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線圈匝間短路測試儀設計

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作者:陳寶新 付麗輝 戴峻峰 時間:2006-07-01 來源:傳感器世界 收藏

摘要:本儀是由電路、耦合電路和報警電路組成。它主要靠是否起振來判斷匝間是否有。 


一、引言 

在當前的工業(yè)生產及設備維護過程中,人們經(jīng)常會進行匝間故障的。但是一直以來,所用的方法都不理想,這就給生產、維護帶來了很多的不便,特別是在電視機的生產、使用和維修的過程中,這種弊端顯得尤為突出,主要是由于電視機的行輸出變壓器工作在高電壓、大電流的惡劣環(huán)境中,容易出現(xiàn)匝間故障,一旦短路,勢必會導致電流過大,造成元件損壞,而且,匝間有短路的故障也不易被發(fā)現(xiàn)。

鑒于以上情況,我們研制了一種簡單、實用的線圈匝間短路。這種具有以下特點:

1、精度高 

通過實驗證實:對于帶鐵芯30匝以上的線圈,只要其中任意兩匝間有短路情況,本即可測出此故障。 

2、可以進行聲、光同時報警。 

3、簡單、實用、生產成本低。 


二、工作原理 

本設計是通過來檢測線圈是否有匝間短路情況的。如圖1所示,當被測線圈無匝間短路時,感知振蕩器起振,有正弦波輸出,再通過耦合電路將該正弦信號耦合輸出給正常指示電路,如果線圈中有兩匝或兩匝以上之間發(fā)生短路時,該短路線圈將構成閉合回路,并在磁路中產生高阻尼,使振蕩器停振,報警電路立即進行聲、光報警。  

 

三、功能電路 

1、蕩器 

    如圖2,此電路是利用感知振蕩器的起振和停振來檢測被測線圈的好壞。當未接線圈時,該振蕩器是由運放A及RW1、RW2、C3、C2、R3、R4組成文氏橋振蕩電路,通過調節(jié)同軸電位器RW1=RW2=R,使當前的振蕩頻率F=1/2πRC,約為5.5kHz;當接入待測線圈且無故障時(同時電容C1介入),此電路變成LC振蕩器與文氏橋振蕩器的融合電路,其中以LC振蕩電路為主,當前的振蕩頻率則由被測線圈的電感量和電容C2決定,因電容C1取值較大,L電感量較小,其振蕩頻率經(jīng)推導結果為  (OUT點輸出正弦信號)。當被測線圈內部匝間有短路時,由振蕩電路及磁路理論可知:線圈電感量將速降, Q值降低,線圈工作在低阻抗、高阻尼狀態(tài),迫使感知振蕩電路停振(OUT點無正弦波輸出)。電路中的運放C構成了電壓跟隨器,以提高振蕩器的負載能力。運放B及R3、R4、R5、RW3、C4、D1組成比例放大及整流濾波電路,使結型場效應管Q工作在可變電阻區(qū),從而實現(xiàn)對振蕩器輸出的正弦波穩(wěn)幅。

 

2、耦合指示電路 

   如圖3,電容C5與后續(xù)放大電路的輸入電阻構成阻容耦合電路,該阻容耦合電路的特點是各級靜態(tài)工作點互相獨立,前后電路互不影響。在此電路中,如果被測線圈沒有故障,IN1(接圖2的OUT點)有正弦信號輸入,電容C5將此信號耦合給后面的整流放大電路,使三極管Q1、Q2導通,驅動綠色發(fā)光二極管L1發(fā)光,進行線圈正常的指示;若被測線圈匝間有短路情況,振蕩器停振,IN1無信號輸入,Q1、Q2截止,從而使L1熄滅。 

3、報警電路 

如圖4,芯片555及R14、R15、RW4、C8構成方波發(fā)生器。當被測線圈不存在匝間短路時, IN2(接圖2的OUT點)有正弦信號輸入,該信號經(jīng)過D4,C7的整流濾波后,使Q3飽和導通,Q4截止,從而+12V電源不能為555供電,555不工作,即無報警信號輸出;若被測線圈有匝間短路時,IN2無正弦信號輸入,使 Q3截止,Q4導通,從而+12V電源通過Q4為555供電,555工作,由555的3管腳輸出連續(xù)的方波信號,驅動紅色發(fā)光二極管L2發(fā)光,進行光報警,同時驅動揚聲器,進行聲音報警。 


四、結束語 

本測試儀的工作原理是從長時間的工作中總結出來的,并通過大量的實驗驗證過它的可行性,適用于各種鐵芯線圈,只要線圈中有匝間短路,本測試儀就能檢測出此故障。該電路簡單、生產成本低。如果此測試儀被大量使用,將會給工業(yè)生產、設備維修帶來極大的方便。 


參考文獻: 

[1].蔡元宇,電路及磁路[M].高等教育出版社,1992 

[2]. 康華光,電子技術基礎[M].高等教育出版社,1988   
  
 


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