RU2130193C1 - Device for detection of short-circuited turns in electric coils - Google Patents

Abstract

FIELD: instruments, in particular, for manufacturing of electric coils. SUBSTANCE: device has magnetic circuit, which is designed as rod which carries three windings, two of which are connected in opposite and are loaded by balancing potentiometer, which difference signal is amplified by amplifier. Electromotive force in said windings, which are located on opposite ends of rod is induced by alternating field which is generated by third winding which is mounted between tow first windings. Third winding is connected to output of generator of sine-shaped signals. If coil with short-circuited turns is located on rod, this violates existing balance and amplifier outputs signal, which is received by detector and then by indicator for detection of short circuits in coil. EFFECT: increased efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для контроля электрических катушек в процессе производства. The invention relates to instrumentation and can be used in devices for monitoring electric coils in the production process.

Известно устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в катушке, содержащее измерительную катушку, с помощью которой измеряют напряженность поля, возбуждаемого контролируемой катушкой, которая подключается к генератору [1]. A device for detecting short-circuited turns in a coil containing a measuring coil is used to measure the field intensity excited by a controlled coil that is connected to a generator [1].

Известно также устройство для определения целостности электрической катушки индуктивности, подключаемой к испытательному оборудованию, с помощью которого катушка подвергается воздействию экстрактора и по реакции определяется целостность катушки [2]. A device is also known for determining the integrity of an electric inductor connected to test equipment, by which the coil is exposed to an extractor and the integrity of the coil is determined by the reaction [2].

Недостатком этих устройств является сложность их использования на всех стадиях технологического процесса производства катушек из-за необходимости подключения выводов катушек к испытательному оборудованию. The disadvantage of these devices is the difficulty of their use at all stages of the technological process for the production of coils due to the need to connect the conclusions of the coils to the test equipment.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обнаружения межвитковых замыканий в электрических катушках, содержащее Ш-образный магнитопровод, на котором размещены три области, причем две из них соединены встречно, генератор, индикатор уровня сигнала и элементы балансирования [3]. The closest in technical essence to the proposed one is a device for detecting inter-turn faults in electric coils, containing a W-shaped magnetic circuit, on which three areas are placed, two of which are connected in the opposite direction, a generator, a signal level indicator and balancing elements [3].

Недостаток этого устройства заключается в низкой производительности, обусловленной необходимостью выполнения трудоемких операций при проверке катушек, в частности после установки проверяемой катушки на Ш-образный магнитопровод требуется замыкание магнитопровода с юстировкой его положения для каждой катушки по минимуму сигнала
Кроме того, конструкция известного устройства не предусматривает получения результата проверки после выполнения вышеуказанной операции с ярмом на сердечнике, а требует еще и выполнения операции балансировки с помощью переменного резистора и конденсатора переменной емкости для каждой проверяемой катушки.The disadvantage of this device is the low productivity due to the need for labor-intensive operations when checking the coils, in particular, after installing the tested coil on a U-shaped magnetic circuit, it is necessary to short circuit the magnetic circuit with adjusting its position for each coil to a minimum signal
In addition, the design of the known device does not provide for the verification result after performing the above operation with a core yoke, but also requires a balancing operation using a variable resistor and a capacitor of variable capacitance for each tested coil.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение производительности устройства для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических катушках. The proposed solution is aimed at improving the performance of the device for detecting short-circuited turns in electric coils.

Эта задача достигается за счет того, что в известное устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических катушках, содержащее магнитопровод, на котором размещены три обмотки, первая и вторая из которых соединены встречно, генератор, индикатор и потенциометр балансировки, один из выводов которого соединен с выходом первой обмотки, введены усилитель и детектор, выход которого подключен к индикатору, выход второй обмотки соединен со вторым выводом потенциометра балансировки, средний выход которого подключен ко входу усилителя, выход которого соединен со входом детектора, третья обмотка которого подключена к выходу генератора. This task is achieved due to the fact that in the known device for detecting short-circuited turns in electric coils, containing a magnetic circuit on which there are three windings, the first and second of which are connected in opposite, a generator, an indicator and a balancing potentiometer, one of the terminals of which is connected to the output the first winding, an amplifier and a detector are introduced, the output of which is connected to the indicator, the output of the second winding is connected to the second output of the balancing potentiometer, the middle output of which is connected to the amplifier input spruce, the output of which is connected to the input of the detector, the third winding of which is connected to the output of the generator.

А также тем, что магнитопровод выполнен в виде стержня, на одном конце которого размещена первая обмотка, на другом конце - вторая, третья обмотка, являющаяся обмоткой возбуждения, размещена между ними. And also the fact that the magnetic circuit is made in the form of a rod, on one end of which the first winding is placed, at the other end - the second, third winding, which is the excitation winding, is placed between them.

На фиг. 1 представлена блок-схема заявляемого устройства, содержащего магнитопровод 4 с первой 1, второй 2 и третьей 3 обмотками, генератор 5, потенциометр балансировки 6, усилитель 7, детектор 8 и индикатор 9. In FIG. 1 shows a block diagram of the inventive device containing a magnetic circuit 4 with first 1, second 2 and third 3 windings, a generator 5, a balancing potentiometer 6, an amplifier 7, a detector 8 and an indicator 9.

На фиг. 2 представлено конструктивное исполнение магнитопровода 4 в виде стержня с обмотками, первая 1 из которых размещена на одном конце стержня и выполнена тонким проводом с намоткой виток к витку в один слой, вторая 2 обмотка размещена на другом конце стержня, а третья 3 обмотка размещена между первой и второй. На первую 1 обмотку нанесено защитное изоляционное покрытие для предохранения ее от повреждения контролируемыми катушками. In FIG. 2 shows the design of the magnetic circuit 4 in the form of a rod with windings, the first 1 of which is placed on one end of the rod and is made with a thin wire with winding coil to coil in one layer, the second 2 winding is placed on the other end of the rod, and the third 3 winding is placed between the first and second. The first 1 winding is coated with a protective insulating coating to protect it from damage by controlled coils.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Генератор (5) синусоидальных колебаний обеспечивает в третьей обмотке, являющейся обмоткой возбуждения, ток, под действием которого возникает переменное поле, наводящее ЭДС в первой (измерительной) и второй (компенсационной) обмотках, включенных встречно. Потенциометр (6) балансировки можно установить в такое положение, при котором сигналы с первой и второй обмоток компенсируют друг друга и индикатор показывает минимальный (близкий к нулю) уровень сигнала. При прохождении контролируемой катушки вдоль магнитопровода при отсутствии в ней короткозамкнутых витков установленный баланс не нарушается и индикатор не изменяет показаний. Если в контролируемой катушке имеются короткозамкнутые витки, ЭДС в первой (измерительной) обмотке существенно уменьшается за счет экранирующего действия короткозамкнутых витков на измерительную обмотку, в то время, как сигнал со второй (компенсационной) обмотки уменьшается незначительно. Разность сигналов с этих обмоток усиливается усилителем (6) переменного тока и на выходе детектора (7) возникает однополярный сигнал, поступающий на индикатор, по показаниям которого определяется не только наличие короткозамкнутых витков, но и их количество при известном сечении провода катушки - чем больше витков замкнуто, тем больше показания индикатора. The generator (5) of sinusoidal oscillations provides in the third winding, which is an excitation winding, a current, under the action of which an alternating field arises, inducing an EMF in the first (measuring) and second (compensation) windings connected in the opposite direction. The balancing potentiometer (6) can be set in such a position that the signals from the first and second windings cancel each other out and the indicator shows the minimum (close to zero) signal level. When the controlled coil passes along the magnetic circuit in the absence of short-circuited turns, the established balance is not violated and the indicator does not change readings. If there are short-circuited turns in the controlled coil, the EMF in the first (measuring) winding is significantly reduced due to the screening action of the short-circuited turns on the measuring winding, while the signal from the second (compensation) winding decreases slightly. The difference between the signals from these windings is amplified by an AC amplifier (6), and a unipolar signal appears at the detector output (7), which goes to an indicator, which determines not only the presence of short-circuited turns, but also their number with a known section of the coil wire - the more turns closed, the greater the indicator reading.

Предлагаемое устройство не требует выводов контролируемой катушки к электрическим цепям испытательного оборудования, а также индивидуальной подстройки под разные типы катушек, что обеспечивает высокую производительность автоматизации процесса контроля. The proposed device does not require the conclusions of the controlled coil to the electrical circuits of the test equipment, as well as individual adjustment for different types of coils, which provides high performance automation of the control process.

Источники информации:
1. Патент Японии N 5054075, G 01 R 31/06, 11.08.94.Sources of information:
1. Japan patent N 5054075, G 01 R 31/06, 08/11/94.

2. Патент США N 511149, G 01 R 31/06, 05.05.92. 2. US Patent N 511149, G 01 R 31/06, 05/05/92.

3. Авторское свидетельство СССР N 1663583, 15.07.91. 3. Copyright certificate of the USSR N 1663583, 07.15.91.

Claims (2)

1. Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических катушках, содержащее магнитопровод, на котором размещены три обмотки, первая и вторая из которых соединены встречно, генератор синусоидальных колебаний, индикатор и потенциометр балансировки, один из выводов которого соединен с выходом первой обмотки, отличающееся тем, что в него введены усилитель и детектор, выход которого подключен к индикатору, выход второй обмотки соединен с вторым выводом потенциометра балансировки, средний вывод которого подключен к входу усилителя, обеспечивая усиление разности сигналов с первой и второй обмоток, выход усилителя соединен с входом детектора, третья обмотка подключена к выходу генератора синусоидальных колебаний. 1. A device for detecting short-circuited turns in electric coils, containing a magnetic circuit, on which there are three windings, the first and second of which are connected in the opposite direction, a sinusoidal oscillation generator, an indicator and a balancing potentiometer, one of the terminals of which is connected to the output of the first winding, characterized in that an amplifier and detector are introduced into it, the output of which is connected to the indicator, the output of the second winding is connected to the second output of the balancing potentiometer, the middle output of which is connected to the amplifier input of Tell, providing enhancement difference signals from the first and second windings, the amplifier output is connected to the detector input, the third winding is connected to the output of the generator sinusoidal oscillations. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде стержня, на одном конце которого размещена первая обмотка, на другом конце - вторая, третья обмотка, являющаяся обмоткой возбуждения, размещена между ними. 2. The device according to p. 1, characterized in that the magnetic circuit is made in the form of a rod, at one end of which the first winding is placed, at the other end - the second, third winding, which is the excitation winding, is placed between them.

Images