Устройство для измерения магнитной проницаемости

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<» 773546 (Ü1) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 190279 (21) 2726758/18-21 с присоединением заявки Ì9 (23) Приоритет

Опубликовано 23.1080.Бюллетень Мо 39

Дата опубликования описания 23 OßО

G 01 R 33/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317..44(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.В. Селезнев, Ф.К. Макаров и A.A. Мироедов (71) Заявитель

Омский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМГРЕНИЯ

МАГHHTHOß ПРОНИЦАЕМОСТИ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения магнитной проницаемости иэделий из слабомагнитного материала, в частности магнитодиэлектри- 5 ческих пазовых клиньев в рабочих магнитных полях статора трехфазной электрической машины.

Известны устройства для измерения магнитной проницаемости образцов маг- 10 нитных материалов, основанные на методе сравнения двух сигналов, пропорциональных индукции .и напряженности магнитного поля в испытуемом образце, причем один снимается с резистора, вк.-юченного в намагничивающую цепь, а другой с измерительной обмотки.

Устройства состоят иэ двух каналов опорного (канала напряженности) и измерительного (канала индукции) 1). 20

Применение этих устройств для одновременного измерения магнитной проницаемости группы из и образцов при различных значениях напряженнос:и поля невозможно беэ соответствую- 25 щего увеличения времени измерения, которое определяется производительностью операций контроля.

Известны цифровые измерители магнитной проницаемости, содержащие 30 блок измерения магнитной проницаемос. ти, блок намагничивания и блок измерения индукции, используемые для определения магнитной проницаемости образца, выполняющего роль сердечника трансформатора при вполне определенной напряжен".ости магнитного поля.

Известно, что зависимость p(H) в общем случае нелинейна. Кроме того, магнитная проницаемость образца также зависит от конфигурации и направлений магнитных полей намагничивания.

B технике часто важно определить магнитную проницаемость ферромагнитных изделий в рабочих полях. В частности для эффективного применения .магнитных пазовых клиньев в электрической машине важно знать их магнитную ïðîницаемость в магнитных полях эу цовой зоны этой машины (2) .

Создать величину и конфигурацию указанных полей блоком намагничивания известных устройств измерения магнитной проницаемости невозможна, что существенно снижает информативность измерения с гомощью этих устройств. Кроме того, устройства обладают малой производительностью при одновременном измерении проницаемости и образцов.

773546

Цель изобретения — повышение точности производительности операций контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве измерения магнитной проницаемости, содержащем блок намагничивания, блок измерения индукции, состоящий из измерительных обмоток и последовательно соединенных интегратора и преобразователя напряжениечастота, блок измерения магнитной проницаемости, выполненный в виде калиборованных резисторов и последовательно соединенных интегратора, второго преобразователя напряжениечастота и цифрового измерителя отно- шения частот, второй вход которого 15 связан с выходом первого преобразователя напряжение-частота, блок намагничивания выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, а пазах индуктора которого расположены испутыемые образцы, блок измерения индукции снабжен полосковой линией и связанным с ней коммутатором измерительных обмоток, выполненным в виде трех элементов коммутации и и управляемых ими нормально разомкнутых контактов, а блок измерения магнитной проницаемости снабжен, подключенным к интегратору и калиброванным резисторам,. коммутатором на три положения, включающим поочередно глаксимальное, половинное 30 и минимальное значения напряженности поля по мере прохождения полосковой линией расстояний I: ; 2.p<+T, 2p + % 6 где и — количество полюсов двигателя, à — межполюсное расстояние, 40 à — расстояние от начала полосо ковой линии до первого элемента коммутации.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения маг- 4$ нитной проницаемости; на фиг. 2 расположение элементов коммутации относительно движения реактивной полосы,"на фиг.3 — графики суммарной бегущей МДС F„ и суммарного пазового тока I 11D длине индикатора.

Устройство для измерения магнитной проницаемости (фиг. 1) состоит из блока 1 намагничивания, блока 2 измерения индукции, блока 3 измерения магнитной проницаемости, которые включают индуктор 4, измерительные обмотки 5 индукции, коммутаторы б и

7 управляемые контакты 8, элементы коммутации 9, полосковую линию 10, калиброванные резисторы 11, интегра- 60 торы 12 и 13, преобразователи 14 и

15 напряжение-.частота, цифровой измеритель 16 отношения частот.

В качестве блока намагничивания в устройстве используется линейный 65 асинхРонный двигатель, в пазах индуктора 4 которого расположено и испытуемых образцов (пазовых магнитных клиньев электрических машин).

Блок измерения индукции 2 состоит из измерительных обмоток 5, когплутатора б, интегратора 12, преобразователя 14 напряжение-частота. Измерительные обмотки 5 намотаны на стержни из магнитодизлектрика с геометрическими размерами и магнитной проницаемостью, Равными соответственно размерами и магнитной проницаемости испытуемых образцов. Коммутатор б состоит из герметизированных магнитоуправляемых контактов 8 (МУК) и трех элементов коммутации 9, жестко связанных с полосковой линией 10 линейного асинхронного двигателя блока 1 намагничивания. Схематичное расположение элементов комглутации 9 (постоян. ных магнитов) на полосковой линии 10 представлено на фиг. 2, где г — межполюсное расстояние, р — количество полюсов двигателя.

Такое расстояние между постоянными магнитами обусловлены тем, что за один проход полосковой линии 10 пред.

Полагается трижды коммутировать МУК с целью измерения индукции в образце когда паз под ним з.анят током, ll — паз наполовину занят током и

Ill — паз не занят током.

По графику сумгларного пазового тока i (фиг. 3) определяют также расстояния между постоянными магнитами коммутации герконов.

Блок 3 измерения магнитной проницаемости содержит калибрированные резисторы 11, механический коммутатор

7, интегратор 13, преобразователь 15 напряжение-частота и цифровой измеритель отношения частот 16. На калибрированных резисторах 11 выполнены делители, определяющие напряженность поля в укаэанные три момента изменения суммарного пазового тока: I — Н д г акс

II — Н „„,, ill — НО .

Коммутатор имеет привод от полосковой линии 10 двигателя.

Выход блока измерения индукции 2 подключен на вход цифрового измерителя отношения частот 16.

Устройство работает следующим образом.

Образцы закрепляются в пазах индуктора 4 линейного двигателя. Намагничиваются образцы согласно графику суммарной бегущей МДС. По этому же закону изменяется ЭДС, возникающая в измерительных обмотках 5. ЭДС интегрируется интегратором 12. Напряжение на выходе интегратора 12 преобразователем 14 преобразуется в последовательность электрических импульсов, частота которых пропорциональна магнитной индукции в испытуемом образце. ЭДС, снимаемая с калиброванных резисторов 11, интегрируется ин773546

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитной проницаемости содержащее блок намагничивания, блок измерения индукции, состоящий из измерительных обмоток и последовательно соединенных интегратора и преобразователя напряжение-частота, блок измерения магнитной проницаемости, выполненный

30 тегратором 13, преобразуется в электрические импульсы, частота которых определяет напряженность в три указанные моменты времени.

Отношение частот импульсов на выходах блоков 14 и 15 определяет величину относительной магнитной проницаемости испытуемых образцов. За один проход полосковой линии 10 происходит измерение трех значений магнитной проницаемости при Н „, Н „,, H .

Предлагаемое устройство может быть применено для автоматического измерения магнитной проницаемости слабомагнитных изделий, в частности магнитодиэлектрических пазовых клиньев статоров электрических машин в 15 рабочих полях зубцовой эоны машины.

Автоматизация контрольных операций с последующей отбраковкой и подбором по величине магнитной проницаемости позволяет снизить затраты д» на изготовление магнитодиэлектрических иэделий, применяя при этом более дешевые ферромагнитные компоненты и повысить энергетические прказатели ,электрических машин эа счет компен сации полей пазового рассеяния из-за существующей анизотропии применяемых холоднокатаных электротехнических сталей. ъ виде калиброванных резисторов и последовательно соединенных интегратора, второго преобразователя напряжение-частота и цифрового измерителя отношения частот, второй вход которого связан с выходом первого преобразователя напряжение-частота, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности операций контроля, блок намагничивания выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, в пазах индуктора которого расположены испытуемые образцы, блок измерения индукции снабжен полосковой линией и связанным с ней коммутатором измерительных обмоток, выполненным в виде трех элементов коммутации и п управляемых ими нормально разомкнутых контактов, а блок измерения магнитной проницаемости снабжен, подключенным к интегратору и калиброванным резисторам, коммутатором на три положения, включающим поочередно максимальное, половинное и минимальное значения напряженности поля по мере прохождения полосковой линией расстояний где p — количество полюсов двигателя, à — межполюсное расстояние, расстояние от начала полосковой линии до первого элемента коммутации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 444142, кл. G 01 R 33/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 352241, кл. G 01 R 33/16, 1972 °

773546Составитель Е. Данилина

Редактор М.Недолуженко Техред Н.Бабурка Корректор С. Щомак

Заказ 7495/58 Тирая 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4