CN113405446B - 一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置 - Google Patents

一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置，所述方法包括以下步骤：S1、将包含变压器的总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的输出端与负载连接；S2、使所述总装产品上电工作，所述变压器随之得电运行；S3、获取变压器原边的输入电流；S4、将所述输入电换成一个电流值；S5、判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格。所述方法及装置可以在变压器或者以变压器为组成部件的产品组装完成后，对变压器磁芯间隙进行检测，检测过程快速、简便，易于实施，可以防止不合格产品流入市场。

Description

一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，特别涉及一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置。
背景技术
变压器作为变压器件可以应用于多种产品中。例如，变压器是DC/DC变换器的关键部件，其可靠性的高低直接决定了DC/DC变换器的性能。然而，在变压器的原材料运输和产品生产等环节，变压器磁芯容易受到外界因素影响，例如磁芯破碎、被颗粒物污染或者安装倾斜等等，造成磁芯间隙(间隙也可以称为气隙，即两个磁芯之间的距离)变化。磁芯间隙变化对无间隙或者间隙小的变压器性能影响比较大，严重的话，会造成产品功能异常。例如，某些变压器的磁芯间隙在设计时小于100um，如果磁芯间隙变大，会导致变压器电感量减小，这样可能导致DC/DC变换器的整体电性能出问题，例如原边过流。
然而，目前在变压器或者以变压器为组成部件的产品组装完成后，没有对变压器磁芯间隙进行检测，这样导致部分不合格产品流入市场。
发明内容
本发明提供了一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置，以解决变压器磁芯间隙没有被检测的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测变压器磁芯间隙的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将包含变压器的总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的输出端与负载连接；
S2、使所述总装产品上电工作，所述变压器随之得电运行；
S3、获取变压器原边的输入电流；
S4、将所述输入电流转换成一个电流值；
S5、判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格。
可选的，所述S3和所述S4之间还包括：对所述输入电流进行滤波处理。
可选的，所述S5之后还包括：当判定所述变压器的磁芯间隙不合格时，发出报警信号。
可选的，所述变压器为高频变压器、中频变压器或低频变压器。
可选的，所述变压器的磁芯结构为UI型、EE型或EI型。
可选的，总装产品中的变压器包括一个原边和两个以上的副边，每个副边对应一个总装产品的输出端；所述S1具体包括以下步骤：将所述总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的各输出端分别连接一个负载。
本发明还提供了一种检测变压器磁芯间隙的装置，所述装置包括顺次串联的电流获取模块、A/D转换模块和微处理器；
所述电流获取模块用于获取变压器原边的输入电流；
所述A/D转换模块用于将所述输入电流转换成一个电流值；
所述微处理器用于判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格。
可选的，所述装置还包括滤波电路，所述滤波电路串联在所述电流获取模块和所述A/D转换模块之间。
可选的，所述装置还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器串联。
可选的，所述电流获取模块为电流传感器。
本发明提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置，其原理为：先根据变压器的理想参数进行理论计算，得到变压器原边电流的最大值和最小值；然后进行实际检测，实际检测前先设定变压器的输入电压和变压器输出负载电流，然后给变压器上电，使变压器上电工作，检测得到原边电流ip，其中，ip＝im+is/N，im表示励磁电流，is表示副边电流，N表示原边和副边的匝数比；检测到实际的变压器原边电流ip后，将模拟量形式的电流ip传输至A/D转换模块进行模数转化，得到一个数字量的电流值；然后将数字量的电流值传输给微处理器，微处理器根据预设的阈值范围和数字量的电流值进行最终的判断，若磁芯间隙变大，磁芯相应部位的磁阻会变大，导致原边电流ip变大，电流超范围，报故障；若磁芯间隙变小，磁芯相应部位的磁阻会变小，导致原边电流ip变小，电流超范围，报故障。本发明提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置，可以在变压器或者以变压器为组成部件的产品组装完成后，对变压器磁芯间隙进行检测，检测过程快速、简便，易于实施，可以防止不合格产品流入市场。
附图说明
图1是发明一实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法的流程图。
图2是本发明一实施例提供的EI型磁芯组装前的结构示意图。
图3是本发明一实施例提供的EI型磁芯组装后的结构示意图。
图4是本发明一实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙的装置在使用状态时的结构示意图。
[附图标记说明如下]：
E型磁芯-1、线圈-2、I型磁芯-3、磁芯间隙-4。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1和图4所示，本实施例提供了一种检测变压器磁芯间隙的方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将包含变压器的总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的输出端与负载连接；其中，所所述工作电源的电压可以是所述总装产品正常工作时的额定电压；被检测的总装产品是以变压器为组成部件的产品，例如，被检测的总装产品可以是DC/DC变换器；
S2、使所述总装产品上电工作，所述变压器随之得电运行；使所述变压器上电工作；实际检测时，可以通过驱动电路和开关器件控制总装产品的上电和断电；总装产品的输入端与变压器的原边连接，总装产品的输出端与变压器的副边连接，当总装产品得电时，总装产品内部的变压器也随之得电；
S3、获取变压器原边的输入电流；变压器的原边的电流是指图4中的电流ip，从电路中获取的电流ip包括很多个模拟量电流值；
S4、将所述输入电流转换成一个电流值；从电路中获取的电流ip是模拟信号，需要将模拟信号转化成一个电流值，一个电流值也可以称为一个数字量电流值，即一个具体的数值，将一个数字量电流值与预设的阈值进行大小比较；再具体转换时，可以将一定周期内的多个模拟量电流值的平均值作为数字量电流值；
S5、判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格。其中，所述预设的阈值范围是所述变压器在变压器的各项参数均为正常状态下，计算得到的变压器原边的电流值与预设的公差之和，所述正常状态包括变压器磁芯间隙正常，即变压器磁芯没有破碎、没有被颗粒物污染或者安装倾斜等因素导致变压器磁芯间隙发生异常。
本实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙方法的原理为：先根据包含变压器的总装产品的理想参数进行理论计算，得到变压器原边电流的最大值和最小值；然后进行实际检测，实际检测前先设定变压器的输入电压和变压器输出负载电流，然后给变压器上电，使变压器上电工作，检测得到原边电流ip，其中，ip＝im+is/N，im表示励磁电流，is表示副边电流，N表示原边和副边的匝数比；检测到实际的变压器原边电流ip后，将模拟量形式的电流ip传输至A/D转换模块进行模数转化，得到一个数字量的电流值；然后将数字量的电流值传输给微处理器，微处理器根据预设的阈值范围和数字量的电流值进行最终的判断，若磁芯间隙变大，磁芯相应部位的磁阻会变大，导致原边电流ip变大，电流超范围，报故障；若磁芯间隙变小，磁芯相应部位的磁阻会变小，导致原边电流ip变小，电流超范围，报故障。
本实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法，可以在变压器或者以变压器为组成部件的产品组装完成后，对变压器磁芯间隙进行检测，检测过程快速、简便，易于实施，可以防止不合格产品流入市场。
可选的，所述S3和所述S4之间还包括：对所述输入电流进行滤波处理。当变压器是高频变压器时，检测到的电流可能包括高频干扰信号，增加滤波电路可以对干扰信号进行滤除。
可选的，所述S5之后还包括：当判定所述变压器的磁芯间隙不合格时，发出报警信号。报警信号可以提醒检测人员被检测的产品为不合格产品。
可选的，所述变压器为高频变压器、中频变压器或低频变压器。本实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法，适用于各种类型的变压器。所述变压器还可以是平面变压器或绕线式直插变压器。
可选的，所述变压器的磁芯结构为UI型、EE型或EI型等。本实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法，适用于不同形状的磁芯。磁性的材质可以为铁氧体，绕组可以为铜质导线。如图2和图3所示，磁芯包括E型磁芯1、线圈2和I型磁芯3，磁芯组装完成后，E型磁芯1和I型磁芯3磁芯之间可能存在磁芯间隙4。
可选的，总装产品中的变压器包括一个原边和两个以上的副边，每个副边对应一个总装产品的输出端；所述S1具体包括以下步骤：将所述总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的各输出端分别连接一个负载。本实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法，适用于两个以上的副边的变压器。
基于与上述一种检测变压器磁芯间隙的方法相同的技术构思，本实施例还提供了一种检测变压器磁芯间隙的装置，如图4所示，所述装置包括顺次串联的电流获取模块、A/D转换模块和微处理器；
所述电流获取模块用于获取变压器原边的输入电流；
所述A/D转换模块用于将所述输入电流转换成一个电流值；
所述微处理器用于判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格。
本实施例提供的一种检测变压器磁芯间隙的装置，可以在变压器或者以变压器为组成部件的产品组装完成后，对变压器磁芯间隙进行检测，检测过程快速、简便，易于实施，可以防止不合格产品流入市场。
可选的，如图4所示，所述装置还包括滤波电路，所述滤波电路串联在所述电流获取模块和所述A/D转换模块之间。增加滤波电路可以对干扰信号进行滤除。
可选的，所述装置还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器串联。当微处理器判定产品为不合格产品时，可以向报警模块发送启动信号，报警装置接收到启动信号后报警，及时提醒检测人员。
可选的，如图4所示，所述电流获取模块为电流传感器。电流传感器能够实时、快速的变压器原边的电流进行检测，并传输给滤波电路或A/D转换模块。
综上所述，本发明提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置，所述方法包括以下步骤：S1、将包含变压器的总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的输出端与负载连接；S2、使所述总装产品上电工作，所述变压器随之得电运行；S3、获取变压器原边的输入电流；S4、将所述输入电换成一个电流值；S5、判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格。所述装置包括顺次串联的电流获取模块、A/D转换模块和微处理器；所述电流获取模块用于获取变压器原边的输入电流；所述A/D转换模块用于将所述输入电流转换成一个电流值；所述微处理器用于判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格。本发明提供的一种检测变压器磁芯间隙的方法及装置，可以在变压器或者以变压器为组成部件的产品组装完成后，对变压器磁芯间隙进行检测，检测过程快速、简便，易于实施，可以防止不合格产品流入市场。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种检测变压器磁芯间隙的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将包含变压器的总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的输出端与负载连接；
S2、使所述总装产品上电工作，所述变压器随之得电运行；
S3、获取变压器原边的输入电流；
S4、将所述输入电流转换成一个电流值；
S5、判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格；其中，所述预设的阈值范围是所述变压器在变压器的各项参数均为正常状态下，计算得到的变压器原边的电流值与预设的公差之和。
2.如权利要求1所述的一种检测变压器磁芯间隙的方法，其特征在于，所述S3和所述S4之间还包括：对所述输入电流进行滤波处理。
3.如权利要求1所述的一种检测变压器磁芯间隙的方法，其特征在于，所述S5之后还包括：当判定所述变压器的磁芯间隙不合格时，发出报警信号。
4.如权利要求1所述的一种检测变压器磁芯间隙的方法，其特征在于，所述变压器为高频变压器、中频变压器或低频变压器。
5.如权利要求1所述的一种检测变压器磁芯间隙的方法，其特征在于，所述变压器的磁芯结构为UI型、EE型或EI型。
6.如权利要求1所述的一种检测变压器磁芯间隙的方法，其特征在于，总装产品中的变压器包括一个原边和两个以上的副边，每个副边对应一个总装产品的输出端；所述S1具体包括以下步骤：将所述总装产品的输入端与工作电源连接，将所述总装产品的各输出端分别连接一个负载。
7.一种检测变压器磁芯间隙的装置，其特征在于，所述装置包括顺次串联的电流获取模块、A/D转换模块和微处理器；
所述电流获取模块用于获取变压器原边的输入电流；
所述A/D转换模块用于将所述输入电流转换成一个电流值；
所述微处理器用于判断所述电流值是否在预设的阈值范围内，如果是，则判定所述变压器的磁芯间隙合格；如果否，则判定所述变压器的磁芯间隙不合格；其中，所述预设的阈值范围是所述变压器在变压器的各项参数均为正常状态下，计算得到的变压器原边的电流值与预设的公差之和。
8.如权利要求7所述的一种检测变压器磁芯间隙的装置，其特征在于，所述装置还包括滤波电路，所述滤波电路串联在所述电流获取模块和所述A/D转换模块之间。
9.如权利要求7所述的一种检测变压器磁芯间隙的装置，其特征在于，所述装置还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器串联。
10.如权利要求7所述的一种检测变压器磁芯间隙的装置，其特征在于，所述电流获取模块为电流传感器。
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