Устройство для экспресс-диагностики магнитопроводов

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, электронике, измерительной технике и предназначена для экспресс-диагностики магнитопроводов трансформаторов, автотрансформаторов или дросселей, преимущественно для блоков питания мощностью до 100 Вт, их подбора, замены, ремонта, в том числе вне заводских условий, и может быть использована при достоверном и быстром сравнительном контроле магнитопроводов неквалифицированным персоналом, в частности, при идентификации, замене, подборе или ремонте трансформаторов, а также при обучении студентов электротехнических специальностей. В устройство для экспресс-диагностики магнитопроводов, содержащее генератор испытательного сигнала, трансформатор с первьм магнитопроводом, индикатор, введены два буфера, вторые индикатор и трансформатор со вторым магнитопроводом и таким же количеством витков в обмотках, как у трансформатора с первым магнитопроводом, генератор испытательного сигнала через оба буфера подключен к обеим первичным обмоткам трансформаторов, к вторичной обмотке второго трансформатора подключен второй индикатор. Устройство позволяет упростить и ускорить процедуру экспресс-диагностики магнитопроводов при их подборе, повысить наглядность и достоверность этой процедуры, а также обеспечивают наглядность учебного процесса при обучении студентов и возможность снижения квалификационных требований к персоналу. 1 п. ф-лы, 2 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, электронике, измерительной технике и предназначена для экспресс-диагностики магнитопроводов трансформаторов, аватотрансформаторов или дросселей, преимущественно для блоков питания мощностью до 100 Вт, их подбора, замены, ремонта, в том числе вне заводских условий, и может быть использована при достоверном и быстром сравнительном контроле магнитопроводов неквалифицированным персоналом, в частности, при идентификации, замене, подборе или ремонте трансформаторов, а также при обучении студентов электротехнических специальностей.

Известно устройство для определения эксплуатационных параметров магнитопроводов посредством измерения индуктивности, добротности и емкости трансформаторов, автотрансформаторов или дросселей на их основе при разных частотах цифровым портативным универсальным измерителем Motech MT 4080D, производства Taiwan - аналог. Недостатком аналога является сложность косвенной оценки эксплуатационных параметров магнитопроводов и выбора на этой основе необходимого магнитопровода даже высококвалифицированным персоналом, отсутствие достоверной и однозначной экспресс-диагностики идентификации магнитопровода в данных конкретных условиях.

Прототипом полезной модели является устройство, в котором генератор испытательного сигнала подключен к первичной обмотке трансформатора с первым магнитопроводом, а его вторичная обмотка соединена с первым индикатором выходного сигнала - см. Р.Трейстер, Дж. Мейо «44 источника электропитания для любительских электронных устройств», М., Энергоатомиздат, 1990, с.60, рис.3.11, 3.12. В качестве генератора испытательного сигнала используют силовую сеть с действующим значением 6 В или 115 В. Оценивают напряжение на вторичной обмотке трансформатора путем прямой индикации этого напряжения, например, вольтметром. Недостатком устройства является длительность и сложность косвенной оценки эксплуатационных параметров магнитопроводов и выбора на этой основе необходимого магнитопровода даже высококвалифицированным персоналом, отсутствие достоверной экспресс-диагностики пригодности магнитопровода в конкретных данных условиях. В наибольшей степени эти недостатки сказываются в условиях небольших производств, при изменении или расширении номенклатуры применяемых магнитопроводов, при необходимости в быстром подборе, замене или ремонте трансформаторов, автотрансформаторов или дросселей, а также при обучении студентов электротехнического профиля, в частности, при лабораторных работах.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является ускорение, повышение наглядности и достоверности экспресс-диагностики магнитопроводов, упрощение процедуры их подбора, а также обеспечение возможности снижения квалификационных требований к персоналу.

Для решения поставленной задачи предлагается полезная модель устройства для экспресс-диагностики магнитопроводов.

В устройство для экспресс-диагностики магнитопроводов, содержащее генератор испытательного сигнала, трансформатор с первым магнитопроводом, первичная обмотка которого соединена с выходом генератора испытательного сигнала, его вторичная обмотка соединена с первым индикатором выходного сигнала, введены два буфера, вторые индикатор и трансформатор со вторым магнитопроводом и таким же количеством витков в обмотках, как у трансформатора с первым магнитопроводом, генератор испытательного сигнала через оба буфера подключен к обеим первичным обмоткам трансформаторов, к вторичной обмотке второго трансформатора подключен второй индикатор.

Кроме того, генератор испытательного сигнала выполнен в виде автономного функционального генератора.

Кроме того, индикаторы выполнены в виде ламп накаливания.

Кроме того, индикаторы выполнены в виде светодиодов.

Кроме того, индикаторы выполнены в виде стрелочных приборов.

Кроме того, индикаторы выполнены в виде акустических излучателей.

Кроме того, частоту генератора испытательного сигнала выбирают в диапазоне 25 Гц - 10 кГц, преимущественно 50-500 Гц.

Отличительные признаки предложенной полезной модели позволяют упростить и ускорить процедуру экспресс-диагностики магнитопроводов при их подборе, повысить наглядность и достоверность этой процедуры, а также обеспечивают наглядность учебного процесса при обучении студентов и возможность снижения квалификационных требований к персоналу.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:

фиг.1. Блок-схема устройства;

фиг.2. Фотография устройства.

Устройство для экспресс-диагностики магнитопроводов представляет собой портативный испытательный стенд и содержит генератор 1 испытательного сигнала, буферы 2 и 3, трансформаторы 4 и 5 с первым и вторым магнитопроводами, индикаторы 6 и 7. Кроме того, устройство содержит источник автономного электропитания (на схеме не показано) с напряжением +Е_п =9 В на положительной клемме 8. Генератор 1 испытательного сигнала соединен с первичными обмотками трансформаторов 4 и 5 с первым и вторым магнитопроводами через буферы 2 и 3, индикаторы 6 и 7 соединены со вторичными обмотками трансформаторов 4 и 5 с первым и вторым магнитопроводами.

Генератор 1 испытательного сигнала выполнен на микросхеме таймера 555 - см. Трейстер Р. «Радиолюбительские схемы на ИС 555» М., Мир, 1988, с.188, рис.6.22. Испытательный сигнал в виде прямоугольных импульсов частотой около 2 кГц и скважностью Q=4 снимают с 3 ножки микросхемы таймера 555. Этот испытательный сигнал может также быть, например, треугольным или синусоидальным. В качестве буферов 2 и 3 используют резисторы типа МЛТ - 0,125 номиналом 50 Ом - 1 кОм, оптимально 350 Ом. В качестве индикаторов 6 и 7 используют, в различных вариантах, оптические излучатели, например, миниатюрные лампы накаливания СМН, или светодиоды АЛ307, или малогабаритные гальванометры - индикаторы М47621, либо акустические излучатели, например, наушники или маломощные динамические головки; источник автономного электропитания - 9 - вольтовая батарейка («Крона»).

Определение эксплуатационных параметров трансформаторов 4 и 5 с первым и вторым магнитопроводами осуществляется путем их сравнения следующим образом. На оба магнитопровода наматывается одинаковое небольшое число витков: первичная обмотка - 50-70 витков, вторичная - около 20 витков. После этого соединяют одним из концов первичной обмотки с положительной клеммой 8 источника автономного электропитания (+Е_п=9 В), другим концом с одним из буферов 2 и 3. Вторичные обмотки соединяются каждая со своим индикатором 6 и 7, которые могут быть выполнены в различных вариантах, с оптической или акустической сигнализацией. Отметим, что при реализации индикаторов 6 и 7 на миниатюрных лампы СМН связь их яркости и электрической мощности, подводимой к ним, более линейна по сравнению со светодиодами, однако светодиоды более экономичны. Индикаторы 6 и 7 также могут быть выполнены в виде акустических излучателей, например, наушников или динамических головок. После того, как включают источник автономного электропитания, сравнивают показания индикаторов 6 и 7, например, интенсивность свечения (в случае ламп накаливания или светодиодов) или отклонения стрелок малогабаритных гальванометров (в случае стрелочных приборов), или громкость звучания динамических головок (в случае акустических излучателей), и в случае минимального расхождения показаний, например, интенсивности свечения ламп накаливания или светодиодов, делают вывод об идентичности параметров обоих магнитопроводов. Фиг.2 иллюстрирует эксперимент в варианте светодиодных индикаторов 6 и 7, осуществленный с целью идентификации тороидальных силовых малогабаритных трансформаторов 4 и 5 с первым магнитопроводом из сплава ГМ515, производимым фирмой «Гаммамет», г.Екатеринбург, выполненным из нанокристаллической аморфной ленты (меньший тороид), и вторым магнитопроводом на пермаллоевой ленте (больший тороид). Интенсивность свечения индикаторов 6 и 7 - светодиодов АЛ307, расположенных для наглядности в центре каждого из тороидальных трансформаторов 4 и 5 с первым магнитопроводом и вторым магнитопроводом, практически идентична, что достоверно и наглядно демонстрирует эквивалентность магнитопроводов, несмотря на существенно различные массогабаритные параметры. По результатам экспериментов можно предположить, что применение магнитопровода на основе сплава ГМ 515 более эффективно по сравнению с пермаллоевым магнитопроводом при прочих равных условиях. Это может служить основанием для эквивалентной замены пермаллоевых магнитопроводов магнитопроводами на основе сплава ГМ515.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет упростить и ускорить подбор магнитопроводов для трансформаторов, автотрансформаторов и дросселей, увеличить наглядность и достоверность результатов, обеспечить экспресс-диагностику магнитопроводов персоналом невысокой квалификации, а также обеспечить наглядность учебного процесса при обучении студентов.

1. Устройство для экспресс-диагностики магнитопроводов, содержащее генератор испытательного сигнала, трансформатор с первым магнитопроводом, первичная обмотка которого соединена с выходом генератора испытательного сигнала, его вторичная обмотка соединена с первым индикатором выходного сигнала, отличающееся тем, что в него введены два буфера, вторые индикатор и трансформатор со вторым магнитопроводом и таким же количеством витков в обмотках, как у трансформатора с первым магнитопроводом, генератор испытательного сигнала через оба буфера подключен к обеим первичным обмоткам трансформаторов, к вторичной обмотке второго трансформатора подключен второй индикатор.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор испытательного сигнала выполнен в виде автономного функционального генератора.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индикаторы выполнены в виде ламп накаливания.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индикаторы выполнены в виде светодиодов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индикаторы выполнены в виде стрелочных приборов.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индикаторы выполнены в виде акустических излучателей.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что частоту генератора испытательного сигнала выбирают в диапазоне 25 Гц-10 кГц, преимущественно 50-500 Гц.