Датчик степени насыщения магнитопровода электромагнитного устройства

Датчик степени насыщения магнитопровода электромагнитного устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в устройствах защиты полупроводниковых преобразователей от замагничивания трансформаторов, а также в устройствах контроля качества изготовления электромагнитных устройств. Целью изобретения является повышение точности измерения помех выходного сигнала датчика и расширение функциональных возможностей путем измерения параметров локальных неоднородностей. Датчик степени насыщения магнитопровода 1 электромагнитного устройства содержит обмотку 2 с двумя выводами 3 и 4, которую образуют K включенных последовательно рамок 5, выполненных из изолированных между собой витков провода и расположенных на поверхности стержня контролируемого магнитопровода в области его локальной магнитной неоднородности 6. 7 ил.

„„Я0„„1583889 союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Я.:СГЪБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ1ЕНИЯ, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ .ПРИ ГКНТ СССР (21) 4352599/24-21 (22) 29.12,87 (46) 07.08.90. Вюл. У 29 (71) Научно-исследовательский инс- титут автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Н.М. Музыченко и Л.В. Чумазов (53) 621,317.44 (088.8) (56) Источники вторичного электропитания./Под ред. Ю.И. Конева, М.:

Радио и связь, 1983, с. 280.

Электронная техника в автоматике./Под ред. Ю.И, Конева, М.:. Сов. радио, 1978, вып. 10, с. 118. (54) ДАТЧИК СТЕПЕНИ НАСЫЩЕНИЯ МАГНИ ТОПРОВОДА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО УСТРОЙСТВА . (57) Изобретение относится к электронике. и может быть использовано в (51) С 01 R 33/02// G 01 R 33/12

2 устройствах защиты полупроводниковых преобразователей от замагничивания трансформаторов, а также в устройст" вах контроля качества изготовления электромагнитных устройств. Целью изобретения является повышение точности измерения помех выходного сигнала датчика и расширение функциональных возможностей путем измерения параметров локальных неоднородностей. Датчик степени насыщения магнитопровада 1 электромагнитного устройства содержит обмотку 2 с двум» выводами 3 и 4, которую образуют k включенных последовательно рамок 5, выполненпых из изолированных между собой витков провода и распол6женных на поверхности стержня контролируемого магнитопровода в области его ло-. кальной магнитной неоднородности 6 °

7 ил.

1583889

Изобретение относится .к электротехнике, в,частности к технике измерения переменных магнитных величин, k и может найти применение в устройствах защиты полупроводниковых преоб-

5 разователей от замагничивания трансформаторов, а также в устройствах контроля качества изготовления электромагнитных устройств.

Цель изобретения — повышение точности измерения помех выходного сигналаи расширение функциональных возможностей путем измерения параметров локальных неоднородностей.

На фиг.1 изображен однорамочный датчик, установленный на участке магнитопровода электромагнитного устройства в области локальной неоднородности, введенной в тело магнитопровода (воздушный зазор); на фиг.2 — однорамочный датчик, установленный в области локальной неоднородности, выполненной на поверхности магнитопровода из ферромагнитного материала, на фиг.3 — двухрамочный датчик, установленный у .зазора состыковки элементов сборного магнитопровода;,на фиг.4 †., однорамочный датчик и схема его обмотки, вариант; на фиг.5 — двухрамочный датчик и схема витков его обмотки, вариант; на фиг.6 — временная диаграмма выходного напряжения датчика, установленного в области локальной неоднородности, введенной в тело магнитопровода (паз, зазор, отверстие и т.д.), при прямоугольном напряжении питания электромагнитного устройства; на фиг.7 — временная 40 диаграмма напряжения на выходе датчика, установленного в области локальной неоднородности, выполненной на поверхности магнитопровода в виде ферромагнитного буртика (кольца, выступа), при питании электромагнитного устройства прямоугольным напряжением.

Датчик степени насыщения (фиг.

1-3) магнитопровода 1 электромагнитного устройства содержит обмотку 2 с двумя выводами 3 и 4, которая образует k включенных последовательно и согласно рамок например . k=I

ss (фиг. 1 и 2 ) и k=2 (фиг. 3), выполненных из изолированных между собой витков провода и расположенных на поверхности стержня контролируемого магнитопровода 1 в области его локальной магнитной неоднородности 6.

Обмотку 2 датчика можно выполнить на каркасе или в безкаркасном исполнении. Однако наиболее технологичны в изготовлении и удобны при установ-, ке на магнитопровод датчики, варианты конструкций которых приведены на фиг.4 и 5, Обмотку 2 этих датчиков навивают изолированным проводом

7 на тонком гибком изоляционном материале 8 (например электрокартоне), на торцах которого для удержания витков рамок 5 предварительно сделаны вырезы 9. Для получения дополнительной жесткости рамок 5 производят фиксацию их витков, например, путем проклеивания клеем. Выполненный таким образом датчик укладывают на поверхность магнитопровода I в области введенной или имеющейся локальной неоднородности 6. Сигнал на выводах 3 и 4 датчика будет иметь максимальное по уровню значение, если одна из сторон всех его рамок 5, лежащих на одной прямой, будет расположена по границе локальной магнитной неоднородности, лежащей в плоскости поперечного сечения стержня магнитопровоца 1. После установки датчика его укрепляют на магнитопроводе 1 путем склеивания торцов.

Датчик работает следующим образом.

При работе электромагнитного устройства происходит изменение основного магнитного потока в его магнитопроводе. Однако, изменяющийся основной магнитный поток не наводит

ЭДС в рамках 5 обмотки 2 датчика, бифилярный для этого потока. Но для магнитного потока, вытесненного через поверхность магнитопровода 1 в области локальной магнитной неоднородности 6, обмотка 2 датчика небифилярна и поэтому этот поток, охватываемый рамками 5, наводит в них

ЭДС, которая пропорциональна скорости его изменения. Скорость изменения вытесненного магнитного потока при стабильных параметрах локальной магнитной неоднородности 6 и известном законе изменения основного магнитного потока (напряжения питания электромагнитного устройства), является параметром, по которому однозначно определяется уровень намагничивания сердечника магнитопровода I 3наче1583889 ние напряжения на выводах 3 и 4 датчика, который установлен в области локальной неоднородности 6, введенной в тело магнитопровода (зазор, паз и т.д.), определяется выражением

П = К(С„-- (2 — — I) — у 9 ñ

ы КH 7 с рн

«Нс

x —— где U

К мгновенное значение напряжения на выводах датчика; постоянный коэффициент, зависящий от геометрии неоднородности и площади рамок датчика; мгновенное значение напряжения первичной обмотки электромагнитного устройства; число витков обмотки датчика, число витков первичной обмотки электромагнитного устройства; текущая магнитная проницаемость магнитопровода; текущая магнитная проницаемость неоднородности; площадь сечения магнитопровода

«н скорость изменения напряжен«t ности магнитного поля в сердечнике магнитопровода электромагнитного устройства.

Напряжение на выходах датчика, который установлен у локальной неоднородности 6, представляющей собой ферромагнитный буртик.(фиг,2} определяется как

U = K(U -3+ «8 ) ° и ц ги c«t

Датчик степени насыщения магнитспровода электромагнитного. устройства, содержащий обмотку .из электропроводя.—

4Q щего материала, расположенную на магнитопроводе электромагнитного устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных

45 возможностей путем измерения пара метров локальных неоднородностей, обмотка датчика выполнена в виде k включенных последовательно и согласно рамок, уложенных на поверхность магнитопровода, Временные диаграммы напряжений на выводах 3 и 4 датчиков, установленных на магнитопровод электромагнитного устройства (фиг.1 и 3) при разнополярном "прямоугольном" напряжеI

J нии питания, приведены на фиг.6. Гчя датчиков, установленных на магнито- провод согласно фиг.2, осциллограмма приведена на фиг.7.

Приведенные диаграммы соответствуют полному циклу перемагничивания магнитопровода от -В до +Вз и обратно. При движении рабочей точки по линейному участку вебер-амперной. характеристики электромагнитного устройства выходное напряжение датчика соответствует участку 10-11 (фиг.

6 ц 7). На этом участке напряжение практически неизменно по уровню.

По мере выхода рабочей точки на нелинейный участок вебер-амперной характеристики на выходе датчика формиру20 ется импульс напряжения, амплитуда которого пропорциональна степени насыщения (глубине захода рабочей точки B область парамагнетизма).иагкитопровода. Штриховой линией показана форма напряжения на выходе датчика при работе электромагнитного устройства на линейном участке петли гистерезиса. По уровню выходного напряжения можно оценить уровень насы3р щения магнитопровода и на этем принципе реализовать устройство для за-. щиты преобразователей от замагничивания трансформаторов.

35 Ф о р м у л а и з о б p e т е. н H H л

1583889 сРиг.7

Фиг.4

7 2 5

Il

1 9

1 в

1583889

Составитель Г. Клитотехнис

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо,.Редактор А. Козориз

;;Заказ 2253 Тираж 579 Подписное

ДНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101