Устройство для обнаружения межвитковых замыканий в электрических катушках Советский патент 1991 года по МПК G01R31/06 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в устройствах для обнаружения короткозамкнутых витков в катушках с малым сечением провода.

Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения короткозамкнутых витков в катушках с малым сечением провода за счет повышения чувствительности устройства.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства

Устройство содержит шихтованный из листов пермаллоя Ш-образный магнитопровод 1, замкнутый смещающимся в плоскости торцовых поверхностей стержней магнитопровода ярмом 2. На крайних стержнях магнитопровода расположены две идентичные эталонные катушки 3 и 4, соединенные последовательно и встречно и подключенные к источнику 5 синусоидального напряжения повышенной частоты (400-2000 Гц), т.е. катушки 3 и 4 соединены так, что при равенстве их магнитодвижущих сил (МДС) создаваемый ими магнитный поток в средний стержень не заходит, а замыкается по внешнему контуру через ярмо 2. Параллельно первой эталонной катушке 3 включены переменный резистор 6 и переменный конденсатор 7. На крайнем стержне, где расположена вторая эталонная катушка 4, размещена контролируемая катушка 8. На среднем стержне магнитопровода 1 размещена измерительная катушка 9, подключенная к измерительному прибору 10 (вольтметру).

Торцы всех стержней и примыкающая к ним сторона ярма 2 для уменьшения магнитного сопротивления стыков отшлифованы, а смещение самого ярма 2 осуществляется

микровинтом (указанный винт и элементы крепления ярма не показаны). В качестве резистора 6 и конденсатора 7 используются магазины сопротивлений и емкостей.

Устройство работает следующим образом.

На стержне рядом с эталонной катушкой 4 размещают контролируемую катушку 8 и надвигают смещающееся ярмо 2 так, чтобы оно равномерно перекрывало крайние стержни, после чего включают источник

5 синусоидального напряжения. Если в контролируемой катушке 8 короткозамкнутых витков нет, то отсутствие напряжения на катушке 9 добиваются выбором положения смещающегося ярма 2. В этом случае магнитные сопротивления левого и правого стыков Ш-образного магнитопровода с ярмом 2 одинаковы. Одинаковы также и МДС катушек 3 и 4, так как МДС контролируемой катушки 8 отсутствует. При этом магнитный

поток через средний стержень не проходит, о чем свидетельствует нулевое показание прибора 10.

Если катушка 8 содержит хотя бы один короткозамкнутый виток, то за счет его реакции эквивалентные сопротивления катушек 3 и 4 оказываются неодинаковыми, разные по величине и фазе падения напряжения на этих секциях. Разность U31 - U32 Ли обусловливает появление магнитного

потока в центральном стержне, что регистрирует прибор 10.

Уменьшая активное сопротивление и увеличивая емкость, добиваются, чтобы показание прибора 10 стало равным 0. Смещают ярмо 2. Минимизируют показания прибора 10 изменением величины сопротивления резистора 6. Затем добиваются уменьшения показания смещением ярма 2,. далее повторно регулируют резистор 6, потом опять уменьшают показания прибора 10 смещения ярма 2, затем осуществляют минимизацию показаний прибора 10 изменением величины емкости конденсатора 7 и т.д.

При нулевом показании прибора 10 измеряют величины сопротивления резистора 6 и емкости конденсатора 7 со шкал магазинов сопротивлений и емкостей, комплексное переменное сопротивление Zp. обусловленное резистором 6 и конденсатором 7, а затем находят число короткозамк- нутых витков по формуле

Re

wi

w

Zp-CiZi

где RB сопротивление короткозамкнутого витка;

Rp - измеренная величина резистора 6;

Л/э - число витков эталонной катушки:

Zp Rp - jXp - комплексное сопротивление, обусловленное резистором 6 и конденсатором 7;

Zi Ri + jXi - комплексное сопротивление эталонной катушки, обусловленное активной составляющей Ri и рассеянием Xi;

Сч (Zi+Zm)/Zm - поворотный множитель, по модулю близкий к единице, т.к. Zi « Zm;

Zm - комплексное сопротивление намагничивающего контура эталонной катушки.

Изобретение позволяет повысить достоверность обнаружения короткозамкну0 тых витков в катушке за счет повышения чувствительности устройства, в результате чего обнаруживается один короткозамкну- тый виток. Кроме того, устройство обеспечивает определение числа короткозамкнутых

5 витков, что позволяет анализировать качество технологического процесса намотки катушки, выявлять и устранять причины неисправности на стадии изготовления катушек.

0 Формула изобретения

Устройство для обнаружения межвитко- вых замыканий в электрических катушках, содержащее Ш-образный шихтованный магнитопровод, на среднем стержне кото5 рого размещена измерительная обмотка, соединенная с измерительным прибором, на каждом из крайних стержней магнито- провода размещены соответственно первая и вторая одинаковые эталонные катушки, соединенные между собой последовательно и встречно и подключенные к источнику синусоидального напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения короткозамкнутых

витков в катушках с малым сечением провода, ярмо, замыкающее стержни Ш-образного шихтованного магнитопровода, выполнено смещающимся в плоскости торцовых поверхностей стержней, первая эталонная катушка.

0 шунтирована переменным резистором и переменным конденсатором, а на стержне ука- занного магнитопровода, на котором находится вторая эталонная катушка, размещена контролируемая катушка.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для обнаружения короткозамкнутых витков в катушках с малым сечением провода. Целью изобретения является повышение достоверности обнаружения короткозамкнутых витков за счет повышения чувствительности устройства, а также расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения числа короткозамкнутых витков. Устройство, представляющее собой трансформаторный мост, содержит Ш-образный магнитопровод 1, замкнутый смешающимся в плоскости торцевых поверхностей стержней ярмом 2. На крайних стержнях расположены две идентичные эталонные катушки 3 и 4, соединенные последовательно и встречно и подключенные к источнику синусоидального напряжения повышенной частоты (400 - 2000 Гц). Параллельно первой катушке 3 включены переменный резистор 6 и переменный конденсатор 7. На крайнем стержне, где расположена вторая эталонная катушка 4, размещена контролируемая катушка 8. На среднем стержне магнитопровода 1 размещена измерительная катушка 9, подключенная к измерительному прибору 10. Если в катушке 8 отсутствуют короткозамкнутые витки, то отсутствие напряжения на катушке 9 добиваются только выбором положения ярма 2. При наличии в катушке 8 короткозамкнутых витков нулевого показания прибора 10 добиваются попеременной регулировкой резистора 6, емкости 7 и смещением ярма 2. При нулевом показании прибора 10 измеряют величины сопротивления резистора 6 и емкости конденсатора 7, а затем по расчетной формуле находят число короткозамкнутых витков W_К. При W_К*981 КОРОТКОзАМКНуТыЕ ВиТКи КАТушКи ОТСуТСТВуюТ. B ОСТАльНыХ СлучАяХ ОдНОзНАчНО ОпРЕдЕляЕТСя чиСлО КОРОТКОзАМКНуТыХ ВиТКОВ C ТОчНОСТью дО ОдНОгО ВиТКА. ИзОбРЕТЕНиЕ пОзВОляЕТ пОВыСиТь дОСТОВЕРНОСТь ОбНАРужЕНия КОРОТКОзАМКНуТыХ ВиТКОВ, A ТАКжЕ ОпРЕдЕлиТь чиСлО КОРОТКОзАМКНуТыХ ВиТКОВ, чТО пОзВОляЕТ ВыяВиТь и уСТРАНиТь дЕфЕКТы B КАТушКАХ HA СТАдии иХ изгОТОВлЕНия. 1 ил.