Трансформаторный датчик для измерения числа витков катушек

 

<11 473966

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.07.71 (21) 1680150/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 14,06.75. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15.09.75 (51) М. Кл, G Olr 29/20

Государственный комитет

Совета 1йиннстров СССР по лелам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.39:

: 621.318.4 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. А. Солнцев

Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЧИСЛА ВИТКОВ КАТУШЕК

Изобретение относится к устройствам для контроля числа витков намоточных изделий: катушек трансформаторов, реле, контакторов.

Большинство этих устройств основано на компенсационном способе измерения и основной их частью является трансформаторный датчик.

Известны трансформаторные датчики для измерения числа витков катушек, содержащие прямолинейный ферромагнитный разомкнутый сердечник с равномерно распределенной по его длине обмоткой возбуждения и расположенной в средней части сердечника катушкой эталонных витков. Однако такие датчики имеют относительно небольшую длину рабочего участка и значительные погрешности от изменения диаметра витков контролируемых катушек.

Для уменьшения основной погрешности измерения в предлагаемом датчике секции катушки эталонных витков выполнены с одинаковым средним диаметром, равным среднему диаметру диапазона поперечных размеров контролируемых катушек, и размещены концентрично оси сердечника вплотную одна за другой в порядке возрастания числа витков секций так, что ближайшей к контролируемой катушке расположена секция с максимальным числом витков.

Датчик может быть снабжен цилиндрической компенсационной катушкой с равномерно распределенной обмоткой, расположенной в средней части сердечника соосно так, что она охватывает помещенные внутри нее эталонную и контролируемую катушки, а ее обмотка соединена последовательно и согласно с обмоткой возбуждения сердечника.

Такое выполнение датчика позволяет уменьшить погрешность измерения от изменения диаметра контролируемой катушки.

Для уменьшения погрешности измерения от изменения диаметра контролируемой катушки с одновременным увеличением длины рабочей зоны датчика он может быть снабжен компенсационной катушкой с неравномерной, увеличивающейся к концам катушки обмоткой, расположенной в средней части сердечника датчика и охватывающей помещенные внутри нее

20 эталонную и контролируемую катушки.

На фиг. 1 схематично показано расположение секций обмотки катушки эталонных витков относительно друг друга и относительно контролируемой катушки в описываемом датчике; на фиг. 2 — схема включения секций обмотки катушки эталонных витков; на фиг. 3 — схема включения концевых компенсационных катушек; на фиг. 4 — датчик с внешней компенсационной катушкой, охваты30 вающей контролируемую и эталонную катуш473966

Зо

65 ки; на фиг. 5 — то же, с внешней компенсационной катушкой, имеющей увеличивающуюся к концам обмотку.

Датчик содержит сердечник 1 с намотанной на нем равномерно распределенной основной обмоткой 2 возбуждения, катушкой 3 эталонных витков с секциями 4 — 7 и контролируемой катушкой 8.

Погрешность измерения может быть уменьшена при расположении каждого из участков обмотки секций 4 — 7 катушки эталонных витков (см. фиг. 2) в одной и той же (для данной секции) области магнитного поля сердечника. Для этого каждая секция выполнена путем намотки проводниками одновременно всех составляющих ее участков (например, девять проводников для секции, имеющей девять участков). Начала и концы проводников каждого из участков соединены между собой так, чтобы участки секции оказались включенными последовательно и согласно. От точек соединения участков сделаны отводы для подключения секций к переключателям устройства.

Уменьшение погрешности датчика от изменения диаметра витков и длины контролируемых катушек достигается путем выполнения обмоток секций 4 — 7 катушки эталонных витков (см. фиг. 1) с одинаковым средним диаметром, равным среднему диаметру заданного диапазона размеров контролируемых катушек, а также путем расположения секций вплотную, одна за другой, в порядке уменьшения числа витков секции относительно контролируемой катушки. Например, секция 7 катушки 3, имеющая 1000)(9 витков, расположена ближе к контролируемой катушке 8. За этой секцией помещена секция 6, имеющая 100+9 витков, затем секция 10)(9 витков и секция

1+9 витков.

Одновременная намотка участков секций обмотки позволяет расположить все участки секций катушки эталонных витков в одном и том же магнитном поле сердечника, что уменьшает и делает одинаковой погрешность каждого участка секции обмотки. Последнее упрощает введение поправок на погрешность секций обмотки и облегчает при необходимости ее компенсацию.

Погрешность измерения датчика зависит также от числа витков эталонной и контролируемой катушек и расстояния между этими катушками. Чем больше число витков и расстояние между катушками, тем выше погрешность, поэтому расположение секций 4 — 7 катушки 3 относительно контролируемой катушки 8, показанное на фиг. 1, позволяет уменьшить погрешность измерения от изменения длины контролируемой катушки.

Увеличение длины рабочего участка сердечника датчика достигается (см. фиг. 3) путем расположения по обоим концам сердечника 1 с равномерно распределенной основной обмоткой 2 возбуждения двух компенсационных катушек 9 и 10, имеющих неравномерную, увеличивающуюся к концам сердечника обмотку и включенных последовательно и согласно с обмоткой возбуждения. Одна из катушек, например катушка 10, выполнена съемной для обеспечения возможности установки на сердечник датчика контролируемой катушки 8, имеющей малый внутренний диаметр.

Магнитные поля компенсационных катушек 9 и 10, складываясь с полем обмотки 2 возбуждения, усиливают результирующее магнитное поле по краям зонда, что, в свою очередь, вызывает увеличение длины рабочего участка датчика.

Погрешность измерения датчика от изменения диаметра контролируемых катушек может быть уменьшена благодаря размещению катушки 3 эталонных витков и контролируемой катушки 8 (см. фиг, 4) внутри цилиндрической компенсационной катушки 11, расположенной соосно сердечнику 1 и включенной последовательно и согласно с обмоткой 2 возбуждения.

Такое расположение и включение компенсационной катушки приводит к снижению основной погрешности измерения датчика. Это объясняется тем, что в связи с большим общим сопротивлением магнитной цепи сердечника 1 значительная часть потока катушки 11

»е концентрируется в сердечнике, а распределяется в пространстве между сердечником и внутренней поверхностью катушки 11 и направлена навстречу потоку рассеяния основной обмотки 2, уменьшая тем самым его вредное влияние на эталонную 3 и контролируемую 8 катушки.

Уменьшение погрешности измерения от изменения диаметра контролируемых катушек с одновременным увеличением длины рабочсй зоны датчика достигается также путем расположения катушек 3 и 8 (см. фиг. 5) внутри компенсационной катушки 11, имеющей неравномерную, расширяющуюся к концам катушки обмотку, включенную последовательно и согласно с обмоткой 2 возбуждения сердечника 1. При этом одновременно с компенсацией потока рассеяния обмотки 2 сердечника датчика увеличивается результирующий магнитный поток по краям рабочей зоны, что, в свою очередь, позволяет увеличить ее длину.

Датчик работает следующим образом.

Обмотку 2 возбуждения датчика вместе с включенными последовательно и согласно с ней компенсационными катушками 9 и 10 или

9 — 11 либо только с одной катушкой 11 подключают к источнику переменного тока. Эталонная катушка 3 соединена последовательно и встречно с контролируемой катушкой 8, насаженной на сердечник 1. Переключением числа витков секций 4 — 7 катушки 3 при помощи переключателей добиваются равенства э.д.с., наводимых в эталонной и контролируемой катушках магнитным полем сердечника датчика. Равенство э. д. с. отмечается по отсутствию отклонения нуль-индикатора. При этом

473966 включенное число вигков эталонной катушки

3 равно числу витков контролируемой катушки 8.

П р едмет изобретения

1. Трансформаторный датчик для измерения числа витков катушек, содержащий прямолинейный ферромагнитный разомкнутый сердечник с равномерно распределенной по его длине обмоткой возбуждения и расположенной в средней части сердечника катушкой эталонных витков, отличающийся тем, что, с целью уменьшения основной погрешности измерения, секции катушки эталонных витков выполнены с одинаковым средним диаметром, равным среднему диаметру диапазона поперечных размеров контролируемых катушек, и размещены концентрично оси сердечника вплотную одна за другой в порядке возрастания числа витков секций так, что ближайшей к контролируемой катушке расположена секция с максимальным числом витков.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения от изменения диаметра контролируемой катушки, он снабжен цилиндрической компен5 сационной катушкой с равномерно распределенной обмоткой, расположенной в средней части сердечника соосно так, что она охватывает помещенные внутри нее эталонную и контролируемую катушки, а ее обмотка coeI0 динена последовательно и согласно с обмоткой возбуждения сердечника.

3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности изме15 рения от изменения диаметра контролируемой катушки с одновременным увеличением длины рабочей зоны датчика, он снабжен компенсационной катушкой с неравномерной, увеличивающейся к концам катушки обмоткой, 20 расположенной в средней части сердечника датчика и охватывающей помещенные внутри нее эталонную и контролируемую катушки.

473966

Оыг. 1

Фиг. 2

Юцг ф

Корректоры: Е. Рожкова и Л. Орлова

Заказ 2215/8 Изд. № 1555 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, по. Сапунова, 2

6 б

1 2 Ф

Составитель И. Днепровская

Редактор А. Пейсоченко Техред Л. Казачкова

Й.

Трансформаторный датчик для измерения числа витков катушек Трансформаторный датчик для измерения числа витков катушек Трансформаторный датчик для измерения числа витков катушек Трансформаторный датчик для измерения числа витков катушек 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при исследовании асинхронных конденсаторных электродвигателей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения коэффициента трансформации трехфазных трансформаторов
Наверх