Устройство для контроля межвитковых замыканий в катушках

 

Сущность изобретения: устройство содержит измерительный преобразователь 1, обмотки 3, 4, 5 возбуждения, измерительную , компенсационную, задающий генератор 6, буферный усилитель 7, фазосдвигающий блок 8, избирательный усилитель 9, фазовый детектор 10, усилитель 11 постоянного тока, компаратор 12, источник 13 опорного напряжения и блок 14 индикации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 R 31/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ь |,-) ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4811078/21 (22) 05.04.90 (46) 07.06.92. Бюл. hh 21 (71) Казанский научно-исследовательский технологический институт вычислительной техники (72) В.И.Антонюк (53) 621.317.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 711498, кл. G 01 R 31/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1386943, кл. G 01 R 31/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕЖВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В КАТУШКАХ (57) Сущность изобретения: устройство содержит измерительный преобразователь 1, обмотки 3, 4, 5 возбуждения, измерительную, компенсационную, задающий генератор 6, буферный усилитель 7, фазосдвигающий блок 8, избирательный усилитель 9, фазовый детектор 10, усилитель 11 постоянного тока, компаратор 12, источник 13 опорного напряжения и блок 14 индикации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1739321

50 кое выполнение катушки 3 позволяет при отсутствии катушки 15 (а также при отсутствии в контролируемой катушке 15 короткозамкнутых витков) устанавливать равенство индуктивной связи катушек 4 и 5 с катушкой 3 возбуждения, и, как следствие, равенство

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, касается устройств для обнаружения межвитковых замыканий в катушках индуктивности, в частности в катушках с малой добротностью, и может быть использовано при проверке наличия короткозамкнутых витков в катушках линейных электродвигателей, в качестве динамиков громкоговорителей и т.п.

Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения короткозамкнутого витка в катушке за счет лучшей компенсации помех и фазовой регулировки.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— измерительный преобразователь и испытуемая катушка.

Устройство для контроля межвитковых замыканий в катушках содержит измерительный преобразователь 1, состоящий из магнитопровода 2, на котором в средней части расположена катушка 3 возбуждения, а по краям- измерительная 4 и компенсационная 5 катушки, задающий генератор 6 переменного тока, буферный усилитель 7, фазосдвигающий блок 8, избирательный усилитель 9, фазовый детектор 10, усилитель 11 постоянного тока, компаратор 12, источник 13 опорного напряжения, блок 14 индикации, контролируемая катушка 15, клемма 16 для подключения измерительного прибора, например милливольтметра.

Выводы катушки 3 возбуждения через буферный усилитель 7 подключены к выходу задающего генератора 6, представляющего собой генератор высокой частоты, выходная частота которого лежит в диапазоне 1 — 10 кГц.

Частота напряжения переменного тока, формируемого задающим генератором 6, выбирается из условия, чтобы магнитные потери в диэлектрике и проводниках контролируемых катушек не вызывали изменения магнитного поля на величину, соизмеримую с изменениями от короткозамкн:утого витка.

Катушка 3 возбуждения расположена на магнитопроводе 2 на одинаковом расстоянии от измерительной 4 и компенсационной 5 катушек, включенных встречно-последовательно и имеющих одинаковое число витков. Катушка 3 возбуждения выполнена с возможностью перемещения вдоль магнитопровода 2. Таабсолютных величин наведенных в них ЭДС электромагнитной индукции за счет исключения влияния разброса геометрических и магнитных параметров магнитопровода и проводников катушек на значение указанных ЭДС, Длина магнитопровода 2 выбирается такой, чтобы контролируемая катушка 15 не заходила в зону катушки 3 возбуждения.

Чтобы короткозамкнутый виток контролируемой катушки 15 находился только в зоне измерительной катушки 4, катушки 3 — 5 разнесены, Выводы измеоительной 4 и компенсационной 5 катушек подключены к входам избирательного усилителя 9, настроенного на выходную частоту задающего генератора 6.

Выход избирательного усилителя 9 подключен к первому входу фазового детектора 10, к второму входу которого подключен выход фазосдвигающего блока 8, вход которого соединен с выходом буферного усилителя 7.

Выход фазового детектора 10 соединен с входом усилителя 11 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы производят настройку (балансировку) устройства. На катушку 3 возбуждения и фазосдвигающий блок 8 через буферный усилитель 7 подается напряжение питания от задающего генератора 6 переменного тока, Под действием ЭДС электромагнитной индукции катушки 3 возбуждения в измерительной 4 и компенсационной 5 катушках наводятся противоположные по фазе ЭДС, Перемещая катушку 3 возбуждения вдоль магнитопровода 2, добиваются минимального значения напряжения U> на выходе усилителя 11 постоянного тока, что соответствует равенству абсолютных величин ЭДС, наведенных в катушках 4 и 5, Напряжение

U> является сигналом помехи, Катушку 3 возбуждения фиксируют в положении, при котором напряжение на выходе усилителя

11 минимально и равно U>. Затем на измерительную катушку 4 надевают короткозамкнутый виток (не показан) и установкой фазы фазосдвигающего блока 8 добиваются максимального значения напряжения на выходе фазового детектора 10, при этом на выходе усилителя 11 постоянного тока фиксируют максимальное значение напряжения, равное 02.

После этого проводят проверку катушек. При испытаниях контролируемую катушку 15 надевают на измерительную катушку 4. Если в контролируемой катушке

15 имеется короткозамкнутый виток (витки), то в последнем индуцируется электриче1739321 ский ток, который приводит к возникновению магнитного поля, которое вызывает уменьшение магнитного, поля, наведенного

ЭДС индукции катушки 3 возбуждения в измерительной катушке 4, Баланс ЭДС, на- 5 веденных в катушках 4 и 5, нарушается, в результате чего на входе избирательного усилителя 9 возникает напряжение. Усиленное напряжение с выхода избирательного усилителя 9 поступает на первый вход фазо- 10 ваго детектора 10, на второй вход которого подается опорное напряжение с выхода буферного усилителя 7 через фазосдвигающий блок 8. Сигнал постоянного тока с выхода фазового детектора 10 усиливается 15 усилителем. 11 постоянного тока и поступает на первый вход компаратора 12, на второй вход которого подается напряжение с выхода источника 13 опорного напряжения, превышающее по величине 20 напряжение собственных шумов усилительного тракта U>. Компаратор 12 срабатывает, При этом блок 14 индикации формирует звуковой или световой сигнал о наличии короткого замыкания в контро- 25 лируемой катушке 15.

Если в контролируемой катушке 15 короткозамкнутых витков нет, изменений магнитного поля измерительной катушки 4 не 30 происходит и, соответственно, на выходе блока 14 индикации выходной сигнал отсутствует.

Использование предлагаемого устрой- 35 ства позволит обнаруживать брак катушек линейных двигателей на ранних стадиях их изготовления и тем самым снизить трудоемкость изготовления двигателей и величину потерь от брака. 40

e цМиротедьиоиу юаилителю

Формула изобретения

1. Устройство для контроля межвитковых замыканий в катушках, содержащее задающий генератор переменного тока, выход которого соединен с входом буферного усилителя, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход-с входом блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения короткозамкнутого ви ка в катушке, в него дополнительно введены фазосдвигающий блок, избирательный усилитель, фазовый детектор и индуктивно связанный с контролируемой катушкой измерительный преобразователь, состоящий из магнитопровода, выполненного в виде стержня, на котором расположены в средней части катушка возбуждения, выводы которой соединены соответственно с первым и вторым выходами буферного усилителя, а по краям — измерительная и компенсационная катушки, соединенные встречно-последовательно, при этом катушка возбуждения выполнена с возможностью перемещения вдоль магнитопровода, а вторые выводы измерительной и компенсационной катушек соединены соответственно с первым и вторым входами избирательного усилителя, выход которого через фазовый детектор соединен с входом усилителя постоянного тока, второй вход фазового детектора через фазосдвигающий блок соединен с третьим выходом буферного усилителя.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что катушка возбуждения выполнена с возможностью размещения внутри контролируемой катушки.