Схема прибора для отыскания короткого замыкания. Прибор для определения короткозамкнутых витков в катушках

Кроме проверки на наличие обрыва, надо также проверить катушку на отсутствие внутри нее короткозамкнутых витков. Проверить наличие короткого замыкания внутри обмотки с помощью омметра без предварительной ее разборки невозможно. Поэтому для выявления такого дефекта лучше воспользоваться простым приспособлением, схема которого приведена на рис. 40.

С помощью этого прибора можно определить наличие короткозамкнутых витков внутри катушек индуктивности или обмоток небольших трансформаторов, внутренний диаметр которых не превышает 35 мм. В некоторых случаях прибором удается определить короткозамкнутые витки и в катушках большего диаметра. Следует заметить, что прибор можно приспособить для проверки катушек различных размеров, для этого только надо предусмотреть применение сменных катушек, намотанных на стержни соответствующего диаметра.

Схема и принцип работы прибора. Прибор собран на транзисторе, что позволило сделать его малогабаритным и весьма удобным в эксплуатации. Генератор ВЧ колебаний собран на транзисторе типа П11А, однако можно применить и любой другой транзистор, имеющий такие же параметры. В случае использования транзисторов типа р-п-р полярность подключения генератора к системе питания надо изменить на обратную. Питается прибор от батареи типа КБС-0,5. Катушки индуктивности L1—L3 намотаны на ферритовый стержень и имеют следующие данные: L1 содержит 110 витков провода ПЭЛ 0,15; L2 — 210 витков провода ПЭЛ 0,15; L3—55 витков провода ПЭЛ 0,12—0,17. При сборке прибора катушки надо установить так, чтобы часть ферритового стержня (35—50 мм) находилась над верхней частью корпуса прибора, так как на эту часть стержня при проверке надевают испытуемую катушку. В основу работы прибора положен принцип поглощения энергии колебаний, наводимых высокочастотным генератором в катушке L3 при установке на стержень катушки, имеющей короткозамкнутые витки.

Изменение наводимой э. д. с. фиксируется индикатором, с помощью которого можно установить наличие брака в катушке. В приборе можно применить любой микроамперметр магнитоэлектрической системы с током полного отклонения 50—100 мка. Наиболее хорошо для этой цели подходят приборы типов М4204, М494, М49 (последний тип прибора можно рекомендовать в том случае, когда размеры прибора не критичны, например, при эксплуатации прибора в стационарных условиях).

Сопротивление добавочного резистора R2 следует подбирать опытным путем при налаживании прибора в зависимости от чувствительности примененного индикатора. Необходимо обратить внимание на то, чтобы при отсутствии на ферритовом стержне испытуемой катушки угол отклонения стрелки индикатора был бы не менее 3/4 всей шкалы. Это позволит четко следить за изменением показаний индикатора в случае, когда на стержень надета бракованная катушка.

Вариант прибора с питанием от сети. Для разбраковки катушек в производственных условиях можно применить более простой прибор, в котором вместо стрелочного индикатора использована лампочка накаливания. Схема такого устройства изображена на рис. 41. Лампочка (6,3 в, 0,1 а) включена в коллекторную цепь транзисторного усилителя. Режим работы транзисторов устанавливается посредством резисторов R1 и R2.

Следует иметь в виду, что если при настройке прибора обнаружится отсутствие генерации, то надо поменять концы катушки L1 или L2. О наличии генерации можно судить по отклонению стрелки прибора или по яркости свечения лампочки.

Прибор прост в изготовлении, выполнен из стандартных деталей. Для второго прибора необходимо изготовить выпрямитель. Для этого можно использовать любой маломощный трансформатор питания, со вторичной обмотки которого можно снять 12—15 в.

Режим работы и выходное напряжение стабилизатора, в состав которого входят диод Д808 и транзистор П201, устанавливаются с помощью резистора R5.

При ремонте техники содержащей моточные изделия (трансформаторы, электродвигатели) часто встает такой вопрос как проверка на межвитковое замыкание .
Помочь в этом может простенькая приставка для авометра (тестера как их раньше называли).

Схема прибора для проверки межвиткового замыкания

Приставка представляет собой НЧ генератор, собранный по трехточечной схеме , с емкостной обратной связью через конденсаторы С1 и С2. Роль индуктивности контура генератора играет испытываемая катушка.
Потенциометр R4 служит для поддержания постоянной величины тока, протекающего через транзистор Т1, при изменении внутреннего сопротивления батареи, питающей генератор.
В гнезда Гн1 и Гн2 вставляют вилки щупов авометра. Наконечники щупов подключают к выводам испытываемой детали. Гнездо Гн1 одновременно является выключателем питания. Для этого оно разрезано вдоль по всей длине. Половины гнезда замыкаются вставленной в него вилкой, питание включается. Однополюсные вилки, обозначенные внизу схемы стрелками, включают в гнезда авометра для измерения переменного напряжения.

Работа прибора основана на уменьшении амплитуды генерируемого напряжения при подключении детали с межвитковым замыканием, так как в этом случае добротность контура значительно понижается. Уменьшение напряжения отмечает подключенный к прибору авометр .

Градуировку собранного прибора производят следующим образом. Подготовляют прибор к измерениям, подключив к нему авометр и щупы так, как описано выше. Затем присоединяют к щупам исправный унифицированный регулятор строк типа РРС-70 с введенным внутрь катушки сердечником. Регулируя потенциометр R4 добиваются, чтобы авометр показал величину переменного напряжения 1,5 в. Затем отключают щупы от РРС-70, вынимают вилки прибора из гнезд авометра я измеряют при помощи последнего коллекторный ток транзистора T1. Полученную величину тона следует в дальнейшем устанавливать при помощи потенциометра К4 перед проверкой любой детали. Отмечают переменные напряжения. которые покажет авометр при подключении других исправных деталей, показании авометра сводят в таблицу и руководствуются этой таблицей во время проверок.

При ремонте двигателей и генераторов, это устройство может стать очень полезным. Схема прибора и его работа очень проста и доступна для сборки даже новичкам. Благодаря этому тестеру станет возможным проверка любых трансформаторов, генераторов, дросселей и разнообразных катушек, индуктивностью от 200 мкГн до 2 Гн. Аппарат позволит определить не только целостность проверяемой обмотки, но также поможет выявить межвитковое замыкание, способен проверить p-n переходы у кремниевых транзисторов или диодов.

Схема прибора для проверки межвиткового замыкания

Схема прибора описывалась в журнале «Радио» №7 за 1990 год, но до сих пор не потеряла свою актуальность благодаря своей простоте и надежности. С таким пробором проверка межвиткового замыкания осуществляется за считанные секунды.

Собранный для сайта тестер немного отличается от этой схемы. О внесенных изменениях в схему читаем в конце статьи.

Основу тестера составляет измерительный генератор. Он собран на транзисторах VT1, VT2. Частота этого генератора не постоянная и зависит от колебательного контура, который образуется конденсатором С1, а также подключаемой катушкой, она подсоединяется к ХР1 и ХР2. Резистором R1 устанавливается нужная глубина положительной обратной связи, для обеспечения надежной работы измерительного генератора. VT3, включен в диодном режиме, он создает нужный сдвиг напряжения между эмиттером VT2 и базой VT4.

VT4, VT5 представляют собой генератор импульсов, вместе с усилителем мощности на транзисторе VT6 способен обеспечить горение светодиода в трех различных режимах: не горит, мигает с постоянной частотой, а также простое свечение. Выбор режима работы генератора импульсов определяется напряжением смещения на базе транзистора VT4.

При сборке устройства целесообразно проверять правильность схемы постепенно. Проверку работоспособности генератора импульсов можно осуществить подключением переменного резистора на 1 кОм, как показано на схеме. Вращая движок этого резистора можно убедиться, что генератор импульсов работает правильно во всех режимах. При установки сопротивления 200-300 Ом, важно убедиться, что происходит мигание светодиода.

Работа тестера осуществляется следующим образом. Если выводы тестера замкнуты, измерительный генератор не возбуждается вовсе, VT2 будет открытым. Напряжения на эмиттере VT2, а значит, на базе транзистора VT4 будет недостаточно, что бы заработал генератора импульсов. VT5, VT6 в таком случае будут открыты, а диод будет гореть постоянно , что сигнализирует о целостности цепи.

В случае подключения к измерительным выводам устройства исправной катушки,припустим, осуществляется проверка трансформатора на межвитковое замыкание, а также произведя подстройку с помощью R1, измерительный генератор начнет возбуждаться. На эмиттере VT2 напряжение будет увеличиваться, это все приведет к увеличению напряжения смещения на базе VT4, а также пуска генератора импульсов. Диод должен мигать.

Если окажется, что обмотка, которую проверяют, имеет короткозамкнутые витки, тогда измерительный генератор не будет возбуждаться, а прибор заработает также, как и в случе замкнутых выводов (контрольный диод засветится).

Когда измерительные выводы будут отключены или появится обрыв, тогдаVT2 будет закрыт. Напряжение на его эмиттере, а это значит, что и на базе VT4 возрастает. Он открывается до насыщения, а колебания генератора импульсов будут сорваны. VT5, VT6 закроются, а контрольный диод не засветиться вовсе.

Еще одной особенностью этого тестера есть возможность проверки p-n переходов. Подключая к аппарату кремниевый диод или транзистор (анод к ХР1, катод к ХР2), контрольный светодиод должен мигать. При пробое светодиод просто горит, а в случае обрыва не светится.

Вместо VT1— VT3 можно ставитьКТ358В или КТ312В. КТ361Б легко заменяются на КТ502, КТ209. При использовании светодиода необходимо последовательно с ним включать сопротивление около 30-60 Ом.; питания прибора осуществляется от источника — 3В. При использовании кроны целесообразно применить стабилизатор на 3,3В.

Иногда в крайнем правом положении переменного резистора, а также разомкнутых щупах тестера диод может засветиться. Необходимо изменить сопротивление резистора R3 (немного его увеличить), добиться, чтобы диод потух.

Когда проверяются катушки небольшой индуктивности, интенсивность перестройки переменного резистора, возможно, будет чрезмерной. Можно с легкостью выйти из этого положения включением последовательно с резистором R1 дополнительного переменного резистора с небольшим максимальным сопротивлением, например 1 кОм.

Прибор для проверки межвиткового замыкания своими руками

Прибор для проверки межвиткового замыкания своими руками собран из старых советских компонентов.

Для сборки тестера применялись следующие компоненты и внеслись небольшие изменения: транзисторы КТ315 и КТ209. Переменные резисторы на 47кОм (для грубой настройки) и 1кОм (для точной настройки). Питание устройства осуществляется с помощью батареи КРОНА, и стабилизатора AMS1117 на 3,3В. Дополнительно установлен светодиод зеленого цвета который сигнализирует о включении прибора, а красный - контрольный светодиод. Последовательно с обоими светодиодами включен резистор на 30Ом. Плата имеет небольшие габариты и способна поместиться в компактный корпус.

Вот каким получился прибор для проверки межвиткового замыкания катушек индуктивности.

Проверка работы и целостности цепи.

Проверка обмотки. (светодиод мигает)

Имитация короткозамкнутых витков. Светодиод горит при любом положении переменного резистора.

Прибор, принципиальная схема которого приведена на рисунке, предназначен для обнаружения короткозамкнутых витков и обрывов обмоток в трансформа­торах, катушках и рамках измерительных головок (без металлического каркаса). Кроме того, его можно использовать как вольтметр для измерения напряжений по­стоянного тока до 250 В при пределах измерения 0,5; 5; 25 и 250 В. Точность изме­рения не хуже ±2,5%. Питание осуществляется от одной батареи 3336Л.

Прибор содержит блокинг-генератор, собранный на транзисторе T1, и вольт­метр.

Блокинг-генератор выполнен по обычной схеме и при подаче на него напряже­ния питания кнопкой Кн1 вырабатывает колебания частотой около 85 кГц. К обмот­ке II трансформатора Тр1 блокинг-генератора через выпрямитель на диодах Д1 и Д2 подключен измерительный прибор ИП1. Он регистрирует величину тока вы­прямителя. Отклонение стрелки прибора устанавливают резисторами R2 «Усиле­ние» и R4 «Чувствительность». При включенной кнопке Кн1, т. е. генерации бло- кинг-генератора, добиваются резисторами R2 и R4 отклонения стрелки измери­тельного прибора на последнюю отметку шкалы.

Трансформатор блокинг-генератора намотан на стержневом сердечнике из феррита, на свободный конец которого одевают катушку, проверяемую на наличие короткозамкнутых витков. Если короткозамкнутых витков нет, то катушка не оказы­вает влияния на работу блокинг-генератора и стрелка прибора отклонится на по­следнюю отметку шкалы при нажатии кнопки Кн1.

Если же короткозамкнутые витки имеются, то за счет большого вносимого зату­хания в контуре блокинг-генератора колебания не возникают и стрелка прибора останется на нулевой отметке шкалы.

При проверке обмотки катушки на обрыв один из выводов подключают к гнезду «5 В», а другой - к штепселю «Пробник». Если обмотка не имеет обрыва, через прибор ИП1 будет проходить ток от плюса батареи Б1 через кнопку Кн1> резис­торы R5-R7 и обмотку катушки к минусу батареи. Стрелка прибора отклонится до какой-то отметки шкалы в зависимости от сопротивления обмотки. При обрыве об­мотки стрелка останется на нулевой отметке шкалы.

Вольтметр прибора состоит из измерительной головки ИП1 и добавочных рези­сторов R5-R9. Кроме измерения напряжений в различных устройствах, вольтмет­ром можно контролировать напряжение батареи питания. Для этого необходимо нажать на кнопку Кн2 и батарея будет подключена к вольтметру.

Трансформатор прибора выполнен на каркасе из электрокартона толщиной 0,5 мм; диаметр каркаса - 9, а длина - 70 мм. Все обмотки намотаны в один слой, виток к витку. Обмотка I содержит 40, обмотка II - 120, а III - 250 витков провода ПЭВ-2 0,15. В трансформаторе применен стержневой сердечник из феррита М400НН 160×8.

Так как конструктивно один из концов сердечника выступает из корпуса прибо­ра, а сердечник из феррита хрупок и может сломаться при неосторожном обраще­нии, то прибор сделан так, что сердечник при транспортировке и хранении может быть вынут.

В приборе применена измерительная головка М592 на 50 мкА с сопротивлени­ем рамки 2,25 кОм. Резисторы R1, R3 - УЛМ, R2v\R4 - СПО-0,25.

Прибор собран в корпусе от омметра М57 размерами 1 20x70x40 м м.

Налаживание блокинг-генератора сводится к определению правильности вклю­чения обмоток / или //. Если обмотки включены правильно, то при нажатии на кноп­ку Кн 1 стрелка прибора ИП1 отклонится на какую-то отметку шкалы. Если же от­клонения стрелки не произойдет, то необходимо поменять выводы одной из об­моток.

Налаживание вольтметра заключается в подборе добавочных резисторов так, чтобы сопротивление их было близко к рассчитанным по формуле:

где R^ B – суммарное сопротивление добавочных резисторов, Ом; U - макси­мальная величина измеряемого напряжения, В; i P - ток полного отклонения стрел­ки прибора, мА; R P - сопротивление рамки прибора, Ом.

Предлагаемый индикатор разрабатывался для проверки на наличие короткозамкнутых (КЗ) витков обмоток различных электротехнических устройств - трансформаторов, машин постоянного и переменного тока, магнитныхусилителей и т. д. Дляуменьшения материальных затрат их магнитопроводы нередко изготавливают из магнитомягких материалов с относительно большими удельными потерями. По этой причине зачастую невозможно получить достоверную информацию о наличии КЗ-витков традиционным способом - по срыву колебаний маломощного генератора , который возможен не только из-за наличия КЗ-витков, но и из-за потерь на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на регистрации реакции контура ударного возбуждения, образованного встроенным конденсатором и проверяемой катушкой, на импульс напряжения: если короткозамкнутых витков нет, то при подключении к ней заряженного конденсатора в контуре возникают затухающие колебания, а если такие витки есть, - апериодические.

Схема индикатора изображена на рис. 1. Он содержит конденсатор С2, который совместно с проверяемой катушкой L x образует контур ударного возбуждения; коммутатор на сборке полевых транзисторов VT1, работой которого управляют кнопкой SB1; RS-триггер на элементах микросхемы DD1, служащий для подавления дребезга контактов кнопки, формирователь импульсов на полевом транзисторе VT2 и двоичный счётчик на микросхеме DD2. Светодиод HL1 индицирует состояние счётчика "два и больше".

Устройство работает следующим образом. После включения питания на выходе RS-триггера (вывод 4 элемента DD1.2) устанавливается уровень лог. О, поэтому транзистор VT1.1 открыт, a VT1.2 закрыт. Через открытый транзистор VT1.1 конденсатор С2 заряжается до напряжения источника питания. Поскольку оно больше порогового напряжения транзистора VT2, последний открывается, соединяя вход СР счётчика DD2.1 с общим проводом. Триггеры счётчика при включении питания устанавливаются в произвольное состояние.

Для проверки катушки индуктивности L x , подключённой к зажимам Х1 и Х2, нажимают и удерживают в этом состоянии кнопку SB1. При этом RS-триггер изменяет своё состояние - на выходе (вывод 4) элемента DD1.2 появляется уровень лог. 1. В момент переключения RS-триггера на выходе элемента DD1.3 (вывод 11) появляется короткий импульс, обнуляющий счётчики DD2.1 и DD2.2. Высоким уровнем на затворе закрывается транзистор VT 1.1, отключая заряженный конденсатор C2 от источника питания, и открывается VT1.2, подключая параллельно ему проверяемую катушку. При отсутствии в ней короткозамкнутых витков в контуре L x C2 возникают затухающие гармонические колебания с частотой, зависящей от ёмкости и индуктивности его элементов. При перезарядке конденсатора C2 периодически открывается транзистор VT2, формируя импульсы, которые поступают на вход счётчика DD2.1. Как только амплитуда напряжения в контуре становится меньше порогового напряжения транзистора VT2, поступление импульсов на вход счётчика прекращается и как минимум на одном из выходов счётчика устанавливается уровень лог 1, поэтому зажигается светодиод HL1, сигнализируя об исправности испытуемой катушки. После отпускания кнопки устройство возвращается в исходное состояние. Счётчик вновь обнуляется импульсом сброса с выхода элемента DD1.3.

При наличии в катушке короткозамкнутых витков на вход счётчика поступает только один импульс, и поскольку выход 1 (вывод 3) счётчика DD2.1 не подключён к элементу ИЛИ на диодах VD1-VD5, светодиод HL1 на него не реагирует. Цепь R3VD1-VD4 защищает затвор транзистора VT2 от статического электричества.

К большинству деталей пробника особых требований не предъявляется: резисторы и конденсаторы могут быть любого типа, диоды - любые маломощные кремниевые, светодиод HL1 - любой, желательно повышенной яркости свечения. Главное требование к транзистору VT2 - малое пороговое напряжение. У транзисторов серии КП504 оно не выходит за пределы 0,6...1,2 В, поэтому можно применить транзистор с любым буквенным индексом. Можно использовать транзистор КП505Г (у него пороговое напряжение 0,4...0,8 В).

Устройство собрано на фрагменте универсальной макетной платы размерами 50x30 мм. Для облегчения монтажа транзисторной сборки VT1 (она выпускается в корпусе SO-8 с шагом выводов 1,27 мм) изготовлена переходная плата. Для этого из макетной платы для микросхем с планарными выводами вырезан фрагмент (рис. 2), рассчитанный на монтаж четырёх выводов с шагом 1,27 мм. В фольге широкого печатного проводника с противоположной стороны фрагмента сделан разрез для создания зазора между выводами 5, 6 и 7, 8 сборки. Выводы переходной платы - отрезки лужёного медного провода диаметром 0,7 мм припаяны к получившимся площадкам под выводы 5-8 и впаяны в круглые площадки, которыми оканчиваются печатные проводники под выводы 1-4. Изогнув выводы переходной платы под нужным углом, её можно смонтировать как параллельно основной плате, так и перпендикулярно к ней. Неиспользуемые входы микросхемы DD1 (выводы 8, 9) следует соединить либо с плюсовой линией питания, либо с общим проводом.

Собранное устройство вместе с батареей питания, составленной из четырёх соединённых последовательно элементов типоразмера ААА, помещают в корпус, в качестве которого удобно использовать пластмассовую мыльницу. Положение платы в корпусе фиксируют кусочками поролона, а половинки корпуса скрепляют одну с другой миниатюрными винтами-саморезами. Налаживания устройство не требует.

Как показала проверка, индикатор уверенно определяет наличие КЗ-витков в трансформаторах мощностью от нескольких ватт (трансформатор от сетевого адаптера) до нескольких киловатт (сварочный трансформатор), причём при подключении как к первичной, так и к вторичной обмотке (КЗ-виток создавался искусственно, замыканием отрезка монтажного провода, пропущенного через окно магнитопровода). В устройствах с разветвлённой магнитной цепью (трёхфазных трансформаторах, магнитных усилителях и т. п.) необходимо проверять обмотки на каждом стержне. В машинах переменного тока в связи с различной пространственной ориентацией обмоток проверку следует производить также пообмоточно. Электродвигатели с короткозамкнутым ротором в большинстве случаев можно проверять без разборки - по-видимому, воздушный зазор между ротором и статором создаёт достаточное магнитное сопротивление, ослабляющее влияние короткозамкнутых витков ротора (необходимость разборки возникала только в тех случаях, когда прибор показывал наличие КЗ-витков во всех обмотках). Тестировались двигатели самой разной конструкции и мощности - от маломощных однофазных (ЭДГ разных модификаций, КД-3,5) до трёхфазного импортного мощностью 3,5 кВт (от деревообрабатывающего станка). Коллекторные электродвигатели необходимо проверять при разных положениях якоря.

Литература

1. Кривонос А. Определение короткозамкнутых витков в обмотках трансформаторов и дросселей. - Радио, 1968, № 4, с. 56.

2. Дмитриев В. Прибор для определения межвитковых замыканий. - Радио, 1969, № 2, с. 26.

3. Поздников И. Пробник для проверки катушек индуктивности. - Радио, 1990, № 7, с. 68, 69.

Дата публикации: 16.01.2014

Мнения читателей

• Александр0107 / 23.06.2016 - 22:22
  ИМХО, лучше вместо формирователя на КП504 и счетчиках ИЕ10 сделать истоковый повторитель, вместо кнопочного управления - генератор импульсов с регулируемым периодом,и наблюдать колебания на выходе повторителя на оосцилле, тогда все будет видно наглядно и безошибочно. А пробник из Радио 1990 #7 , действительно, генерирует даже если есть искусственный КЗ виток.
• Дмитрий / 30.12.2015 - 15:54
  Прибор работает не по методу обнаружения срыва колебаний, так как задающего генератора здесь вовсе нет. Используется ударное возбуждение контура на испытуемой катушке и образцовом конденсаторе. Затем производится подсчёт затухающих колебаний до тех пор, пока их амплитуда не достигнет некоторого минимального предела, при котором полевик КП504 уже перестаёт открываться. Счётчик считает их, и если насчитает 2 и более импульса, говорит "хорошо", менее - плохо. Проблема в пороге открывания транзистора и его малой крутизне. Т.е., он плохо работает как пороговое устройство. Пробовал 2N7002. Вместо него так и просится компаратор - гораздо лучше должно работать.
• Юрий / 03.08.2015 - 13:59
  А Вы пробывали его собирать,мы его собрали и он у нас не пошел, опечатки в схеме у Вас случайно нет? полевой транзистор у нас BSS 129 аналог КП 503 так как КП 504 мы не нашли, имеются ли у Вас печатная плата, уж больно хотим его собрать.или напишите мне на почту [email protected]
• Сергей / 25.05.2014 - 11:58
  Автор что то путает. Куча схем простых и надежных и даже выпускавшимися промышленностью и работающих не на срыв колебаний, а на изменения их параметров. Срыв - обычно это когда полный...ец обмотки.