляется после очередного увеличения подаваемого от источника «И» тока, приводящего к незначительной прибавке напряжения на обмотке проверяемого образца. Величину напряжения на обмотке проверяемого образца следует снизить примерно на 10% путем соответственного уменьшения величины подаваемого от источника «И» тока. Данное значение напряжения следует считать напряжением рабочего режима дросселя (трансформатора) на каждом из испытуемых образцов мостовой схемы.

При проверке качества образцов с магнитопроводами, взятыми от изделия разработки, все образцы. заключаются в каркасы, представляющие собой конструктивно копии каркаса изделия разработки. На каркасе каждого испытуемого образца выполняется обмотка в 18-ть витков экранированным проводом, намотанным по правилам, изложенным в патенте «Катушка индуктивности». Для испытаний взята обмотка с максимальным количеством витков для пилообразной обмотки на каркасе с целью ограничения величины тока в мостовой схеме, в плечи которой помещаются испытуемые образцы.

Ограничение величины тока особенно актуально для образцов магнитопроводов с тремя и более воздушными зазорами.

Проверка качества образцов магнитопроводов проводится в рабочем режиме мостовой схемы в несколько этапов при визуальном контроле с помощью фазометра «Ф» и вольтметра «В», подключенного к обмотке одного из образцов мостовой схемы.

Первый этап: проверка состояния магнитопроводов после помещения их в чашки, без шунтов над магнитопроводами.

Второй этап: проверка состояния магнитопроводов при осуществлении легкого прижима шунтов, обеспечивающим их полный контакт по всей поверхности прилегания к магнитопроводам, с наличием достаточной изоляции под шунтами, препятствующей шунтированию.

Третий этап: проверка состояния магнитопроводов, с выполнением изложенного в описании второго этапа проверки, при осуществлении более сильного в допустимых пределах прижима шунтов, позволяющего надежно прижать шунты и при этом сохранить нормальное состояние магнитопроводов.

На указанных выше этапах проверки на фазометре должен фиксироваться нулевой сдвиг фазы тока в обоих плечах мостовой схемы. Если сдвиг по фазе не нулевой, то с помощью вольтметра «В» выявляется и бракуется образец с меньшим падением напряжения на нем.

Четвертый этап: в одном из образцов с постоянным выполнением указаний, изложенных при описании третьего этапа проверки, производится дополнительная поэтапная проверка - с постоянным уменьшением толщины изоляции под шунтами, указанной при описании второго этапа проверки, при разбалансе мостовой схемы и появлении сдвига фазы по току, с постоянным фиксированием величины сдвига фазы.

При достижении максимального сдвига фазы определяется выбор толщины изоляции под шунтами, позволяющий шунтировать только магнитные потоки рассеяния над воздушными зазорами в магнитопроводах (при любой другой толщине изоляции под шунтами сдвиг по фазе будет меньше).

Индуктивность в обмотке проверяемого образца максимальная, поскольку в этом случае всем магнитным потокам рассеяния над воздушными, зазорами в магнитопроводе противостоят аналогичные по величине встречные магнитные потоки, исходящие из магнитопровода в магнитопроводящие шунты над воздушными зазорами.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении возможности шунтирования магнитных потоков рассеяния над воздушными зазорами без шунтирования магнитных потоков, проходящих через воздушные зазоры. Изобретение определяет надежность использования магнитопроводящих шунтов над воздушными зазорами в тороидальных магнитопроводах, которая обеспечивается при визуальном контроле в рабочем режиме схемы по фазометру, включенному в диагональную цепь мостовой схемы, в плечах которой установлены испытуемые магнитопроводы, взятые от изделия разработки при помещении предварительно в схему магнитопроводов без шунтов. Изобретение также определяет эффективность магнитопроводящих шунтов при наличии шунтов во всех образцах в мостовой схеме. При максимальном разбалансе мостовой схемы в момент подбора и получения оптимальной толщины изоляции под шунтами у одного из образцов обнаруживается наличие максимальной индуктивности в обмотке испытуемого образца, что обеспечивается при шунтировании только магнитных потоков рассеяния над воздушными зазорами в магнитопроводе. 1 ил.

Способ проверки на эффективность и надежность установки магнитопроводящих шунтов над воздушными зазорами в тороидальных магнитопроводах при визуальном контроле по фазометру, включенному в диагональную цепь мостовой схемы, в плечах которой установлены образцы магнитопроводов после сборки, взятые с изделия разработки, проверяемые в рабочем режиме схемы, с наличием под шунтами всех образцов изоляции толщиной, препятствующей шунтированию, после проверки, подтверждающей сохранение нормального состояния магнитопроводов после сборки - с показанием фазометра с нулевым сдвигом фазы по току, проведением проверки с дискретным поэтапным уменьшением толщины изоляции под шунтами у одного из образцов, с постоянным фиксированием по фазометру сдвига фазы по току в плечах мостовой схемы при ее разбалансе, с нахождением величины толщины изоляции под шунтами, соответствующей моменту достижения максимального сдвига фазы, характеризующего наличие шунтирования только магнитных потоков рассеяния над воздушными зазорами без шунтирования основных магнитных потоков внутри магнитопровода.