Устройство для измерения мощности магнитных потерь Советский патент 1990 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности магнитных потерь в магнитопроводах индуктивных элементов.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений.

За счет того, что в устройстве исключается погрешность, обусловленная наличием активного сопротивления намагничивающей катушки и соединительных проводов, а также для получения информации о мощности магнитных потерь в исследуемом образце не требуется проводить никаких расчетов.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения мощности магнитных потерь содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, первый сумматор 2, намагничивающую катушку 3, катушку 4 обратной связи, резистор 5, дифференциатор 6, выпрямитель 7, управляемый усилитель 8, интегратор 9, второй сумматор 10, измерительную катушку 11, перемножитель 12 и регистрирующий блок 13, при этом одноименные выводы намагничивающей катушки 3 и катушки 4 обратной связи соединены между собой и подключены к выходу первого сумматора 2, второй вывод катушки 4 обратной связи присоединен ко второму входу первого сумматора 2, ,а второй вывод намагничивающей катушСЛ J

сд

NMk

Јь

4

5 ....

31575144

ки 3 подключен к первому входу второго сумматора 10, входу дифференциатора 6 и первому выводу резистора 5, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, выход дифференциатора 6 через выпрямитель 7 подключен к управляющему входу управляемого усилителя 8, выход которого подключен ко второму входу второго сум- tO матора 10, первый вывод измерительной катушки 11 соединен с общей шиной устройства, а второй вывод - со вторым входом перемножителя 12, выход генератора 1.прямоугольных импульсов 5 соединен с первым входом первого сумматора 2 и входом интегратора 9, выход которого подключен ко входу управ- ляемого усилителя 8, выход второго сумматора 10 соединен с первым входом 20

перемножителя 12, выход которого соединен с регистрирующим блоком 13.

Устройство для измерения мощности магнитных потерь работает следующим

образом.25

Напряжение e(t), имеющее прямоугольную форму, которое в течение полупериода можно рассматривать как постоянное, от генератора 1 поступает на первый вход первого сумматора 2, JQ имеющего единичный коэффициент передачи по напряжению, и передается на намагничивающую катушку 3. Выходной ток 14 протекая по катушке 3, возбуждает ЭДС взаимной индукции в катушке 4 обратной связи.

Катушки 3 и 4 имеют равные числа витков и наматываются бифилярно. Вследствие этого коэффициент связи между ними практически равен единице, Q а ЭДС самоиндукции и взаимной индукции, наводимые в них,равны.

Катушка 4 обратной связи подключена к второму входу первого сумматора 2, имеющего высокое входное сопротив- .. ление, поэтому входной ток :Ц пренебрежимо мал.

При указанных допущениях, легко выполняемых на практике с высокой точностью, и предложенном соединении катушек 3 и 4 (последовательное и встречное), напряжение на втором входе первого сумматора 2 U6x будет равно сумме падений напряжения на рас- пределенном активном сопротивлении Ј01 намагничивающей катушки 3 и сопротив- 55 лении резистора 5.

Действительно

35

50

гд

П

с н ся з р н л R г е и я

н е

... d Ч

зг MrA+ Mi,

5 ....

O 5 0

где tfa , - потокосцепления катушек

3 и 4 ( V3 V4); .

ru ГП распределенные активные сопротивления катушек 3 и 4;

R - сопротивление резистора 5;

ii, i - токи намагничивающей катушки 3 и катушки 4 обратной связи соответственно. Поскольку

. . . dtЗГ - ° 0, то

USxt re,+ напряжение с выхода перв ого сумматора 2 поступает в контур намагничивающей катушки 3, чем достигается эффект присутствия в этом контуре зависимого напряжения, величина которого равна сумме падений напряжения на распределенном активном сопротивлении г0| катушки 3 и сопротивлении RJ- резистора 5. Направление зависимого напряжения совпадает с направлением тока 115 поэтому происходит взаимная компенсация зависимого напряжения и падения напряжения на сопротивлениях г01и RJ.

U

BU

e(t)+ (r 01+R5)i ,.

Это напряжение прикладывается к намагничивающей катушке 3 и уравновешивается напряжением, возникающим на ее выводах.

e(t) + (rp1-f-Rf)i1(r-0l+Rpi, + .

d Va Отсюда получаем e(t) .

dt

Таким образом, ЭДС, наводимая в намагничивающей катушке 3, не зависит от распределенного активного сопротивления См , что позволяет поддерживать заданный закон ее изменения.

Ток потерь в магнитопроводе исследуемого образца определяется выражением

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности магнитных потерь в магнитопроводах индуктивных элементов. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений - достигается тем, что в заявленном устройстве исключается погрешность, обусловленная наличием активного сопротивления намагничивающей катушки и соединительных проводов, а также для получения информации о мощности магнитных потерь не требуется проводить никаких расчетов. Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, первый 2 и второй 10 сумматоры, намагничивающую катушку 3, катушку 4 обратной связи, резистор 5, дифференциатор 6, выпрямитель 7, управляемый усилитель 8, интегратор 9, измерительную катушку 11, перемножитель 12 и регистрирующий блок 13. На выходе устройства формируется сигнал, пропорциональный непосредственно мощности магнитных потерь в исследуемом образце. 1 ил.

1 л - т : jj

515/5К

где 1 - намагничивающий ток катушки 3; . - -рок потерь в магнитопроводе

исследуемого образца; i, - суммарный ток катушки 3. В пределах каждого полупериода прямоугольного напряжения, когда его можно рассматривать как постоянное, намагничивающий ток изменяется по ли- Q нейному закону

U

--- t,

где U - напряжение, прикладываемое к индуктивности намагничивающей катушки 3, равное напряжению e(t) генератора 1 прямоугольных импульсов; L - индуктивность намагничивающей

катушки 3; t - время,

Напряжение, возникающее на выводах резистора 5, поступает на первый вход второго сумматора 10 и на дифференциатор 6. После дифференцирования напряжение поступает на выпрямитель 7. Интегратор 9 формирует эталонный сигнал. Эталонный сигнал поступает на усилитель 8, который в соответствии со значением напряжения, поступающего с выпрямителя 7, изменяет коэффициент усиления и тем самым регулирует скорость нарастания сигнала. С выхода усилителя 8 эталонный сигнал поступает на второй вход сумматора 10, на выходе которого получаем разностное напряжение, пропорциональное току потерь

Это напряжение поступает на первый вход перемножителя 12, на второй вход которого подается напряжение e(t) с измерительной катушки 11. На выходе перемножителя 12 формируется напряже- ние, пропорциональное мощности магнит- ных потерь в магнитопроводе, которое регистрируется блоком 13.

Q

5

0

5 0

0 5

46

Процесс измерения мощности магнитных потерь автоматизирован, что позволяет, сократить затраты времени при измерениях, а также повысить их точность,

о р м. у л а изобретения Устройство для измерения мощности магнитных потерь, содержащее источник переменного напряжения, намагничивающую и измерительную катушки, резистор, первый вывод которого соединен с первым выводом намагничивающей катушки, выпрямитель и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений,оно снабжено катушкой обратной связи, двумя сумматорами, дифференциатором, интегратором, управляемым усилителем и перемножителем, источник переменного напряжения выполнен в виде генератог- ра прямоугольных импульсов, при этом выход генератора прямоугольных импульсов подключен к первому входу первого сумматора и через интегратор - к входу управляемого усилителя, выход первого сумматора подключен через катушку обратной связи к второму входу первого сумматора, выход которого через намагничивающую катушку, включеннуэ последовательно-встречно с катушкой обратной связи, соединен с первым входом второго сумматора и входом дифференциатора, второй вывод резистора подключен к общей шине устройства, выход дифференциатора через выпрямитель соединен с управляющим входом управляемого усилителя, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого через измерительную катушку соединен с общей шиной устройства, выход1 перемножителя подключен к входу регистрирующего блока.