Устройство для измерения мощности индуктора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено Об.11.1969 (№ 1301819/18-10) Gaea Ссветскит

Соцналистичйсийв

Ресоубли»

Кл. 21е, 36/02 с присоединением заявки ¹â€”

Коттитет по лелем изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликовано 14.Х. 1970 Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 23.1Ъ .1971

МПК G 01r 21/08

УДК 621.317.78.023 (08$.8) Автор изобретения т

Ф

1т

В. П. Стрельников

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ИНДУКТОРА

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 lo обмоткой, в зазоре которого расположен датчик Холла, измерительный прибор постоянного тока, подключенный к потенциальным выводам датчика и различные элементы, обеспечивающие стабильность и надежность работы устрой- 15 ства.

ПрII этом постояíHàÿ составляющая к.п.д. датчика, измеряемая прибором, пропорцио.нальна активной мощности в измеряемой цепи.

Известные устройства позволяют измерять 20 только активную мощность, подводимую к индуктору. Но при индукционном нагреве наибольший интерес представляет измерение активной мощности, передаваемой в нагреваемый объем, т. е. полезной мощности. 25

В большинстве случаев при этом к.,п.д. индуктора не остается постоянным, .и!ричиной чего является изменение параметров нагрузки (фпзи еских свойств HBI pLBBc Ioé формы, размеров или положения относительно 30 индуктора) и завпсящего от них вносимого активного сопротивления. Собственное активное сопротивление индуктора не зависит от параметров нагрузки и для каждого индуктора при определенной частоте тока является постоянной величиной.

Косвенные способы измерения полезной мощности, связанные с калориметрпрованием 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 потенциометрический регулятор с вторичной обмоткой трансформатора, причем два датчика своими потенциальными выводами и измерительный прибор соединены последовательно.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, состоящего из трансформатора тока 1, с ферритовым магнитопроводом с зазором, в котором размещены два датчика Холла 2 и 8. Первичная обмотка трансформатора 1 изготовлена из медной водоохлаждаемой трубки, вторичная—

284162

3 многовитковая из медного провода. Токовые выводы датчика 2 шунтированы сопротивлением R2, и один из них через сопротивление Rt, а второй иепюдоредственню п!одключе ны к клеммам а и в соответственно. Токовые выводы 5 датчика 3 шунтированы сопротивлением R4, и один из них через сопротивление R6, а второй и е поюр c3lc TIBBHIHto соедийены с пюп е н)циюм етром Л, который, в свою очередь, подключен к вторичной обмотке трансформатора 1. Потен- 10 циальными выводами датчики соединены последовательно друг с другом, а также с дросселем 4 и милливольтметром постоянного тока б, шунтированным конденсатором б. У каждого датчика токовая и потенциальная цепи 15 соединены друг с другом через переменные сопротивления R5 и R6

Для измерения полезной мощности индуктора 7 устройство подключается своими клеммами а и б по!слецо вательню ина у кто р у,и п ита- 20 ющему его генератору 8, а клео4 ма ми а и в— параллельно им.

3IGTlpoAtcTB o,раоо тает следующ иос о.6 разом.

Ток i, протекающий в индукторе и во включенной последовательно с ним первичной об- 25 мотке трансформатора 1, 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: 30

В =Кс.i.

Напряжение сс генератора, подведеннюе к индуктору, создает ток в цепи токовых BbIBoдов датчика 2, пропорциональный этому напряжению: it — — К2 . и.

Э.Ддс. Датчика 2, пРопоРЦиональнаЯ пРо44зведению тока iB нем i1 на индукцию В маги ITного iIIîëÿ IB зазоре, прон42зы(вающего датчик, т е. произведению тока в:индукторе на иапря- 40 жение на нем

Et — — K5itB = К4.ui.

Ток в цепи токовых выводов датчика 8:пропорционален току iB ин|дукторе, причем коэффициент пропорциональности определяется 45 положением дви2кка потенциомепРа Яс.

3.д.с. датчика 3 пропорциональна произведению i2 на В, т. е. квадрату тока,в индукторе:

Е2 = 1 5с2В = д збс °

Причем Кб, очевидно, српределится голожением движка потенциометра R7.

Результирующая э.д.с. двух датчиков равна разности Et IH Е2: (ссс A,6I2)

Е = К4ссс — Кбс = К4

К4.

Благодаря вклю инию ф льтра, состоящего из дросселя 4.и,конденсатора б, напряжение, подводитмое к милливолыгметру, ока(зьгвается .пропорциональным среднему значению э.д.с. Е, а:при соответствующем подборе коэффицИЕантав К4 И 1(у !ПолсдЗНОИ IMOIIJBOCTH ИНДЪ Cтора Р, которая, чба к известно, определяется т

1 интегралом: p = — ((и — гггг di, здесь T— т о период колебаний тока!в индукторе, i — время, r — собственное активное сопротивление индуктор а.

Требуемое положение движка потенциометКб ра Яу, и1ри котю ром — = r. lotttpegеляется для

К4

КажДОГО гт2НДУКтОРа О ДИ Н Ра э В аДЫтЕ ХОлостого схода, когда, изменяя положение движка, добиваются, нулевого показания прибора.

П р е д м е т .и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения .мощности индуктора, содержащее датчик Холла, раюпоиложенный в,зазоре,магнитопровода трансформатора тока, и измерительный прибор, отлссдсаюсссееея тем, что, с целью обеспечения возможности измерения п олезной мощности инд1уктора при непостоя нстве его к.п.д., оно снабжено дополнительным датчиком Холла, ра сположенным в засзоре:.матнитапровода тра н сформатора токг1, таковые выводы,которого соединены через Iloтенциометр ич6окий регулятор с вторичной оомоткой трансформатора, причем оба датчика своими,пютенциальными выводами и;и змерительный пр .Ибор аоединеHы последовательио.

284162 Составитель Т. И. Веремейкина

; Редактор В. 3. Хейфиц Техред Т. П. Курнлко Корректор Т, А. Джаманкулоаа

Заказ 7948 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по сделаьм изобретений и открытий при Совете Мииистров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Оола1стная типография Костромского,управления но печати. / 8

7 с

Дб