SU64093A1 - Устройство дл измерени магнитных напр жений - Google Patents

Description

Широко известно измерение переменных магнитных напр жений при помощи ферромагнитного сердечника , снабжённого равномерно наложенной по его длине измерительной обмоткой, приключённой к электрическому измерительному прибору. Такой сердечник прикладывают концами к тем тoчкa, между которыми измер етс  разность магнитных потенциалов, и по измерительному прибору делают отсчёт.

Согласно насто щему изобретению , предлагаетс  в таком устройстве снабдить сердечник, выполненный в виде скобы, дополнительной компенсационной обмоткой, питаемой через фазорегул тор переменным током той же частоты, что и частота тока, намагничивающего исследуемое изделие; благодар  этому измерение может быть произведено по компенсационному методу - путём определени  числа ампервитков компенсационной обмотки , необходимых дл  компенсации вышеуказанной разности магнитных потенциалов.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом, на фиг. 1 которого изображена в перспективном виде конструкци  предлагаемого устройства , а на фиг. 2 и 3 - схемы включени  его.

Испытуемый образец 1 намагничивают электромагнитом 2, имеющим обмотку 3, питаемую переменным током. Индукци  в образце 1 определ етс , как всегда при индукционном методе исследовани , но измерению э.д.с. Е, наводимо) магнитным потоком Ф в обмотке 4, надетой на образец.

Измерение напр жённости пол  в образце 1 производитс  следующим образом: к испытуемому образцу прикладываетс  скоба 5, выполненна  из ферромагнитного материала с большой начальной проницаемостью и имеюща  две обмотки 6 и 7. Толщина скобы должна быть очень малой (пор дка 1 мм), а сечение-посто нным по всей её длине. Обмотка 6 намотана равномерно по всей длине скобы в два сло . К зажимам этой обмотки приключён вибрационный гальванометр Г. Обмотка 7 надета на скобу поверх об.мотки 6 и приключена к источнику переменного тока с напр жением , регулируемым по величине и фазе при помощи фазорегул тора ФР.

Установив скобу 5 на изделии 1, как показано на фиг. 1, регулируют

ток I в сб-мотке 7 п добиваютс  отсутстви  тока в вибрацкоином гальва1юмст)е Г. Отсутствие тока в га.чьваиомстрс свидетельствует об отсутствин магнитного потока в скобе; посдеднее может иметь место только тогда, когда магнитное напр жение между точками и и b образца , которых каеаютс  ножки скобы, уравновешено магннтодвижуще снлой, создаваемо током I 1 обмотке 7. Следовательно при

.IW7

равновесии И/ , откуда Н , ,

Таким образом, измерив силу тока I амперметром А и зна  рассто ние / между ножкалп-( скобы и чис .ю витков 7 обмотки 7, легко определить Н - напр жённость пол  тока в образце на участке аЬ.

Если же.лательпо определить пе только величины ипдукции и напр жённости в образце 1, но и сдвиг фаз между ними (который необходимо знать, если желательно определить удельные потери в же . и эффективную магнитную цроиицаемость), то нужно измерить сдвиг фаз между током I и э.д.с. Е, наводимой в обмотке 4. Последпее легко сделать, измер   I и Е при помощи потенциометра переменного тока, или какими-либо вектормерными приборами (например, магнитоэлектрическими гальванометрами , включёнными через вибрационные выпр мители).

На фиг. 2 изображена схема с потенциометром переменного тока, удобна  в тех случа х, когда же .тательно измерить индукцию в образце при заданной напр жённости. Здесь П - комплексный потенциометр переменного тока, ФР - фазорегул тор , AT - регулирующий автотрансформатор , РТ - разделительный трансформатор, Р - реостаты , К - переключатель (ключ), Г - гальванометр, А - амперметры . Измерение производитс  следующим образом: перемеща  движки реостатов Р, устанавливают в компенсирующей обмотке 7 скобы 5 ток I, соответствующий желательному значению напр жённости: Н/.

Этот же ток проходит через рабо .ую цепь потенциометра переменного тока. Установив ток I, приключают гальванометр к обмотке 6 скоб) 5 (ключ К в положении I) ц, регулиру  цри помощи фазорегхл тора и регу.иирующего автотрансформатора ток в намагничивак )1цей об мотке 3, добиваютс  отсутстви  тока в вибрационном 1-альваиометре Г. После этого, переведи ключ К в положение II, переме итют рычаги и движки потенциометра П, компенсиру  э.д.с. Е в обмотке 4. При достигнутом двойном равновесии имеют место следующие соотпощени :

JWj

Ё - i а -- j 1

Н

Здесь «Ир.- от}1ошени  напр жепин па реохордах потенциометра к току в рабочей цени; если примен ютс  обычные комплексные потенциометры , у которых шкалы градуированы так, что при рабочем токе в потенциометре, равном 1,, 0,5 А, они непосредственно показывают напр жение на реохордах в вольтах, то

где Ua и Ub - показани 

шкал

потенциометра.

Так как

Е - ja)BSW4,

I3 I

B J-(+-f) - -

со W4 Sш V4 Ь

знг

- +

I V7 V4 S

+ jГ-.

U W7 V4 S

(где S - сечение образца), a

l/n т

Вш: --Ц;1.-5тг,.

О) V4 S

Ha фиг. 3 изображена схема с специальным двойным потенциометром , которой удобно пользоватьс , если желательно измер ть составл ющие напр жённоети при за/цанноп величине индукции.

Ко-мпенсационна  обмотка скобы состоит в рассматриваемом случае из двух отдельных частей 1 и 1 с относительно большим числом витков .

Обе части присоединены к движкам двойного иотеициометра ДП, нерва  - через активное соиротивление R-, , втора , - через емкость С.

При измерении вычисл ют значе П е Е 4,44 wjfBmS, соответствующее заданному значе;н1Ю индукции В,л, и устанавливают так движок L и такое зиачение I,,, чтобы loR V.. Затем, иоставив нереключатель К в ноложение II, регулируют ток в намагничивающей обмотке , добива сь отсутстви  тока в гальванометре Г. При этом в образце 1 будет установлен исток с заданной величиной индукции. После этого, иеревед  ключ К в положение I, перемещают движки двойного иотенциометра, вновь добива сь отсутстви  тока Е гальв-анометре. При двойном равновесии магнитное напр жение Н/ уравновещи1ваетс  магнитодвижущими силами 1а wy -И

1ъ Wy, т. е. Н/ 1а wy -- ib Wy.

Так как la и 1ь малы по сравнению с (,, то можно считать:

Ib То гь j ш с

, „

R,

(сопротивлени ми обмоток Т и 7 пренебрегаем по сравнению с Ra 1

и 7

Следовательно, + 1„

Гк шС

Ко

v -L Гь С.

Н

Так как 1,, совпадает по фазе с Е и находитс , следовательно, в квадратуре с В, то составл юща  Н, совпадающа  на фазе с В (намагничивающа ), равна

Н, г,.С,

а составл юща  Н, сдвинута  по

отношению к В на четверть периода (составл юща  потерь) -

11,.-.

Так как -о - - fB,,S .

и,

,-44- fS v г.. то

---- 4.44 fS

R.,

Описанное устройство может примен тьс  дл  исследовани  магнитных свойств злектрстехнической стали при переменном токе па любых образцах, в которых можно создать на некотором участке равнo iepнo распределённый магЕнлтньп поток. Метод применим дл  исследовани  железа как на малых образцах , так и в целых листах. Возможно также исследование вли ни  подмагничивани  посто нным током. Измерение магнитного напр жени  методом комиенсации его магнитодвижущей силой может быть применено и дл  более общих исследований магнитных цепей, например , дл  измерени  магнитных сопротивлений отдельных участков , полей рассе ни  и т. п.

Предмет изобретени 

Устройство дл  измерени  магнитных напр жений на переменном токе при помощи скобы из ферромагнитного материала, имеющей равномерно распределённую по длине обмотку, присоединённую к электрическому измерительному прибору , и прикладываемой концами к тем точкам исследуемого издели , между которыми измер етс  разность магнитных потенциалов, о тличающеес  тем, что скоба снабжена дополните„1ьной компенсационной обмоткой, питаемой через фазорегул тор переменным током той же частоты, что и частота тока, намагничивающего исследуемое изделие, с целью производства измерени  путём определени  ампервитков компенсационной обмотки , необходимых дл  компенсации вышеуказанной разности магнитных потенциалов.

Фиг. 1

f

Фиг. 3

I Y