Стенд для испытаний электромагнита

)5 Н 01 Н 49/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ 2 струк представл ия 1, щий ения жит источник питан й дифференцирую ТДТ) 2, датчик напряж илитель 4, блоки пер ик тока 7, дифференц суммирующий усилит мно- руюель 9,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР .(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТА(57) Изобретение относится к средствамконтрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электромагнитов (ЭМ). Цель изобретениярасширение эксплуатационных возможностей за счет расширения класса испытываемых ЭМ и повышение точностиизмерений, достигается за счет применения универсальной аналоговой вычислительной схемы (АВС), реализованной на Изобретени контрольно-из предназначено электромагнито Цель - рас возможностей з испытываемых э ние точности из На чертеже схема стенда. Стенд соде трехобмоточн трансформатор 3, раэностный у жения 5 и 6, датч щий усилитель 8е относится к средствам мерительной техники и, для контроля параметров в (ЭМ).ширение эксплуатационныха счет расширения класса лектромагнитов и повышемерений..,Ж 1644249 А 1 стандартных высокоточных микросхемах, Вычисление электромагнитного усилия осуществляется по формуле/р г О +(О 28)гэм =. с 1 т, где О,очО, , ч, В - напряжение, производная на,пряжения, ток, производная тока, скорость и активное сопротивление обмотки электромагнита соответственно. Для замедления переходного процесса при снятии статических тяговых характетистик применен дроссель с постоянной индуктивностью, во много раз превышающей индуктивность электромагнита, Отмеченные особенности позволяют существенно повысить производительность труда и точность измерений, проводить испытания любых ЭМ, получить статические и динамические тяговые характеристики, оценить уровень вихревых токов и определить время срабатывания ЭМ. 1 ил,блок деления 10, датчик скорости 11 и интеграторы 12, 13.Трехобмоточный дифференцирующий трансформатор имеет магнитную проводимость, существенно превышающую максимальную магнитную проводимость исследуемого ЭМ. При этом одна из первичных обмоток, включаемая в силовую (токовую) цепь, выполнена маловитковой, а вторая - многовитковой, с числом витков не менее 100.Многовитковая первичная обмотка используется при определении статических тяговых характеристик, выполняя роль пускового реактора, затягивающего переходный процесс в электрической цепи.Вторичная обмотка ТДТ является источником информации о производной тока,.Магнитная система ТДТ выполнена ненасыщенной, Наличие информации о производной тока позволяет дополнительно (при 5 необходимости) определить время срабатыв.ания ЭМ.Корпус исследуемого электромагнита 14 механически связан с неподвижной системой стенда, а его шток(якорь) - с подвиж ной системой датчика скорости 11,Выход источника питания 1 соединен с входом (с одной из первичных обмоток) трехобмоточного дифференцирующего трансформатора 2. Вторичная (измеритель ная) обмотка трансформатора соединена с первым входом блока перемножения 5. Последовательно с силовой обмоткой трансформатора включены датчик тока 7 и обмотка исследуемого электромагнита 14, 20 Параллельно обмотке ЭМ подключены датчик напряжения 3 и вход дифференцирующего усилителя 8. Выход датчика напряжения соединен с первым входом разностного усилителя 4, Выход датчика тока 25 соединен с вторым входом разностного усилителя и первым входом блока перемножения 6. Выход разностного усилителя 4 соединен с вторым входом блока перемножения 5, выход которого соединен с первым 30 входом суммирующего усилителя 9, второй вход которого соединен с выходом блока перемножения б, вход которого соединен с выходом дифференцирующего усилителя 8,.Выход суммирующего усилителя 9 соединен 35 с первым входом блока деления 10, Первый выход датчика скорости 11 соединен с входом интегратора 12, а второй - с вторым входом блока деления 10, выход которого соединен с входом интегратора 13. 40В стенде аналоговая вычислительная схема (АВС) определяет электромагнитное усилие не по формулеЕэм=0,5 ( 1- ф - ), (1)х х45 справедливой лишь для небольшой группы электромагнитов с ненасыщенной магнитной системой, а по универсальной формул)О + О - 2 Я(дт е Таким образом, введение в структурнуюсхему стенда датчиков тока, напряжения,50 производной напряжения, скорости и специальной аналоговой вычислительной схемы позволяет определить статические и динамические характеристики электромагнитов как с насыщенной, так и ненасыщен 55 ной магнитной системой и существенно (в3 - 5 раз) повысить точность вычисления электромагнитного усилия.Все это позволяет предлагаемый стендиспользовать не только для исследований электромагнитов, но и для оперативного ие, производодная тока, акмотки ЭМ и з условия иления;но и справеического пр определит Еэм =,1 оч где О, О, ,1, Й, ч - напряженая напряжения, ток; произв тивное сопротивление об скорость соответственно.Выражение (2) получено стоянства активного сопротиУравнение (2) универсал ливо для любого электромеха образователя и поэволяе электромагнитное, усилие с высокой точностью, используя стандартныевысокоточные электронные устройства.Стенд работает следующим образом.Исследуемый электромагнит крепится на установочной плите, а его шток механически соединяется с подвижной системой датчика скорости 11, При снятии статических характеристик в токовую цепь электромагнита включается многовитковая первичная обмотка трансформатора 2, при исследовании динамических характеристик - маловитковая.Под действием силы тяжести от массы подвижных частей электромагнита и датчика скорости шток (якорь) электромагнита установится в положение, соответствующее максимальному рабочему воздушному зазору. После этого устанавливаются нулевые значения напряжения на выходах всех элек-. тронных преобразователей (блоков). Затем устанавливается нужное значение напряжения на выходе источника питания и включается электромагнит. Изменение перемещения, скорости, тока и электромагнитной силы визуализуется посредстврм запоминающего осциллографа или документируется с помощью графопостроителя или цифропечатающего устройства, При достижении якорем стопа электромагнит отключается конечным выключателем (на схеме не показан) и шток (якорь) возвращается в исходное положение.В случае необходимости осуществляется тарировка (определяется масштаб) статической тяговой характеристики электромагнита посредством калибровочных масс, присоединяемых к механическому выходу электромагнита.Если в качестве датчика скорости использовать магнитоэлектрический преобразователь, то при резистивном датчике тока и электронном датчике производной напряжения возможно определение электромагнитной силы с погрешностью, не превышающей 124,1644249 контроля их качества в процессе производства,Формула изобретенияСтент для испытаний электромагнита,содержащий источник питания, два блока 5перемножения, два усилителя, два интегратора, трансформатор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет расширениякласса испытываемых электромагнитов и 10повышения точности измерений, в него введены разностный усилитель, датчик напряжения, датчик тока, датчик скорости, блокделения, в качестве трансформатора использован трехобмоточный дифференцирующий трансформатор (ТДТ) в качествепервого усилителя выбран дифференцирующий усилитель, а в качестве второго усилителя использован суммирующий усилитель,при этом выход источника питания соединен с входом ТДТ, первый выход которогосоединен с входом датчика тока, а второйвыход соединен с первым входом первогоблока перемножения, второй вход которого Составитель Д.Тара Стенина Техред М.МоргенталКорректор Л.Пилипен едак Подписное о изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 5, Раушская наб 4(5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1464 Тираж 354 ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, соединен с выходом разностного усилителя, первый выход датчика тока соединен с входом дифференцирующего усилителя, с выводами для подключения обмотки испытываемого электромагнита и с входом датчика напряжения, выход которого соединен с первым входом разностного усилителя, второй вход которого соединен с первым входом второго перемножителя и с вторым выходом датчика тока, выход дифференцирующего усилителя соединен с вторым входом второго блока перемножения, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого подсоединен к выходу первого блока перемножения, выход суммирующего усилителя соединен с первым входом блока деления, выход которого соединен с входом первого интегратора, причем датчик скорости установлен с возможностью кинематической связи с штоком испытываемого электромагнита, при этом выход датчика скорости соединен с входом второго интегратора и вторым входом блока деления,