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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Indicador de espiras de curto-circuito em bobinas com circuitos magnéticos ferromagnéticos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição O indicador proposto foi desenvolvido para verificar a presença de voltas em curto-circuito (curto-circuito) dos enrolamentos de vários dispositivos elétricos - transformadores, máquinas CC e CA, amplificadores magnéticos, etc. feito de materiais magnéticos macios com perdas específicas relativamente grandes. Por esse motivo, muitas vezes é impossível obter informações confiáveis sobre a presença de espiras de curto-circuito da maneira tradicional - interrompendo as oscilações de um gerador de baixa potência [1-3], o que é possível não apenas devido à presença de espiras de curto-circuito, mas também devido a histerese e perdas por correntes parasitas no circuito magnético. O princípio de operação do dispositivo proposto é baseado no registro da resposta do circuito de excitação de choque formado pelo capacitor embutido e a bobina sob teste a um pulso de tensão: se não houver voltas em curto-circuito, quando um capacitor carregado está conectado a ele, oscilações amortecidas ocorrem no circuito e, se houver tais voltas, aperiódicas.
O esquema do indicador é mostrado na fig. 1. Contém um capacitor C2, que junto com a bobina testada Lx forma um circuito de excitação de choque; um interruptor na montagem dos transistores de efeito de campo VT1, cuja operação é controlada pelo botão SB1; RS-trigger nos elementos do microcircuito DD1, que serve para suprimir o salto dos contatos do botão, o modelador de pulso no transistor de efeito de campo VT2 e o contador binário no microcircuito DD2. O LED HL1 indica o estado do contador "dois ou mais". O dispositivo funciona da seguinte maneira. Após ligar a alimentação, a saída do flip-flop RS (pino 4 do elemento DD1.2) é ajustada para o nível log. Ah, então o transistor VT1.1 está aberto e o VT1.2 está fechado. Através de um transistor aberto VT1.1, o capacitor C2 é carregado com a tensão da fonte de alimentação. Como é maior que a tensão limite do transistor VT2, este abre conectando a entrada do contador CP DD2.1 com um fio comum. Os acionadores do contador são definidos para um estado arbitrário quando a energia é ligada. Para testar o indutor Lxconectado aos terminais X1 e X2, pressione e segure o botão SB1 neste estado. Nesse caso, o flip-flop RS muda de estado - na saída (pino 4) do elemento DD1.2, aparece um nível de log. 1. No momento da chaveamento do flip-flop RS, um pulso curto aparece na saída do elemento DD1.3 (pino 11), zerando os contadores DD2.1 e DD2.2. O transistor VT 1.1 fecha em nível alto na porta, desconectando o capacitor carregado C2 da fonte de alimentação, e o VT1.2 abre, conectando a bobina sob teste em paralelo. Na ausência de espiras em curto-circuito no circuito LxAs oscilações harmônicas amortecidas de C2 ocorrem com uma frequência que depende da capacitância e indutância de seus elementos. Quando o capacitor C2 é recarregado, o transistor VT2 abre periodicamente, gerando pulsos que são alimentados na entrada do contador DD2.1. Assim que a amplitude da tensão no circuito se torna menor que a tensão limite do transistor VT2, o fluxo de pulsos para a entrada do contador é interrompido e pelo menos uma das saídas do contador é definida como log 1, de modo que o LED HL1 acende, indicando que a bobina em teste está funcionando. Quando o botão é solto, o dispositivo retorna ao seu estado original. O contador é novamente zerado por um pulso de reset da saída do elemento DD1.3. Se houver voltas em curto-circuito na bobina, apenas um pulso entra na entrada do contador e, como a saída 1 (pino 3) do contador DD2.1 não está conectada ao elemento OR nos diodos VD1-VD5, o LED HL1 não responde a isso. O circuito R3VD1-VD4 protege a porta do transistor VT2 da eletricidade estática. Não há requisitos especiais para a maioria das partes da sonda: resistores e capacitores podem ser de qualquer tipo, diodos - qualquer silício de baixa potência, LED HL1 - qualquer um, de preferência com brilho aumentado. O principal requisito para o transistor VT2 é uma baixa tensão de limiar. Para transistores da série KP504, não passa de 0,6 ... 1,2 V, portanto, você pode usar um transistor com qualquer índice de letras. Você pode usar o transistor KP505G (ele tem uma tensão limite de 0,4 ... 0,8 V).
O dispositivo é montado em um fragmento de uma breadboard universal com dimensões de 50x30 mm. Para facilitar a instalação do conjunto do transistor VT1 (está disponível no pacote SO-8 com passo de avanço de 1,27 mm), foi feita uma placa riser. Para isso, foi recortado um fragmento de uma placa de prototipagem para microcircuitos com condutores planares (Fig. 2), projetada para a montagem de quatro condutores com passo de 1,27 mm. Um corte é feito na folha do condutor impresso largo no lado oposto do fragmento para criar uma folga entre os condutores 5, 6 e 7, 8 do conjunto. Condutores da placa do adaptador - pedaços de fio de cobre estanhado com um diâmetro de 0,7 mm são soldados aos blocos resultantes para os pinos 5-8 e soldados em blocos redondos que terminam os condutores impressos para os pinos 1-4. Ao dobrar os pinos da placa riser no ângulo certo, ela pode ser montada paralelamente à placa principal ou perpendicular a ela. As entradas não utilizadas do chip DD1 (pinos 8, 9) devem ser conectadas à linha de alimentação positiva ou a um fio comum. O aparelho montado, juntamente com uma bateria, composta por quatro células tamanho AAA conectadas em série, é colocado em um estojo, que pode ser convenientemente usado como saboneteira de plástico. A posição da placa na caixa é fixada com pedaços de espuma de borracha e as metades da caixa são fixadas uma à outra com parafusos auto-roscantes em miniatura. O dispositivo não requer ajuste. Como o teste mostrou, o indicador determina com segurança a presença de espiras de curto-circuito em transformadores com potência de vários watts (transformador de um adaptador de rede) a vários quilowatts (transformador de soldagem), além disso, quando conectado aos enrolamentos primário e secundário (o loop de curto-circuito foi criado artificialmente, fechando um pedaço do fio de montagem passado pela janela do circuito magnético). Em dispositivos com circuito magnético ramificado (transformadores trifásicos, amplificadores magnéticos, etc.), é necessário verificar os enrolamentos de cada haste. Nas máquinas de corrente alternada, devido à diferente orientação espacial dos enrolamentos, o teste também deve ser feito por enrolamento. Na maioria dos casos, os motores elétricos com rotor de gaiola de esquilo podem ser verificados sem desmontagem - aparentemente, o entreferro entre o rotor e o estator cria resistência magnética suficiente, o que enfraquece o efeito das voltas em curto-circuito do rotor (a necessidade de a desmontagem ocorreu apenas nos casos em que o dispositivo mostrou a presença de espiras de curto-circuito em todos os enrolamentos). Motores de design e potência muito diferentes foram testados - desde monofásicos de baixa potência (EDG de várias modificações, KD-3,5) até trifásicos importados com potência de 3,5 kW (de uma máquina para trabalhar madeira). Os motores coletores devem ser verificados em diferentes posições de armadura. Literatura
Autor: K. Moroz
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