Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических обмотках с сердечником

Авторы патента:

G01R31/06 - электрических обмоток, например на полярность (измерение числа витков, коэффициента трансформации или коэффициента связи в обмотках G01R 29/20)

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована при определении короткозамкнутых витков в обмотках собранных трансформаторов.

Задача полезной модели - расширение арсенала технических устройств для определения наличия короткозамкнутых витков в электрических обмотках с магнитным сердечником.

Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических обмотках с сердечником содержит общую шину, генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты, измеритель напряжения и двухпозиционный переключатель.

У генератора синусоидального напряжения изменяющейся частоты, потенциальная выходная клемма соединена с первым выводом первого резистора постоянного сопротивления, а низкопотенциальная выходная клемма - с общей шиной.

У измерителя напряжения входная потенциальная клемма посредством второго резистора соединена с вторым выводом первого резистора, а низкопотенциальная клемма - с общей шиной. У двухпозиционного переключателя подвижный контакт соединен со вторым выводом первого резистора, при этом первый неподвижный контакт подключается к первому выводу обмотки эталона исследуемого типа изделия, второй неподвижный контакт подключается к первому выводу обмотки исследуемого изделия. Вторые выводы обеих обмоток соединены с общей шиной.

Известно устройство для определения короткозамкнутых витков в электрических катушках для контроля электрических катушек в процессе производства, описание которого приведено в патенте РФ 2171998 [1]. Известное устройство применяется для контроля электрических обмоток без магнитного сердечника.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических обмотках описание которого приведено в патенте РФ 2419101 [2].

Известное устройство содержит генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты, резистор, образующий делитель с обмоткой испытуемого объекта изделия, конденсатор постоянной емкости, подключенный к выводам обмотки и образующий с ней колебательный контур. Параллельно выводам обмотки подключен вход измерителя напряжения.

Технический результат - повышение достоверности.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических обмотках с сердечником, содержащим общую шину, генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты, у которого потенциальная выходная клемма соединена с первым выводом первого резистора постоянного сопротивления, а низкопотенциальная выходная клемма - с общей шиной, измеритель напряжения, у которого низкопотенциальная клемма соединена с общей шиной, согласно предложения, снабжено дополнительно вторым резистором постоянного сопротивления, у которого первый вывод соединен со вторым выводом первого резистора, а второй вывод - с потенциальной входной клеммой измерителя напряжения, снабжено дополнительно двухпозиционным переключателем и эталоном исследуемого объекта, при этом у переключателя подвижный контакт соединен со вторым выводом первого резистора, первый неподвижный контакт с первым выводом обмотки эталонного изделия, второй неподвижный контакт с первым выводом обмотки исследуемого изделия, вторые выводы обеих обмоток соединены с общей шиной.

Сущность предложения - измерение проводится на собственной резонансной частоте обмотки.

В предлагаемом устройстве используют способ определения короткозамкнутых витков в электрических обмотках, при котором подают напряжение изменяющейся частоты на исследуемую электрическую обмотку, измеряют параметры резонансного контура, образованного индуктивностью этой обмотки и ее собственной емкостью, и судят о наличии коротких замыканий по частотному максимуму измеряемого параметра в сравнении с эталоном.

На чертеже приведена электрическая схема устройства для определения короткозамкнутых витков в электрических обмотках с сердечником.

Устройство содержит общую шину 1, генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты 2, к потенциальной выходной клемме 3 которого подключен первый вывод резистора 4 постоянного сопротивления. Низкопотенциальная выходная клемма 5 генератора 2 соединена с общей шиной 1. Второй вывод резистора 4 соединен с первым выводом резистора 6 постоянного сопротивления и с подвижным контактом 7 переключателя 8. Второй вывод резистора 6 соединен с входной потенциальной клеммой 9 измерителя напряжения 10, у которого низкопотенциальная клемма 11 соединена с общей шиной 1. У переключателя 8 первый неподвижный контакт 12 соединен с первым выводом 13 обмотки эталонного образца 14 изделия. Второй вывод 15 этой обмотки соединен с общей шиной 1. Второй неподвижный контакт 16 переключателя 7 соединен с первым выводом 17 обмотки исследуемого образца 18 изделия. Второй вывод 19 этой обмотки соединен с общей шиной 1.

При контроле наличия короткозамкнутых витков в электрических обмотках с сердечниками на производстве устройство снабжается эталоном исследуемого типа изделия.

Устройство работает следующим образом.

От генератора синусоидального напряжения 2 посредством резистора 4 на обмотку эталонного образца 14 изделия подают напряжение изменяющейся частоты. Индуктивность обмотки с собственной емкостью образует собственный колебательный контур, который характеризируется собственной резонансной частотой. На этой частоте сопротивление контура будет максимальным и как следствие будет максимальным показание измерителя напряжения 10. При исследовании фиксируют частоту резонанса и величину напряжения на обмотке эталонного изделия. Во втором положении переключателя 7 напряжение подают на обмотку исследуемого образца 17. Фиксируют частоту резонанса и величину напряжения. Проводят сравнительную оценку.

Наличие резистора 6 уменьшает шунтирование резонансного контура входным сопротивлением измерителя напряжения 10.

Устройство позволяет с высокой точностью и достоверностью выявлять наличие как одиночного, так и большого массива короткозамкнутых витков в обмотках собранных и пропитанных трансформаторов с сердечниками

Источники информации

1. Патент РФ 2171998, МПК G01R 31/06, опубл. 10.08.2001

2. Патент РФ 2411901, МПК G01R 31/06, опубл. 20.05.2011

Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических обмотках с сердечником, содержащее общую шину, генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты, у которого потенциальная выходная клемма соединена с первым выводом первого резистора постоянного сопротивления, а низкопотенциальная выходная клемма - с общей шиной, измеритель напряжения, у которого низкопотенциальная клемма соединена с общей шиной, отличающееся тем, что снабжено дополнительно вторым резистором постоянного сопротивления, у которого первый вывод соединен со вторым выводом первого резистора, а второй вывод - с потенциальной входной клеммой измерителя напряжения, снабжено дополнительно двухпозиционным переключателем и эталоном исследуемого объекта, при этом у переключателя подвижный контакт соединен со вторым выводом первого резистора, первый неподвижный контакт - с первым выводом обмотки эталонного изделия, второй неподвижный контакт - с первым выводом обмотки исследуемого изделия, вторые выводы обеих обмоток соединены с общей шиной.