Anzeige von Kurzschlusswindungen in Spulen mit ferromagnetischen Magnetkreisen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Der vorgeschlagene Indikator wurde entwickelt, um das Vorhandensein kurzgeschlossener (kurzgeschlossener) Windungen in den Wicklungen verschiedener elektrischer Geräte – Transformatoren, Gleich- und Wechselstrommaschinen, Magnetverstärker usw. – zu überprüfen. Um die Materialkosten zu senken, sind ihre Magnetkerne oft aus weichmagnetischen Materialien mit relativ großen spezifischen Verlusten. Aus diesem Grund ist es oft unmöglich, auf herkömmliche Weise – durch Störung der Schwingungen eines Generators mit geringer Leistung [1-3] – zuverlässige Informationen über das Vorhandensein von Kurzschlusswindungen zu erhalten, was nicht nur aufgrund des Vorhandenseins möglich ist durch Kurzschlusswindungen, aber auch durch Verluste durch Hysterese und Wirbelströme im Magnetkreis.

Das Funktionsprinzip des vorgeschlagenen Geräts basiert auf der Aufzeichnung der Reaktion des aus dem eingebauten Kondensator und der getesteten Spule gebildeten Stoßerregerkreises auf einen Spannungsimpuls: Wenn keine kurzgeschlossenen Windungen vorliegen, dann ist der Kondensator geladen damit verbunden, treten im Stromkreis gedämpfte Schwingungen auf, und wenn solche Windungen vorhanden sind, treten aperiodische auf.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Das Indikatordiagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Es enthält den Kondensator C2, der zusammen mit der getesteten Spule L_x bildet einen Stoßerregungskreis; ein Schalter an einer Baugruppe von Feldeffekttransistoren VT1, deren Betrieb durch die SB1-Taste gesteuert wird; Ein RS-Trigger auf den Elementen der DD1-Mikroschaltung, der dazu dient, das Prellen der Tastenkontakte zu unterdrücken, ein Impulsformer auf dem VT2-Feldeffekttransistor und ein Binärzähler auf dem DD2-Chip. LED HL1 zeigt den Status des Zählers „zwei oder mehr“ an.

Das Gerät funktioniert wie folgt. Nach dem Einschalten der Stromversorgung wird der Ausgang des RS-Triggers (Pin 4 des Elements DD1.2) auf einen logarithmischen Pegel gesetzt. Oh, also ist der Transistor VT1.1 offen und VT1.2 geschlossen. Durch den offenen Transistor VT1.1 wird der Kondensator C2 auf die Spannung der Stromquelle aufgeladen. Da sie größer als die Schwellenspannung des Transistors VT2 ist, öffnet dieser und verbindet den CP-Eingang des DD2.1-Zählers mit der gemeinsamen Leitung. Beim Einschalten der Stromversorgung werden die Zählertrigger auf einen beliebigen Zustand gesetzt.

Zum Testen der Induktivität L_xWenn das Gerät an die Klemmen X1 und X2 angeschlossen ist, halten Sie in diesem Zustand die Taste SB1 gedrückt. In diesem Fall ändert der RS-Trigger seinen Zustand – am Ausgang (Pin 4) des Elements DD1.2 erscheint ein Protokollpegel. 1. Im Moment des Umschaltens des RS-Triggers erscheint am Ausgang des Elements DD1.3 (Pin 11) ein kurzer Impuls, der die Zähler DD2.1 und DD2.2 zurücksetzt. Ein hoher Pegel am Gate schließt den Transistor VT 1.1, trennt den geladenen Kondensator C2 von der Stromquelle und öffnet VT1.2, wodurch die zu prüfende Spule parallel dazu geschaltet wird. Wenn im Stromkreis L keine kurzgeschlossenen Windungen vorhanden sind_xC2 gedämpfte harmonische Schwingungen treten mit einer Frequenz auf, die von der Kapazität und Induktivität seiner Elemente abhängt. Wenn der Kondensator C2 aufgeladen wird, öffnet der Transistor VT2 periodisch und erzeugt Impulse, die an den Eingang des Zählers DD2.1 gesendet werden. Sobald die Spannungsamplitude in der Schaltung unter die Schwellenspannung des Transistors VT2 fällt, stoppt der Impulsfluss zum Zählereingang und mindestens einer der Zählerausgänge wird auf den logarithmischen Pegel 1 gesetzt, sodass die HL1-LED leuchtet hoch und signalisiert die Funktionsfähigkeit der getesteten Spule. Nach dem Loslassen der Taste kehrt das Gerät in den Ausgangszustand zurück. Durch einen Reset-Impuls vom Ausgang des Elements DD1.3 wird der Zähler wieder auf Null zurückgesetzt.

Bei kurzgeschlossenen Windungen in der Spule kommt nur ein Impuls am Zählereingang an, und da der Ausgang 1 (Pin 3) des DD2.1-Zählers nicht mit dem ODER-Glied der Dioden VD1-VD5 verbunden ist, wird der HL1 LED reagiert nicht darauf. Die Schaltung R3VD1-VD4 schützt das Gate des Transistors VT2 vor statischer Elektrizität.

Für die meisten Teile der Sonde gelten keine besonderen Anforderungen: Widerstände und Kondensatoren können beliebiger Art sein, Dioden – jedes Silizium mit geringem Stromverbrauch, LED HL1 – beliebig, vorzugsweise mit erhöhter Helligkeit. Die Hauptanforderung an den Transistor VT2 ist eine niedrige Schwellenspannung. Bei Transistoren der KP504-Serie geht sie nicht über 0,6...1,2 V hinaus, sodass Sie einen Transistor mit jedem Buchstabenindex verwenden können. Sie können den KP505G-Transistor verwenden (er hat eine Schwellenspannung von 0,4...0,8 V).

Fig. 2

Das Gerät wird auf einem Fragment eines Universal-Steckbretts mit den Maßen 50 x 30 mm montiert. Um die Installation der VT1-Transistorbaugruppe (sie ist in einem SO-8-Gehäuse mit einem Anschlussabstand von 1,27 mm erhältlich) zu erleichtern, wurde eine Adapterplatine hergestellt. Dazu wurde aus einem Steckbrett für Mikroschaltungen mit planaren Anschlüssen ein Fragment ausgeschnitten (Abb. 2), das für die Montage von vier Pins mit einem Rastermaß von 1,27 mm ausgelegt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Fragments wird ein Schnitt in die Folie der breiten Leiterbahn gemacht, um einen Spalt zwischen den Pins 5, 6 und 7, 8 der Baugruppe zu schaffen. Die Anschlüsse der Adapterplatine sind verzinnte Kupferdrahtstücke mit einem Durchmesser von 0,7 mm, die an die resultierenden Pads für die Pins 5–8 angelötet werden und zu runden Pads verlötet werden, die die Leiterbahnen für die Pins 1–4 abschließen. Durch Biegen der Anschlüsse der Adapterplatine im gewünschten Winkel kann diese entweder parallel zur Hauptplatine oder senkrecht dazu montiert werden. Unbenutzte Eingänge des DD1-Chips (Pins 8, 9) sollten entweder an die positive Stromleitung oder an eine gemeinsame Leitung angeschlossen werden.

Das zusammengebaute Gerät wird zusammen mit einer Batterie, die aus vier in Reihe geschalteten AAA-Elementen besteht, in einem Gehäuse untergebracht, das praktischerweise als Seifenschale aus Kunststoff verwendet werden kann. Die Position der Platine im Gehäuse wird mit Moosgummistücken fixiert und die Gehäusehälften werden mit Miniatur-Blechschrauben aneinander befestigt. Das Gerät erfordert keine Einrichtung.

Wie der Test zeigte, erkennt der Indikator sicher das Vorhandensein von Kurzschlüssen in Transformatoren mit einer Leistung von mehreren Watt (ein Transformator von einem Netzwerkadapter) bis zu mehreren Kilowatt (ein Schweißtransformator) und bei Anschluss sowohl an die Primär- als auch an die Primärwicklung Sekundärwicklungen (die Kurzschlusswindung wurde künstlich erzeugt, indem ein Stück Montagedraht geschlossen wurde, das durch das Fenster des Magnetkreises geführt wurde). Bei Geräten mit verzweigtem Magnetkreis (Drehstromtransformatoren, Magnetverstärker usw.) ist eine Überprüfung der Wicklungen an jedem Stab erforderlich. Bei Wechselstrommaschinen sollte aufgrund der unterschiedlichen räumlichen Ausrichtung der Wicklungen die Prüfung ebenfalls Wicklung für Wicklung erfolgen.

In den meisten Fällen können Elektromotoren mit Käfigläufer ohne Demontage überprüft werden. Offenbar erzeugt der Luftspalt zwischen Rotor und Stator einen ausreichenden magnetischen Widerstand, wodurch der Einfluss kurzgeschlossener Rotorwindungen abgeschwächt wird (die Notwendigkeit einer Demontage bestand erst in Fälle, in denen das Gerät das Vorhandensein kurzgeschlossener Windungen in allen Wicklungen anzeigte). Getestet wurden Motoren sehr unterschiedlicher Bauart und Leistung – von einphasigen Motoren mit geringer Leistung (EDG verschiedener Modifikationen, KD-3,5) bis hin zu importierten dreiphasigen Motoren mit einer Leistung von 3,5 kW (von einer Holzbearbeitungsmaschine). Kommutatormotoren müssen an verschiedenen Ankerpositionen überprüft werden.

Literatur

1. Krivonos A. Bestimmung kurzgeschlossener Windungen in den Wicklungen von Transformatoren und Drosseln. – Radio, 1968, Nr. 4, S. 56.
2. Dmitriev V. Gerät zur Bestimmung von Windungskurzschlüssen. – Radio, 1969, Nr. 2, S. 26.
3. Pozdnikov I. Sonde zum Testen von Induktoren. – Radio, 1990, Nr. 7, S. 68, 69.

Autor: K. Moroz

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