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线圈匝间短路测试仪的工作原理和应用特点分析

2020年07月22日 12:55 次阅读

一、引言

在当前的工业生产及设备维护过程中,人们经常会进行线圈匝间短路故障的测试。但是一直以来,所用的测试方法都不理想,这就给生产、维护带来了很多的不便,特别是在电视机的生产、使用和维修的过程中,这种弊端显得尤为突出,主要是由于电视机的行输出变压器工作在高电压、大电流的恶劣环境中,容易出现匝间短路故障,一旦短路,势必会导致电流过大,造成元件损坏,而且,线圈匝间有短路的故障也不易被发现。

鉴于以上情况,我们研制了一种简单、实用的线圈匝间短路测试仪。这种测试仪具有以下特点:

1、测量精度高

通过实验证实:对于带铁芯30匝以上的线圈,只要其中任意两匝间有短路情况,本测试仪即可测出此故障。

2、可以进行声、光同时报警。

3、简单、实用、生产成本低。

二、工作原理

本设计是通过感知振荡器来检测线圈是否有匝间短路情况的。如图1所示,当被测线圈无匝间短路时,感知振荡器起振,有正弦波输出,再通过耦合电路将该正弦信号耦合输出给正常指示电路,如果线圈中有两匝或两匝以上之间发生短路时,该短路线圈将构成闭合回路,并在磁路中产生高阻尼,使振荡器停振,报警电路立即进行声、光报警。

线圈匝间短路测试仪的工作原理和应用特点分析

三、功能电路

1、荡器

如图2,此电路是利用感知振荡器的起振和停振来检测被测线圈的好坏。当未接线圈时,该振荡器是由运放A及RW1、RW2、C3、C2、R3、R4组成文氏桥振荡电路,通过调节同轴电位器RW1=RW2=R,使当前的振荡频率F=1/2πRC,约为5.5kHz;当接入待测线圈且无故障时(同时电容C1介入),此电路变成LC振荡器与文氏桥振荡器的融合电路,其中以LC振荡电路为主,当前的振荡频率则由被测线圈的电感量和电容C2决定,因电容C1取值较大,L电感量较小,其振荡频率经推导结果为 (OUT点输出正弦信号)。当被测线圈内部匝间有短路时,由振荡电路及磁路理论可知:线圈电感量将速降, Q值降低,线圈工作在低阻抗、高阻尼状态,迫使感知振荡电路停振(OUT点无正弦波输出)。电路中的运放C构成了电压跟随器,以提高振荡器的负载能力。运放B及R3、R4、R5、RW3、C4、D1组成比例放大及整流滤波电路,使结型场效应管Q工作在可变电阻区,从而实现对振荡器输出的正弦波稳幅。

2、耦合指示电路

如图3,电容C5与后续放大电路的输入电阻构成阻容耦合电路,该阻容耦合电路的特点是各级静态工作点互相独立,前后电路互不影响。在此电路中,如果被测线圈没有故障,IN1(接图2的OUT点)有正弦信号输入,电容C5将此信号耦合给后面的整流放大电路,使三极管Q1、Q2导通,驱动绿色发光二极管L1发光,进行线圈正常的指示;若被测线圈匝间有短路情况,振荡器停振,IN1无信号输入,Q1、Q2截止,从而使L1熄灭。

3、报警电路

如图4,芯片555及R14、R15、RW4、C8构成方波发生器。当被测线圈不存在匝间短路时, IN2(接图2的OUT点)有正弦信号输入,该信号经过D4,C7的整流滤波后,使Q3饱和导通,Q4截止,从而+12V电源不能为555供电,555不工作,即无报警信号输出;若被测线圈有匝间短路时,IN2无正弦信号输入,使 Q3截止,Q4导通,从而+12V电源通过Q4为555供电,555工作,由555的3管脚输出连续的方波信号,驱动红色发光二极管L2发光,进行光报警,同时驱动扬声器,进行声音报警。

四、结束语

本测试仪的工作原理是从长时间的工作中总结出来的,并通过大量的实验验证过它的可行性,适用于各种铁芯线圈,只要线圈中有匝间短路,本测试仪就能检测出此故障。该电路简单、生产成本低。如果此测试仪被大量使用,将会给工业生产、设备维修带来极大的方便。

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