Устройство для контроля магнитных свойств магнитопроводов Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для контроля магнитных свойств магнитопроводов (дросселей, трансформаторов, эле трических машин) из магнитно-мягких материалов. Известно устройство для контроля магнитных свойств магнитопроводов (магнитных сердечников), содержащее блок усреднения, усилитель, блок управления, компенсатор, магнитопровод датчика с индуктивными измерителями воздушного зазора и с измерительной и намагничивающей обмотками 1 . Недостатки данного устройства -т низкая точность контроля, сложность конструкции датчика и невозможность контроля малогабаритных магнитопроводов. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее магнитопровод с намагничивающей ,и измерительной обмотками, измеритель воздушного зазора, последовательно сое диНённые блок управления и блок компенсации с выходной емкостью, параллельно подключенной к измерительной обмотке 2.. Недостатки известного устройства низкая точность, сложность конструкции датчика и невозможность контроля малогабаритных магнитопроводов. Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля магнитных свойств магнитопроводов, содервкащее магнитопровод-датчик с намагничивающей и измерительными обмотками, последовательно включенные блок упр авления и компенсатор и измеритель воздушного зазора, снабжено блоком коммутации, измерителем магнитных параметров, подключенным к выходу блока коммутации, индикатором величины зазора, двумя усилителями-выпрямителями, блоком вычитания, к двум входам которого соответственно под3 . 9

ключены выходы первого и второго усилиТеля-выпрямителя, а выход подключен к входам блока управления и индикатору величины зазора,.при этом магнитопровод-датчик дополнительно снабжен компенсационной обмоткой, подключенной к компенсатору, а измеритель воздушного зазора в полнен в виде эталонного магнитопровода без воздушного зазора с измерительной и намагничивающей обмотками, в цепи намагничивающих обмоток эталонного магнитопровода и датчика-магнитопровода включены последовательно соединенные образцовый резистор и добавочный резистор, подключенные к источнику переменного напряжения, причем параллельно образцовым резисторам эталонного магнитопровода и датчика-магнитопровода включены соответственно первый и второй усилители-выпрямители, а измерительные обмотки датчикамагнитопровода и эталонного магнитопровода подключены к входам блока коммутации.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, характеризующие изменение амплитуды магнитного потока от тока, протекающего в намагни.чивающих цепях эталонного и й;следуемого магнитопроводов.

Устройство содержит магнитопроводдатчик 1, намагничивающую 2 и измерительную 3 обмотки магнито{зровода-датчика 1, испытываемый магнитопровод k, образцовый резистор 5, переменный добавочный резистор 6, образцовый резистор 7, .добавочный резистор 8, усилители-выпрямители 9 и 10, блок 11 вычитания, индикатор 12 величины за зора, блок 13 управления, компенсатор 1, компенсационная.обмотка 15, эталонный магнитопровод 16 без зазора, намагничивающая обмотка 17 и измерительная обмотка 18, нанесенные на эталонной магнитопровод 16, блок 19 коммутации, измеритель 20 магнитных параметров, источник 21 перемен.ного напряжения (тока).

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника 21 переменного напряжения в намагничивающие обмотки 2 и 17 эталонного магнитопровода 16 и магнитопровьдадатчика 1, в них протекает ток, а на образцовых резисторах 5 и 7 выделя15 4

ется напряжение, пропорциональное протекающему току. Это напряжение усиливается усилителями-выпрямителя мй 9 и 10 и поступает на вход блока 5 11 вычитания, с выхода которого напряжение подается на индикатор 12 величины зазора. В намагничивающей об. мотке 2 магнитопровода-датчика 1, переменный добавочный резистор 6 позo воляет плавно изменять величину тока. При этом с помощью блока ly коммутации в первый момент измерительные обмотки 3 и 18 включены встречно. Движок переменного добавочного резистора 6 рлавно перемещают от того значения, при котором падение напряжения на нем изменяется от максимальной величины к нулю, что способствует плавному увеличению тока в

0 ничивающей цепи и потока i в исследуемом магнитопроводе k,

На фиг. 2 показан график, характеризующий изменение амплитуды магнитного потока Я ( и. Я-2 ) О значения тока fYi протекающего в ничивающих цепях эталонного магнитопровода 16 и исследуемого магнитопровода с магнитопроводом магнитопровода-датчика 1.

0 Совпадение по значению .амплитуды магнитного потсзка Я, протекающего в исследуемом магнитопроводе 4 и в магнитопроводе магнитопровода-датчика 1, с рабочим значением амплитуды магнитного потока эталонном магнитопроводе 16 ( ) фиксируется измерителем 20 магнитных параметров, например, контролируют и измеряют магнитную индукцию вольтметром

0 средних значений с соответственно п1эоградуированной шкалой, так как измерительные обмотки 3 и 18 включены встречно, то на выходе измерителя 20 в этот момент сигнал отсутствует (прибор показывает нуль). Токи Jj и протекающие в намагничивающих обмотках 2 и 17, протекают через образцовые (одинаковые значения) резисторы 5 и 7, усиливаются идентичными уси0 лителями-выпрямителями 9 и. 10, с выходов которых напряжения и и U подаются на входы блока 11 вычитания. О значении воздушного зазора S судят по сигналу на выходе блока 11 вычитания 4U Uj-Uj , который пропорционален разности значений токов J, и СГ, т. е. k (Лг-, ) k А;, а также амплитудному значению рабочей величины магнитного потока срт рчй Таким образом, значение воздушного зазора определяется следующей зависимостью 2 $ kk, да k ли, . - где k, k-k - коэффициент пропорциональности, определяемый рабочей ве личиной.магнитиого потока сРг. paitf. Ь и размеренностью;ди; kj - коэффициент пропор циональности, определяемый л реобразователем токов 2 иП 15 в выходной сигнал. Сигнал, несущий информацию о знаг ченик воздушного зазора, фиксируется индикатором 12. Влияние воздушного зазора при измерениях магнитных параметров магнитопроводов (магнитная индукция , напряженность магнитного прля, проницаемость и т.д.) учитываться. Таким образом, на выход индикатора 12 поступает сигнал, оро- as

порциональныи значению воздушного зазора S , позволяющий также судитьо качестве обработки торцовой пdaepx ности магнитопровода . При контроле магнитных параметров включается блок 13 управления и сигнал, поступающий на его вход с выхода блока 11 вычитания, управляет компенсатором 1А, который подключен к компенсацирнной обмотке 45. На выходе компенсатора подключается соответствующая ёмкость конденсатора в зависимости от значения зазора между торцами магнитопровода-датчика 1 и испытуе- мым магнитопроводом k (не показан) или подаётся соответствующий допол нительный потенциал, С помощью ком пенсатора I компенсируется влияние воздушного зазора и сигнал, снимаемый с измерительной обмотки 3 через блрк 19 коммутации (при соответствуют Щем положении элементов управления), подается на вхйд измерителя 20 магнитных параметров. Причем сигнал содержит информацию только о магнитных свойствах исследуемого магнитопровЬДЗ . :. .

Кроме того, при отбраковке (сортировке) магнитопроводов в сборе, врзможно использование в качестве магнитопровода-датчика 1 и втррой половины магнитопровода, что позволяет судить о качестве обработки торцовых 20

и позволяет Контролировать параметры малогабаритных магнитопроводов.

формула изобретения

30

Устройство для.контроля.магнитных свойств магнитопроводов, содержащее магнитопровод-датчйк с намагничиваю щей и измерительными обмотками, последовательно включенные блок управления и компенсатор и измеритель воздушного зазора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения Точности контроля, оно снабжено блоком коммутации, измерителем магнитных параметров, подключенным к выходу бло ка коммутации, индикатором величины зазора, двумя усилителями-выпрямителями, блоком вычитания, к двум входам которого соответственно подк1Ж)чены выходы первого и второго усилителявыпрямителя, а выход подключен к входам блока управления и индикатору величины Зазора, при этом магнитопровод-

датчик дополнительно снабжен компенсационной обмоткой, подключенной к компенсатору, а измеритель воздушного зазора выполнен в виде эталонного магнитопровода без воздушного зазора с

измерительной и намагничивающей обмотками, в цепи намагничивающих обмоток эталонного магнитопровода и датчика-магнитопровода включены последоповерхностей собираемых магнитопроводов, о правильности их сборки (стыковки) и проводить их проверку по магнитным параметрам в сборе, что повысит качество контроля, снизит fрудоемкость и позволит при необходимости проводить перепроверку собранных изделий. Использование изобретения позволяет повысить томность контроля. Это обеспечивается тем, что в предлагаемое устройство введены эталонный магнитопроводбез воздушного зазора, компенсационная обмотка, два усилителявыпрямителя и блок вычитания, а полная компенсация влияния воздушного аЗора контролируется индикатором. Предлагаемое устройство позволяет также упростить конструкцию магнитопровода датчика, благодаря этому отпадает необходимость в конструктивном расположении в торцах магнитопро|вода индуктивных или емкостных элементов датчика, что позволяет уменьшить- габариты магнитопровода датчика 791 вательно соединенные образцовый резис тор и добавочный резистор, подключенные к источнику переменного напряжения, причем параллельно образцовым резисторам эталонного магнитопровода и датчика-магнитопровода включены соответственно первый и второй усилители-выпрямитеги, а измерительные обмотки.датчика-магнитопровода и эта8 . лонного магнитопровода подключены к входам, блока коммутации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 241521, кл, G 01 R 33/12, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 317009 кл.. G 01 R 33/12, 1970. m

Фиг.2