УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ИНДУКТОРА Советский патент 1970 года по МПК G01R21/08 

Изобретение относится к области измерения активной мощности при индукционном нагреве на радиочастотах.

Известны устройства, предназначенные для измерения мощности на радиочастотах, основанные на использовании датчиков Холла и применяемые в диапазоне частот от десятков до сотен килогерц, к которым относятся и установки индукционного нагрева.

Эти устройства содержат магнитопровод с обмоткой, в зазоре которого располол ен датчик Холла, измерительный прибор постоянного тока, подключенный к потенциальным выводам датчика и различные элементы, обеспечивающие стабильность и надежность работы устройства.

При этом иостояяная .составляющая к.п.д. датчика, измеряемая вриборо,м, иропорциояальна активной мощности визмеряемой цепи.

Известные устройства позволяют измерять только активную мощность, подводимую к индуктору. Нопри индукционном нагреве наибольщий интерес представляет измерение активной мощности, передаваемой в нагреваемый объем, т. е. полезной мощности.

В большинстве случаев при этом к.я.д. индуктора не остается постоянным, .дричиной чего является иэмеиение параметров иагрузки (физических свойств нагреваемой детали, ее фор.мы, размеров или юоложеиия атносительно

индуктора) и зависящего от ни.х Вносимого аКтивного сопротивления. Собственное активное сопротивление индуктора не зависит от параметров нагрузки и для индуктора при

определенной частоте тока является постоянной величиной.

Косвенные способы измерения полезной мощности, связанные с калориметрированием потерь в индукторе или измерением тока в нем,

не обеспечивают достаточную точность и, главное, не пригодны для использования в системах автоматического регулирования.

С целью обеспечения возможности измерения полезной мощности индуктора при непостоянстве его к.п.д., устройство снабжено дополнительным датчиком Холла, расположенным в зазоре магнитопровода трансформатора тока, токовые выводы которого соединены через потеициометрический регулятор с вторичпой обмоткой трансформатора, причем два датчика своими потенциальными выводами и измерительный прибор соединены последовательно. На чертелуе показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, состоящего из трансформатора тока /, с ферритовым магнитопроводом с зазором, в котором размещены два датчика Холла 2 и 3. Первичная обмотка трансформатора / изготовлена из

многовитковая из медного провода. Токовые выводы датчика 2 шунтированы сопротивлением Rz, и один из них через сопротивление R, а Второй 1нап10(оред|ст:ве,нн10 пюдклюмены к клеммам а и в соответственно. Токовые выводы датчика 3 шунтированы сопротивлением R, и один из них через сопротивление Rz, а второй не1пюор(ед1Ст1ве1Н1Н(о соединены С inioireHmHioiMeiTром 7, который, в свою очередь, подключен к вторичной обмотке трансформатора /. Потенцнальнымн выводами датчики соединены последовательно друг с другом, а также с дросселем 4 и милливольтметром постоянного тока 5, шунтированным конденсатором 6. У кал дого датчика токовая и потенциальная цепи соединены друг с другом через переменные сопротивления и Re.

Для измерения полезной мошности индуктора 7 устройство подключается своими клемма1ми ая б 1По|сле до1ва;те,лын1о iHHmiyiKTiOipiyи гоитаюш,ему генератору 8, а 1клам1ма ми а н в - параллельно им.

У|от(ройОБВ-о рабо1та«т слеауюш,1И1М образом.

Ток i, протекающий в индукторе и во включенной последовательно с ним первичной обмотке трансформатора /, создает магнитное поле в магнитопроводе и в его зазоре. При выборе рабочей точки в линейной области кривой намагничивания индукция в зазоре оказывается Пропорциональной току индуктора:

E Ki 1.

Налряженн€ и генератора, тодввденное к индуктору, создает твдк щ цепи токовых выводов датчика 2, про)ПО рциональный этому напряжению: ii К2 и.

Э.ДлС. датчИка 2, пропорциопальная пролзведешио тока в нем i на индукцию В магнитного (ПОЛЯ (В зазоре, |ЦронИзы|вающего датчик, т е. произведению тока в индукторе на напряжение на «ем

1 KzhB КА-Ш.

Ток в цепи TOiK OBbix выводов датчика 3 .пропорционален току в |Инду«торе, причем коэффициент пропорциональности определяется пол1ожение: 1 даижка иотенциомецра RT.

Э.д.с. датчика 3 Пропорциональна произзедению /2 на В, т. е. жвадрату тока в индукторе:

Е2 К512В КвР.

ПрИчем Ке, очевидно, определится полож кием движка иотенщиометра Rr.

Результирующая э.д.с. двух датчикав равна разности EI т EZ:

Р А- ,„ tf i2 If (- )

t Д4Ш - Aei A4

Л4.

Благодаря (нклю чению фильтра, состоящего из дросселя 4 и -конденсатора 6, «адряженме, гвоИБОдимое 1к 1М1нлли1й01Лытметру, акавывается прапорциональным среднему значению э.д.с. Е, а при соответствующем подборе коэффицие|Нтов K. и Ki - тол важной (мощаости щндукто.ра Р, (которая, maiK Иэвестно, определяется

интегралам: Р - (ш-г/) di, здесь Т-

о

период 1коле5аний тока в индукторе, t -время, г - собственное активное сопротивление индуктора. Требуемое полол ение движка тютенцио1метра RT, при «оторОМ -г г, (определяется для

каждого (BHtnyiKTioipa Ойин раз (в :0(пыте ХОластого .Х|0да, когда, изменяя -положение движка, добиваются нулевого показания прибора.

П |р е д м е т .изобретения

Устройст1во для измерения .мощности индуктора, содержащее датчнк Холла, ра1аположенный в зазоре .магнитопровода трансформатора тока, И ИЗМ бр:ительный прибор, отличающееся тем, ЧТО, с (Целью обеспечения возможности измерения полезной ;мощно(ст1и (И НД1уктара при непост|0ящстве его К.п.д., оню снабжено даполнительным датчи|ком Холла, расположенным В зазоре ;магнитапровода тран|Сфор|Матора точса, TOiKOBbie выводы .которого |соединены через потенциО|Метр1Иче окий регулятор с вторнч.ной обМОткой франсформатора, причем оба датчика

своими .потенциальными выводами и аизмерительный шединены последовательно.