Способ контроля качества импульсных трансформаторов Советский патент 1982 года по МПК H01F19/08 G01R33/12 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИМПУЛЬСНЫХ. Т РА НСФО РМАТОРОВ

Изобретение относится к электроте нике и может быть использова.но для неразрушающего контроля качества импульс ных трансформаторов на ленточных пермаллоевых сердечниках. Известен способ контроля качества импульсных трансформаторов путем подачи прямоугольных импульсов от импульсного генератора на первичную обмотку импульсного трансформатора и контроля по осциллографу формы тока намагничивания 1 . Недостатком такого способа контроля качества импульсных трансформаторов яв ляется невозможность получить информацию о качестве сердечника трансформатора и о соответствии его технических характеристик требованиям нориатнвно-тел нической документации. . . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля качества импузпсьсных трансформаторов (ИТ) путем контролирования тока намагничивания, заключающийся в том, что подают на первичную обмотку (имеющую наибольшее число витков) напряжение от генератора импульсов в режиме (амплитуда импульсов, длительность импульсов, частота повторения импульсов, внут реннее сопротивление генератора импульс сов), соответствующем техническим условиям (ТУ), измеряют осциллографом напряжение на резисторе, включенном последовательно с первичной обмоткой, вьтчиоляют по закону Ома амплитуду тока намагничивания и отбраковывают ИТ, амплитуда тока намагничивания которых не соответствует норме технических услоВИЙ 12 . Недостатками известного способа контроля качества импульсных трансформаторов являются малая эффективность выявления потенциально ненадежных импульс. ных трансформаторов, содержащих скрытые дефекты, обусловленная тем, что характер TE vieHeHTA тока намагничивания, на который влияют скрытые дефекты, не396возможно определить по амплитуде тока намагничивання, а следовательно, невозможно определить и наличие в ИТ данных дефектов, и малая эффективность контроля по прйчвне отсутствия технических критериев но выбору режима (частоты, длитель ности, амплитуды входных импульсов напряжения, яодавае /сых с генератора импульсов на парвичйую обмотку). Эти недостатки ТЕэвестного способа не позволяют выявлять наличие в ИТ сердеч йиков из пермаллоевых лент толигакн не. соответствующей требованиям {например, вместо сердечника из лешы толщиной 2О мк применен сердечшж из ленты тол щиной 10 мк); наличие в сердечнике ИТ сваренных витков, число которых превышает норму ( 3 шт.); несоответствие значения параметра ИТ - произведения (Uy) амплитуды напряжения на длительность входных импульсов, при котором наступает насыщение магннтопровода, на- . личие в сердечнике ИТ воздушных зазоров {типа рыхленвость), механических повреждений, нарушения изоляции ленты; наличие в обмотке ИТ одного коротко замкнутого витка. Целью изобретения яв тается повышение эффективности контроля путем выявления скрытых дефектов и прогнозирования ресурса работы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, основанному на подаче на первичную обмотку импульсного трансфо1:&1атора регулируемых прямоугольных импульсов от импульсного генератора и последующем контроле формы тока на- магшгчиваши, устанаолнвают амплитуду импульсов на 5 - 10%, ниже максимально допустимой) н устанавлИвают длительност жлдульса, соответств тошей началу режима насыжеиШз 1шавно повышают частоту -импульса к устанавливают ее критичное (f,p значение, при котором эффективное значение тока иамагшгчкванкя вдеет тибольиую велкчину, регулируют длительность тлиупъса и устанавливают ее номинальное зйаче5-ше, прк которой амплитуда тока на магш 5вания имеет наибольшее значение, а на яйршст-еристйке тока намагничивания ввден yiacTOK начала режтзма насыщения, Е контроггируют в установленном режиме линейность характеристик тока намагничв вания. На фяг. 1 щжведена схема проверки B3jOTyJDbCHb S трансформаторов; на фнг. 2 Н 3 &ременные диаграммы. Устройство, реализующее способ, с№ двряшт генератор 1 икшульсов. осаташо3граф 2, вольтметр 3 для измерения эффективного значения напряже1тя несинусоидальной формы, контролируемый импульсный трансформатор 4. развязывающую цепь, состоящую из ковденсатора 5, дио да 6, резисторов 7 и 8, позволяющ то ио ключить постоянную Составляющую генератора 1, и рюзистор 9, включенный по следовательно первичной обмотке. На фиг. 2 и 3 приведены временные диаграммы входных импульсов, а талоке амплитуды 3ц тока намагничивания, контролируемые по известному способу для разных трансформаторов одного и того же типономинала и характеристики о , Б , в 1 , Э данного тока тех же трансформато ров, контролтфуемые по предлагаемому способу. Способ реализуют следующим образом. Определяют режШ измерения (на 501ОО шт. выбранного типономинала траноформаторов), что чего переключатель Внутренняя нагрузка генератора. 1 ус« танавливают в положе:гие, при котором i выходное coпpoтивлe rae генератора 1 на- иболее близко соответствует входному со- противлению талп -льсного трансформатора (которое определяется известными спосо. бами, например замеряют сопрогивлекие первичной обмотки по cofnacHo инструкции ца прибор и пересчитывают f-ia рабочую частоту). Уста ивятшают ма , генераторе 1 путем поворота соответсэ.--. вующкх регуляторов генератора 1 част1 ту импульсов 30 .кГц, контролируемую по каналу Б осциллографа 2. Устанавливают путем поворота соответствующих регуляторов генератора 1 при отключенном трансформаторе 4 амплитуду T«sCiy.nbca напря-жения, контролируемую по каналу Б ооциллографа 2, на 5 - 10% меньше максимально допусттпу{ого налряжения, указанно го в ТУ на трансформатор. Подключают трансформатор 4 и устанавливают длительность импульсов путем поворота соответствующизс регуляторов i кератора 1 такой, чтобы характеристика тока намагничивашш, контролируемая по каналу А осцта1лографа 2, заканчивалась участком начала режима насыщения (прекращение роста тока). Реплируют часто,ту входных импульсов напряхсення путем поворота соответствующих регуляторов г-е--нератора 1 и устанавливают то ее критггч- ное значение (), при котором эффектив юе значение, замеряемое вольтметром 3, TfMeeT наибольшую величину, а характерно Т1жа тока намагнячивангяя, контролируемая по каналу А осциллографа 2, имеет наибольшую нелинейность. Регулируют длительность входных HN пульсов путем поворота соответствующих регуляторов генератора 1 и. устанавливают то ее номинальное значение Р котором амплитуда тока намагничивания, контролируемая по каналу А осциллографа 2, соответствующая моменту спада входного вмпульса, имеет наибольшее зщ чение, а на характеристике данного тока виден участок начала режима насьгщения. Контролируют в установленном режиме (, линейность характеристики тока намагймчиванкя импульсных трансформаторов (данного типономинала) и отбраковывают то из них, характеристика тока намагничивания которых нелинейная, или по эпюрам характеристик тока намагничивания и значениям эффективного напряжения (тока) даннь1Х трансформаторов, использующихся для определения режима, устана&ливают значение эффективнога напряжения, ,«;оответствующего линейной характеристике тока намагничивания, и контролируют импульсные трансформаторы на соответствие данной нормы эффективного напряжения. В результате анализа качества отбракованных трансформаторов установлено, что харек1ер сткка типа а (фиг. 2) соответствует да/ пульсному трансформатору, не содержашему скрытых дефектов и имеющему наибошдпую длительность функционирования характеристики типа 5 и 8 (фиг. 2) характеризуют наличие в сердечнике ИТ механических сил (деформаций), действующих на растяхсение внешних витков, а следовательно, наличие в нем воздушных зазоров, механических повреждений, инородных вклю чений, нарушение изоляции ленты, а также увегл-гченного числа сваренных витков, причем в трансформаторе с характеристикой типа данных дефектов больше, чем в трансформаторе с характеристикой типа Б . При этом характеристика типа д (фиг. 2 характеризует наличие в импульсном трансформаторе сэрдечников, изготовленных из материала, имеющего повышенное значение магнитной проницаемости. Наличие излома повышенной амплитуды на начальном учаогке характеристики типа ь характеризует наличие в данном трансформаторе одного короткозамкнутого витка обмотки. Если число замкнутых витков обмотки два и более, то амплитуда начальной части ха- рактеристики (до изгиба) значительно возрастает (типа е на фиг. 2), при этом характеристика тока намагничивания стремится к воспроизведению формы входных импульсов (прямоугольности). Длительность функшгонирования трансформатора г наименьшая по сравнению с ИТ,сз( ,б ,в , Этого же типономинала. Характеристики ai, б(, е/, г/, д/Фиг. 3 импульсных трансформаторов, сердечники которых содержат дефекты, аналогичные указанным трансформаторам. Чхарактерио;тшси которых приведены на фиг. 2), в которых механические силы (деформаций) действуют на сжатие внутренних витков сердечника, о чем свидетельствует наличие изгиба малой амплитуды в начале характеристики. Данный вид дефекта характеризует повышенную толщину ленты магнитопровода, обусловленную или несоответствием ленты требованиям НТД, или неправиль а 1М выбором толщины при проектировании сердечнжов малого диаметра (до 3 мм внещнего диаметра), или наличием механичеоJKHX повреждений во внутренних витках cei дечника. . Как показывают результаты опытных испытаний, предлагаемый способ контроля качества импульсных трансформаторов выявляет потенциально ненадежные ИТ, содержащие скрытые дефекты, повышает эффективность контроля на 2О,5% и обеспе- . чивает возможность прогнозирования длительности функционирования импульсных трансформаторов. Импульсные трансформаторы, имеющие линейную характеристику тока намагничт вания, характеризуются максимальным ресурсом работы, поскольку нелинейность характеристики соответствует увеличению площади дтшамической петли гистерезиса И увеличению тепловых потерь в сердечнике. Формула изобретения Способ контроля качества импульсных трансформаторов путем подачи прямоугольных импульсов с регулируемой амплитудой, частотой и длительностью от импульсного генератора на первичную обмотку импульсного трансформатора и контроля по осциллографу формы тока намагнт1чивания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффект1тности контроля путем выявления скрытых дефектов про гнознрования ресурса работы, устанавпивают амплитуду импульсов на 5-10% ниже максимально допустимой и устанан ивают длительность импульса, соответстующую началу режима насыщения, плавно повышают частоту импульса, фиксируя по оспиллографу максимальное значение тока намагничивания, затем регулируют длительность импульса, фиксируя амш1 туду тока намагничивания, и начало р&-. жима насыщения, и контролируют линед ность характеристик тока намагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.ГОСТ В-21018-75 п. 3.3.2.1.4 000,472,073 ТУ.