Способ бесконтактного испытания катушек Советский патент 1991 года по МПК G01R31/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам испытания катушек магнитных пускателей, контакторов, трансформаторов и других электрических аппаратов.

Цель изобретения - расширение области применения за счет контроля катушек без их электрического присоединения к устройству контроля.

На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - амплитуд- но-частотные характеристики эталонной катушки и катушек с большим и меньшим количеством витков; на фиг. 3 - представлена схема замещения эталонной катушки.

Каждый виток катушки представлен в виде элементарного колебательного контура с последовательным соединением элементов: источника питания (ЭДС на концах витка), индуктивности (виток соседнего слоя, расположенный концентрически), межвитковых емкостей (воздушные промежутки между витками).

i w

Суммарная индуктивность Ј U и сумi i

I W

марная межвитковая емкость Ci элеi i

ментарных контуров и определяют ту единственную частоту, на которой в разомкнутой катушке возникают резонансные колебания

ч|

Шо

1

i w

2u

i 1

, W

2с,

i 1

(1)

О

ю со

Подвод энергии к каждому витку осуществляется индуктивным путем. При этом на зажимах эталонной в результате резонанса появляется напряжение

U2 KTpxQxUi.(2)

где КТр Ту- - коэффициент трансформации;

Q - добротность открытого колебательного контура (Q 1);

Ui - напряжение возбуждающей катушки.

Поскольку в возбуждающей катушке реактивное сопротивление X Ха - Хс О, ток И чисто активный,

U2 UTpxQxiixRi,

Кр Ктр х Q x RI постоянная величина м

U2 Кр к И(3)

Амплитуду резонансных колебаний в открытом колебательном контуре определяют по величине тока в возбуждающей катушке. При значительном количестве слоев катушки напряжения, возникающие на ее зажимах, могут быть разрушительными для изоляции провода.

Так, при Ктр 4, Ui 10В и Q 40 напряжение на резонансной частоте 0)0 будет равно: U2 16008; на любой другой частоте Ua 40 В.

Высокое напряжение в способе использовано для испытания катушек на электрическую прочность межвитковой изоляции. Если потребляемый ток при резонансе в проверяемой катушке равен потребляв- мому току при резонансе эталонной катушки, на одной частоте подтверждается полное соответствие их параметров, связанных с индуктивностью и межвитковой емкостью.

Отклонение от конструкторских и технологических требований при намотке скажется на изменении резонансной частоты катушки.

На фиг. 2 показаны амплитудно-частот- ные характеристики-эталонной катушки (кривая I) и катушек с большим (кривая II) и с меньшим (кривая III) количеством витков. Максимальный размах резонансных колебаний у второй и третьей катушек будет на других частотах Шо2 и УОЗ. а частоте испытаний tool их резонанс ограничен наличием реактивного сопротивления, вследствие чего первичные токи I и 1з для этих катушек окажутся ниже принятого условно порога разбраковки.

Устройство содержит генератор 1, подключенный через амперметр 2 с пороговым устройством к обмотке 3 возбуждения, намотанной на стержневой магнитопро- вод 4. .Магнитопровод с обмоткой возбуждения вводят в окно проверяемой катушки 5.

Устройство работает следующим образом.

Магнитопровод с. обмоткой возбуждения вводят в окно эталонной кзтушкм проверяемого типоразмера. На генераторе устанавливают расчетную частоту Од)1 и напряжение Ui для получения необходимой величины U2. При проверке устройства напряжение IJ2 может быть измерено контактным способом. Затем подстройкой частоты добиваются максимального значения тока I, в первичной обмотке по амперметру. Записывают его показания. Для установки порога разбраковки изготавливают еще две катушки по верхнему и нижнему допуску витков, Затем на частоте ЗД1 снимают показания амперметра.

Величины токов разбраковки для проверяемого типоисполнения катушек вводят в установку порогового устройства.

Эталонные катушки больше не используются, но могут быть сохранены для поверки устройства, После того, как устройство готово к работе, оператор поочередно надевает на Магнитопровод 4 и снимает с него катушки, подлежащие испытаниям, без подключения катушек к испытательной схеме, следя за показаниями амперметра или порогового устройства. Если катушка в зоне годности, должен включиться сигнализатор порогового устройства, например сче- тодиод.

Процесс испытаний длится менее 1 с. Проверяемая катушка может быть забракована по нескольким несоответствиям эталонной катушке.

Высоковольтный пробой.

Происходит закорачивание витков (фиг. 3, линия ав), часть витков замыкается в отдельный контур (а, Ь, с, d), замкнутый накоротко. Это приводит к резкому изменению иидуктивностей и емкостей. Резонансные колебания затухают. Ток уменьшается до минимального значения (фиг. 2, ток ц),

2.Короткое замыкание между витками. Реакция устройства как при высоковольтном пробое.

3.Превышение допуска по виткам (фиг. 2, кривые II и III).

4.Изменение сопротивления. Поскольку обмен энергией происходит внутри катушки, изобретение дает возможность контролировать сопротивление катушки,

5.Нарушение технологии изготовления катушки.

Способ косвенно контролирует все параметры катушки, связанные с ее индуктивностью и межвитковой емкостью: число витков; короткозамкнутые витки; электрическая прочность изоляции; сопротивление провода постоянному току; тип намотки (рядовая, внавал и др.); диаметр и толщина изоляции провода; количество и толщина изоляционных прокладок между слоями; натяжение провода; материал компаунда при пропитке и заливке; степень

сушки в печи; плотность опрессовки пластмассой; геометрические размеры каркаса катушки и другие возможные требования.

Для переналадки устройства на испыта- ние катушек другого типоисполнения устанавливают другую частоту и напряжение возбуждения.

Таким образом способ испытаний кату- шек позволяет осуществлять качественную экспрессоценку катушки на соответствие эталонному образцу, проконтролировав одновременно все параметры, связанные с индуктивностью и межвитковой ем- костью катушек, а также подвергнув высоковольтным испытаниям изоляцию ка- гушек.

Формула изобретения Способ бесконтактного испытания катушек, согласно которому возбуждают резонансные колебания и измеряют потребляемый при этом ток эталонной катушки, подставляют вместо нее контролируемую катушку, а о наличии в ней дефектов судят по уменьшению ее резонансного тока относительно эталонного, отличающий- с я тем, что. с целью расширения области применения, резонансные колебания в эталонной иконтролируемой катушках возбуждают при сцеплении их синусоидально изменяющимся магнитным потоком, а частоту этих колебаний выбирают с учетом получения резонанса между собственной индуктивностью и собственной межвитковой емкостью эталонной катушки.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение области применения - достигается путем возбуждения в контролируемой катушке резонансных колебаний между собственной индуктивностью и собственной межвитко- вой емкостью без электрического контакта с ее выводами. О наличии дефектов в контролируемой катушке судят по уменьшению ее резонансного тока относительно эталонного. Согласно способу возбуждают также резонансные колебания в эталонной катушке и измеряют ее резонансный ток. 3 ил.

Щиг.1

&02 &01 &03

Фиг. 2

I Ж

/

/7орог раз а/ф6 } Годен

W3ЈW,

у брак

фиг.З