Способ испытаний индуктивных элементов,предназначенных для работы в цепях пилообразного тока Советский патент 1984 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к электрон ной технике и может быть использовано при испытании индуктивных элементов (ИЭ), работающих в цепях пилообразного тока, например трансфор маторов выходных строк ( ТВС I г огкло нянвдих систем(ОС) и др. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ испытаний на надежность, ресурсных испытаний и других ИЭ, заключающийся в воздействии на ИЭ т ком пилообразной формы, обеспечивающим заданный тепловой режим ИЭ. Во время Tpj( обратного хода пилообразного тока на ИЭ возникают импульсы напряжения (Ug,) , по форме представляющие собой полупериод синусоиды. Эти импульсы и частота их повторения оказывают основное влияние на работоспособность ИЭ, электр прочность и надежность изоляции {1J Недостаток известного способа заключается в длительности проведения испытаний. Цель изобретения - сокращение времени испытаний. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключаю щемуся в воздействии на индуктивный элемент переменным напряжением и контроле его целостности по изменению параметров воздействующего элек трического сигнала, выбирают импуль но-модулированное синусоидаильноё напряжение заданного уровня частотой f 1 / 2 Тол и длительностью модулиру ющих импульсов Т«4 г /где Tax- вр мя обратного хода пилообразного тока , Т 2-10 с-период модулирующих импульсо tf - температура перегрева индуктивно го элемента при испытании немодулированным синусоидальным напряжением; tj - требуемая температура перегрева индуктивного элемента при испытании пилообразным током. На фиг.1 показана временная диаграмма напряжения на ИЭ при испытаНИИ предлагаемым способом; на фиг.2 временная диаграмма импульсно-модулированного напряжения; на фиг.З временная диаграмма процесса охлажде ния ИЭ, на фиг.4 - график зависимое ти температуры перегрева от длительности модулирующих импульсов, на фиг.З - схема ус ройства реализации способа. Согласно предложенному способу (фиг.1) на ИЭ воздействуют синусоидальным напряжением с полупериодом колебаний, равным времени лг,-,,, , т.е с частотой ft 1/2 TOX , а амплитуду устанавливают равной амплитуде напряжения-импульса искСокращение сроков испытаний дости гается увеличением количества импуль сов напряжения ( полупериоды синусоидального напряжения), воздействующих на ИЭ за интервал времени. Увеличение частоты следования импульсов приводит к повышению температуры перегрева ИЭ. Величина перегрева ИЭ за интервал пропорциональна мощности потерь на активном сопротивлении элемента, а также мощности диэлектрических и магнитных потерь, которые в ряде случаев могут составить значительную (до 50% и более часть всех потерь. Чтобы исключить повышенный перегрев ИЭ, синусоидальное напряжение модулируют прямоугольными импульсами (фиг.2). Это позволяет добиться положения, когда подводимая к ИЭ энергия равна отводимой энергии при заданном перегреве ИЭ. Модуляция синусоидального напряжения вызывает неизбежные колебания температуры перегрева испытуемых изделий. Стандарты допускают неравномерность температурного режима , что соответствует 1(10-20)-ным колебаниям температуры перегрева изделий . Чтобы колебания температуры не оказывали существенного влияния на процесс испытаний, необходимо, чтобы за время , (фиг. 2 ) изделия охлаждались незначительно, т.е. не более 1% от максимальной температуры перегрева. Так как процесс охлаждения тела описывается уравнением 1, - где в - температура перегрева тела в момент времени t , 9п,ц,(-температура перегрева при t 0, с - константа, зависящая от физических свойств и размеров тела, то для требуемого колебания температуры ctp 10. Пользуясь данными, представленными на фиг.З, можно определить константу с 1/ у ст-Тогда 1(,хл 10 tv cT-Условие малости колебания температуры не нарушится, если Т , т.е. Ti .KaK следует из кривых, представленных на фиг.3,t T 17-20 мин. Поэтому периодТ модуляции будет иметь величину, не превышающую 40 с. На практике периодом модуляции следует задаваться из технических соображений в пределах 2 - 10 с. Экспериментально установлено, что зависимость температуры перегрева от длительности т модулирующих импульсов при постоянном периоде Т модуляции имеет линейный характер. Это обстоятельство позволяет выразить через температуры перегрева как Tj rTtj/t / где -ё - значение температуры перегрева при испытании ИЭ по предлагаемому способу без модуляции синусоидального напряжения, ij температура перегрева при проведении испытаний.

В некоторых случаях, учитывая линейный характер зависимости температуры перегрева от длительности модулирующих импульсов, требуемую длительность модулирующих импульсов для конкретного типа ИЭ удобнее определить графически (фиг.4. Выбирают период Т модуляции и экспериментально проводят измерение температуры перегрева испытуемого ИЭ при любой длительности модулирующего импульса, например при Тц Т/2. На системе кйординат заносят точку А соответ-. ствующую измеренной температуре f и длительности модулирующего импульса Т12. Через нулевую точку системы координат и точку А чертят прямую. Таким образом получают график зависимости температуры перегрева от длительности модулирующих импульсов для конкретного ИЭ.

Например, при испытании разных типов отклоняющих систем- предлагаемым способом, чтобы получит перегрев, равный перегреву при известном способе, устанавливают длительность модулирующих импульсов 3 с при периоде модуляции с (количество импульсов напряжения, воздействующих на отклоняющую систему при этом в 4 раза больше, чем при известном способе) .

При испытании разных типов трансформаторов выходных строк длительность модулирующих импульсов Tj,l,52,5 с при периоде Т равна 4 с (количество импульсов больше в 2-3,5 раза).

Устройство для осуществления способа (фиг. 5) состоит из генератора 1 с регулируемой амплитудой колебаний, импульсного генератора 2 с регулируемой скважностью импульсов, блока 3 конденсаторов и испытуемых элементов 4,1-4.и . Испытуемые элементы 4.1-4,г включают в нагрузку генератора 1, образуя совместно с блоком 3 конденсаторов резонансный контур, который настраивают на частоту генератора конденсаторами блока 3. Таким образом, при помощи генератора сравнительно малой мощности возможно одновременно испытывать большое количество однотипных ИЭ,

Сокращение сроков испытаний в 2-3 раза дает возможность оперативнее оценить эффективность применение .в производстве ИЭ новых технологических процессов и материалов, а при разработке новых типов ИЭ принимать лучшие конструктивные решения. Замена нескольких генераторов пилообразного тока, применяемых при из5вестном способе испытаний, одним, работающим на резонансный контур, снижает энергоемкость испытательного оборудования. Экономия электроэнергии получается и за счет уменьшения

0 сроков испытаний. Расширение технологических возможностей ycтpoйcтв k при реализации предлагаемого способа испытания достигается тем, что одно испытательное оборудование может быть 5 настроено для испытаний саМых различных типономиналов ИЭ.

ТВС-ЭОЛЦб

СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ИНДУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ РАБОТЫ В ЦЕПЯХ ПИЛООБРАЗНОГО ТОКА, заключакадийся в воздействии на индуктивный элемент переменным напряжением и контроле его целостности по изменению параметров воздействующего электрического сигнала, о т л и ч а. ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения времени испытаний, выбирают импульсно-модулированное синусоидальное напряжение заданного уровня частотой f i/lt и длительностью модулирующих импульсов ty T-tj/t , где . lax - время обратного хода пилообразного тока, Т 2 - 10 с - период модулирующих импульсов, t - температура перегрева индуктивного элемента .при испытании немодулированным синусоидальным напряжением,- tj - требуемая температура перегрева индуктивного элемента при испытании пилообразным током. 4;: 4; 05

iO tycmX ifS so 60

oc-mjii

VI iycm 30 tiO 50 60 70 80 90 t.MUH

70

80 t.MUH

Фиг.З

/Дг. //2Г з/цт ,т

ФигМ

fpuz.5