Индикатор короткозамкнутых витков — приставка к осциллографу
Добротность контура связана с декрементом свободных колебаний в колебательном контуре, она тем выше, чем больше колебаний произойдёт в течение времени, когда амплитуда колебаний уменьшится в е (≈2,718) раз. Амплитудные соотношения свободных колебаний определяются как функция добротности контура, которая связана с числом колебаний, помещающихся за определённое время затухания амплитуды от U1 до U2.
Рис. 1. Схема прибора
Схемная реализация прибора показана на рис. 1. Принцип действия прибора основан на ударном возбуждении колебательного контура, образованного измеряемой индуктивностью Lх и конденсатором С2 так же, как в индикаторе КЗ-витков, описанном в статье К. Мороза «Индикатор КЗ-витков в катушках с ферромагнитными магнитопроводами». Уровень напряжения, возникающий на элементах контура (индуктивность, ёмкость), достаточен для наблюдения (2. 10 В) на экране осциллографа, а частота повторения (50 Гц) делает картину осциллограммы устойчивой. При межвитковом замыкании в индуктивности уровень напряжения на ней в разы меньше по сравнению со случаем отсутствия замыкания. Иногда даже становится невозможно наблюдать осциллограмму. Кроме того, если в контуре нет короткозамкнутых витков, в нём возникают затухающие колебания, а в случае наличия короткозамкнутых витков переходный процесс носит, как правило, апериодический характер.
Минимальная измеряемая индуктивность приблизительно равна 75 мкГн.
Работает устройство так. Когда на верхнем по схеме проводе присутствует положительная полуволна питающего напряжения, то через диод VD4 и измеряемую индуктивность Lх конденсатор С2 заряжается до амплитудного значения питающего напряжения. На стабилитроне VD1 появляется напряжение около 10 В. Через диод VD2 заряжается конденсатор С1, от которого питается затвор транзистора VT1. Поскольку действует положительная полуволна напряжения питания, тран-зистор VT1 открыт, а транзистор VT2 закрыт.
Если на верхнем по схеме проводе присутствует отрицательная полуволна питающего напряжения, на стабилитроне VD1 будет напряжение около 0,7 В. Но конденсатор С1 не разряжается — диод VD2 препятствует этому. Поскольку действует отрицательная полуволна, то транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 открывается. Конденсатор С2 разряжается через индуктивность Lх и открытый транзистор VT2. Внутреннее сопротивление отрытого канала транзистора мало и не вносит сильного затухания в контур LхС2. На экране осциллографа будет наблюдаться соответствующее изображение, по которому можно сделать вывод о наличии или отсутствии короткозамкнутых витков в катушке. При отсутствии короткозамкнутых витков в контуре возникают гармонические колебания (рис. 2). В противном случае колебания будут малы или отсутствовать. В случае проверки обмоток трансформаторов с большим коэффициентом трансформации пробник следует подключать к обмотке с наибольшим числом витков, поскольку, проверяя обмотку с меньшим числом витков, труднее обнаружить короткое замыкание в более высокоомной обмотке (с большим числом витков).
Рис. 2. Изображение на экране осциллографа
У этого индикатора есть возможность расширения функций — им можно определять параметры колебательного контура, применяя катушки и конденсаторы с образцовыми индуктивностью и ёмкостью. С помощью осциллографа измеряют продолжительность одного периода затухающих колебаний. По формуле f = 1/T определяют резонансную частоту контура. Зная частоту, по известной индуктивности находят ёмкость конденсатора С = 25330/f 2 ·L, а по известной ёмкости находят индуктивность L = 25330/f 2 ·C. В этих формулах частоту f подставляют в мегагерцах, ёмкость — в пикофарадах, индуктивность — в микрогенри.
Рис. 3. Чертеж печатной платы индикатора и схема размещеня элементов на ней
Индикатор собран на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Её чертёж и расположение элементов показаны на рис. 3. В устройстве можно применить резисторы МЛТ, С2-33 или импортные аналоги соответствующей мощности, конденсатор С1 — К50-35 или импортный, С2 — плёночный серии К73 или импортный. Стабилитрон Д814В можно заменить любым маломощным с напряжением стабилизации около 10 В, диоды КД522Б (VD2-VD4) заменимы любыми импульсными или выпрямительными малой мощности. Вместо транзистора КТ315А можно применить любой маломощный соответствующей структуры.
Автор: В. Калашник, г. Лиски Воронежской обл.
Мнения читателей
- Павел / 09.09.2023 — 17:51 Параметры устраивают.Желаю собрать,есть порог-нет ирф510.Чем заменить .
Проверка трансформаторов и дросселей
По конструкции и технологии изготовления силовые трансформаторы, трансформаторы и дроссели НЧ весьма похожи. Все они состоят из обмоток, выполненных изолированным проводом, и сердечника. Проверку начинают с внешнего осмотра, в ходе которого находят и устраняют все видимые механические дефекты.
Проверка на короткое замыкание между обмотками, между обмотками и корпусом производится с помощью омметра. Прибор включают между выводами разных обмоток, а также между одним из выводов и корпусом. Так же проверяется и сопротивление изоляции, которое должно быть не менее 100 МОм для герметизированных трансформаторов и не менее десятков мегаом для негерметизированных.
Самая сложная проверка на межвитковые замыкания. Существует несколько способов проверки трансформаторов:
1. Измерение омического сопротивления обмотки и сравнение результатов с паспортными данными. (Способ простой, но не слишком точный, особенно при малой величине омического сопротивления обмоток и небольшом количестве короткозамкнутых витков.)
2. Проверка коэффициентов трансформации на холостом ходу. Коэффициент трансформации определяется как отношение напряжений, показываемых вольтметрами 2 и 1. При наличии межвитковых замыканий (изображено пунктиром) коэффициент трансформации будет меньше нормы.
3. Измерение индуктивности обмотки.
4. Измерение потребляемой мощности на холостом ходу. У силовых трансформаторов одним из признаков короткозамкнутых витков является чрезмерный нагрев обмотки.
Наиболее точные результаты получают, используя приборные способы проверки:
5. Проверка катушки с помощью специального прибора — анализатора короткозамкнутых витков.
6. Проверка трансформатора по форме выходной синусоиды, так называемая «частотная прогонка». Так проверяются трансформаторы питания НЧ (40–60 Гц), трансформаторы питания импульсных блоков питания (8-40 кГц), разделительные трансформаторы типа ТДКС (13–17 кГц), разделительные трансформаторы мониторов (CGA 13–17 кГц, EGA 13–25 кГц, VGA 25–50 кГц).
Для этого, например, разделительный трансформатор строчной развертки необходимо подключить согласно рис. 4.7 и подать на обмотку I синусоидальное напряжение 5-10 В частотой 10-100 кГц через конденсатор С емкостью 0,1–1,0 мкФ. На обмотке II, используя осциллограф, можно наблюдать форму выходного напряжения.
«Прогнав» на частотах от 10 до 100 кГц генератор НЧ, нужно, чтобы на каком-то участке получилась чистая синусоида без выбросов и «горбов» (рис. 4.8б).
Наличие эпюр во всем диапазоне говорит о межвитковых замыканиях в обмотках. Данная методика с определенной степенью вероятности позволяет отбраковывать трансформаторы питания, различные разделительные трансформаторы, частично строчные трансформаторы. Важно лишь подобрать частотный диапазон.
7. Проверка трансформатора, используя явление резонанса. Для проверки нужно собрать схему для параллельного или последовательного резонанса. Изменяя частоту генератора, нужно добиться резкого увеличения (в 2 раза и выше) амплитуды колебаний на контрольном устройстве (экран осциллографа или шкала вольтметра переменного тока). Это указывает, что частота внешнего генератора соответствует частоте внутренних колебаний LC-контура. Отсутствие или срыв колебаний (достаточно резкий) при изменении частоты генератора НЧ указывает на резонанс.
Для проверки закоротите обмотку II трансформатора. Колебания в LC-контуре исчезнут. Из этого следует, что короткозамкнутые витки срывают резонансные явления, чего мы и добивались. Наличие кнутых витков в катушке также приведет к невозможности наблюдать резонансные явления в LC-контуре.
Отметим, что для проверки импульсных трансформаторов блоков питания конденсатор С должен иметь емкость 0,01-1 мкФ. Частота генерации подбирается опытным путем.
Методика проверки трансформаторов (3 способа)
Частотный диапазон «прогонки»:
Трансформаторов питания НЧ: 40-60 Гц.
Трансформаторов питания импульсного блока питания: 8-40 кГц.
Трансформаторов разделительных, ТДКС: 13-17 кГц.
Трансформаторов разделительных, ТДКС мониторов (для ПЭВМ):
CGA: 13-17 кГц.
EGA: 13-25 кГц.
VGA: 25-50 кГц. Если взять импульсный трансформатор питания, например разделительный трансформатор строчной развертки, подключить его согласно рис. 1, подать на I обмотку U = 5 — 10В F = 10 — 100 кГц синусоиду через С = 0.1 — 1.0 мкФ, то на II обмотке с помощью осциллографа наблюдаем форму выходного напряжения.
Рис. 1. Схема подключения для способа 1 «Прогнав» на частотах от 10 кГц до 100 кГц генератор ЗЧ, нужно, чтобы на каком-то участке Вы получили чистую синусоиду (рис. 2 слева) без выбросов и «горбов» (рис. 2 в центре). Наличие эпюр во всем диапазоне (рис. 2. справа) говорит о межвитковых замыканиях в обмотках и т.д. и т.п. Данная методика с определенной степенью вероятности позволяет отбраковывать трансформаторы питания, различные разделительные трансформаторы, частично строчные трансформаторы. Важно лишь подобрать частотный диапазон.
Рис. 2. Формы наблюдаемых сигналов
Способ 2
Необходимое оборудование: Генератор НЧ, Осциллограф. Принцип работы: Принцип работы основан на явлении резонанса. Увеличение (от 2-х раз и выше) амплитуды колебаний с генератора НЧ указывает, что частота внешнего генератора соответствует частоте внутренних колебаний LC-контура. Для проверки закоротите обмотку II трансформатора. Колебания в контуре LC исчезнут. Из этого следует, что короткозамкнутые витки срывают резонансные явления в LC контуре, чего мы и добивались. Наличие короткозамкнутых витков в катушке также приведет к невозможности наблюдать резонансные явления в LC контуре.
Рис. 3. Схема подключения для способа 2 Добавим, что для проверки импульсных трансформаторов блоков питания конденсатор С имел номинал 0,01мкФ-1 мкФ, Частота генерации подбирается опытным путем.
Способ 3
Необходимое оборудование: Генератор НЧ, Осциллограф. Принцип работы: Принцип работы тот же, что и во втором случае, только используется вариант последовательного колебательного контура.
Рис. 4. Схема подключения для способа 3 Отсутствие (срыв) колебаний (достаточно резкий) при изменении частоты генератора НЧ указывает на резонанс контура LC. Все остальное, как и во втором способе, не приводит к резкому срыву колебаний на контрольном устройстве (осциллограф, милливольтметр переменного тока).
none 
Опубликована: 2005 г. 
0 
0
Вознаградить Я собрал 0 0
Оценить статью
- Техническая грамотность
Как проверить короткозамкнутые витки в катушке осциллографом
Частотный диапазон «прогонки»:
Трансформаторов питания НЧ: 40-60 Гц.
Трансформаторов питания импульсного блока питания: 8-40 кГц.
Трансформаторов разделительных, ТДКС: 13-17 кГц.
Трансформаторов разделительных, ТДКС мониторов (для ПЭВМ):
CGA: 13-17 кГц.
EGA: 13-25 кГц.
VGA: 25-50 кГц.
Если взять импульсный трансформатор питания, например разделительный трансформатор строчной развертки, подключить его согласно рис. 1, подать на I обмотку U = 5 — 10В F = 10 — 100 кГц синусоиду через С = 0.1 — 1.0 мкФ, то на II обмотке с помощью осциллографа наблюдаем форму выходного напряжения. Рис. 1. Схема подключения для способа 1
«Прогнав» на частотах от 10 кГц до 100 кГц генератор ЗЧ, нужно, чтобы на каком-то участке Вы получили чистую синусоиду (рис. 2 слева) без выбросов и «горбов» (рис. 2 в центре). Наличие эпюр во всем диапазоне (рис. 2. справа) говорит о межвитковых замыканиях в обмотках и т.д. и т.п.
Данная методика с определенной степенью вероятности позволяет отбраковывать трансформаторы питания, различные разделительные трансформаторы, частично строчные трансформаторы. Важно лишь подобрать частотный диапазон. Рис. 2. Формы наблюдаемых сигналов
Способ 2
Необходимое оборудование: Генератор НЧ, Осциллограф.
Принцип работы:
Принцип работы основан на явлении резонанса. Увеличение (от 2-х раз и выше) амплитуды колебаний с генератора НЧ указывает, что частота внешнего генератора соответствует частоте внутренних колебаний LC-контура.
Для проверки закоротите обмотку II трансформатора. Колебания в контуре LC исчезнут. Из этого следует, что короткозамкнутые витки срывают резонансные явления в LC контуре, чего мы и добивались.
Наличие короткозамкнутых витков в катушке также приведет к невозможности наблюдать резонансные явления в LC контуре. Рис. 3. Схема подключения для способа 2
Добавим, что для проверки импульсных трансформаторов блоков питания конденсатор С имел номинал 0,01мкФ-1 мкФ, Частота генерации подбирается опытным путем.
Способ 3
Необходимое оборудование: Генератор НЧ, Осциллограф.
Принцип работы:
Принцип работы тот же, что и во втором случае, только используется вариант последовательного колебательного контура. Рис. 4. Схема подключения для способа 3
Отсутствие (срыв) колебаний (достаточно резкий) при изменении частоты генератора НЧ указывает на резонанс контура LC. Все остальное, как и во втором способе, не приводит к резкому срыву колебаний на контрольном устройстве (осциллограф, милливольтметр переменного тока).
Источник — сайт Мир Электроника
Добавил: Павел (Admin)
Автор: Неизвестно
Вас может заинтересовать:
- Цифровой генератор шума для акустических измерений
- Лабораторный синтезатор сверхвысокой частоты
- Измеритель тока в антенне
- Тиристорные таймеры
- Доработка программаторов для гарантированного программирования микросхем PCF8582
| © PavKo, 2007-2018 Обратная связь Ссылки |