Устройство для контроля высшихгармонических составляющихэлектрического toka

 

Союз Советснии

Социалнстнчесник

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

tn>813306 (61) Дополнительное к авт. сеид-ау— (2Q) )аявлеио 14.02. 79 (gf) 2725073/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 150331. бюллетень 10

Дата опубликования описания 20 ° 03. 81 (g ) g 3

Я 01 R 23/16

Гоеуйарстаеииый комитет

ССС Р

«о аеааи изобретении и открытий (53) УДК б21..317. . 757 (088. 8 ) (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЫСШИХ ГАРМОНИЧЕСКИХ

СОСТАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Изобретение относится к индикации электромагнитных параметров н может быть использовано для контроля и управления процессом индукционного нагрева.

Известно устройство для контроля высших гармонических составлякицих электрического тока,,содержащее делители напряжения, измеритель сигналов и индикатор (1j.

Недостаток устройства заключается в его сложности.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля высших гармонических составляющих электрического тока, содержащем измеритель сигнала искаженной формы, два делителя напряжения с регулируемым коэффициентом деления и индикатор, измеритель сигнала искаженной форьы выполнен в виде датчика гронзводной емкостного тока контура, выход которого соединен со входом одного из упомянутых делителей напряжения,последовательно соединенного со вторым делителем напряжения, вход последнего соединен со входом устройства, а средние точки обоих делителей соединены с индикатором.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 (пояс Роговского) производной тока в емкостной ветви параллельного контура 2, выход которого соединен с де® лителем 3 напряжения с регулируемым коэффициентом деления. Устройство содержит также клеммы 4, соединенные с подводящими шинами контура 2 и вторым делителем 5. В случае необходи мости клеммы 4 соединяются с контуpose 2 через согласующий трансформатор б. Делители 3 и 5 соединены последовательно в точке 7-1 (7-2) ° Регулируемые выходы 8-1 и 8-2 делителей 3 и 5 соединены с индикатором 9.

2О Если величина напряжения на контуре

2 соизмерима с величиной выходного сигнала датчика 1, трансформатор б и один из делителей 3 или 5 напряжения можно не устанавливать.

При подаче переменного напряжения от источника 10 питания s контуре 2 протекает ток. Датчик 1 измеряет напряжение, пропорциональное производной от тока, протекающего через конденса3© тор 11. Напряжение на контуре 2 и на

813306 выходе трансформатора 6 отстает по фазе от тока конденсатора 11 на 90 т.е. оно синфазно по основной частоте с выходным сигналом датчика 1, который вместе с напр жением на контуре 2 подают на делители 3 и 5, соединенные таким образом, чтобы производить вычитание сигналов датчика 1 и напряжения на контуре 2 на участке цепи, соединенном с индикатором 9, т.е. между точками 7-1(7-2)и 8-1(8-2) делителей 3 и 5. Один иэ движков де-. лителей 3 и 5 устанавливается в точку 12-1(12-2),а нторой размещают таким образом, чтобы напряжение между движками было минимальным, что соответствует равенству величины напряжения, идущего от контура 2, величине основной гармоники напряжения, поступающего от датчика 1. Индикатор

9 при этом фиксирует величину высших гармонических составляющих производной тока конденсатора 11, что практически пропорционально величине высших гармонических составляющих тока н индуктивной ветви 13 параллельного контура. т.е. ток, ответнляющийся но внешнюю цепь от контура, но много раз меньше тока контура, поскольку он определяется его добротностью.

После проведенной настройки датчик высших гармонических составляющих может работать н указанном контуре при использовании последнего для технологических операций, например индукционного нагрева, и служить мерой нелинейности магнитных свойств загрузки индуктора, которые в свою очередь зависят от величины намагничивания загрузки, от степени ее нагрева и от зазора между загрузкой и индуктором. В совокупности с .другими параметрами индуктора величина нелинейных искажений его тока характеризует процесс индукционного нагрева и ее можно использовать для управления им.

П р и M е р. Производится индикация высших, гармонических составляющих контурного тока в индукционной нагревательной установке н процессе нагрева стальной детали до температуры выше точки Кюри. Напряжение на контуре составляет 400 В, частота тока — 8 кГц, мощность установки

30 кВт и действующее значение емкостного тока контура — 120 А ° Измеряется напряжение на контуре с помощью понижающего трансформатора, выходное напряжение которого, подаваемое на входные клеыы датчйка высших гармонапряжение составляет около 100 В.

При подаче напряжения на контур при наличии в индукторе эталонной охлаж ® даемой детали на индикаторе появляется напряжение. Так как напряжение на контуре меньше, чем на выходе измерителя емкостного тока, делитель напряжения на контуре устанавливается !

5 на единице (1:1 ), а регулировка выходного сигнала датчика на минимум производится делителем в цепи измерителя емкостиого тока. После регу35

50 нических составляющих, составляет

80 В. Изменяется также производная емкостного тока контура при помощи пояса Роговского, установленного .на одной из шин конденсаторной батареи контура. Выход измерителя емкостного тока соединяется со вторым входом датчика. На выходе пояса Роговского лиронки эталонная деталь в индукторе заменяется исследуемыми, произнодится их нагрев и одновременно — индикация высших гармоник тоха индуктора, вносимых деталью. Выходной сигнал составляет примерно 8 В, что соответствует примерно 10% нелинейных искажений в кривой производной тока контура. Эта величина изменяется по мере достижения различными слоями детали температуры, близкой .к точке Кюри.

Формула изобретения

Устройстно для контроля высших гармонических составляющих электрического тока, содержащее измеритель сигнала искаженной формы, два делителя напряжения с регулируемым коэффициентом деления и индикатор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, измеритель сигнала искаженной формы выполнен в виде датчика производной емкостного тока контура, выход которо1 го соединен со входом одного из упомянутых делителей напряжения, последовательно соединенного со вторым делителем напряжения, вход последнего соединрн со входом устройства, а средние точки обоих делителей соединены с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Доклады П-го Всесоюзного семинара "Неразрушающий контроль ферромагнитных материалов и изделий методом высших гармоник", Под. ред.

N.Ã. Лещенко, Томск, 1971, с. 174-179.

813306

- gz-г

Составитель А. Орлов

Редакгор А. Гук Техред М. Годинка Корректор М. Вигула

Заказ 766 56 Тираж 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4