Ƒ↓ — Прибор проверки якорей (ППЯ). Индикатор кз-витков в катушках с ферромагнитными магнитопроводами Прибор для обнаружения кз витков схема

«Признавая свои ошибки, мы находим источник силы»

Решил сделать прибор для проверки якорей на короткозамкнутые витки и прочее. Пригодится если решили отремонтировать коллекторный двигатель и проверить правильно ли намотали. Очень полезная вещь и когда то в СССР выпускалась. Но теперь Днем с огнем не сыщешь.

Не будем вдаваться в сложные формулы, постараюсь объяснить на мигах, что сделал. Статью разобью на 2 части. «Часть первая. Магнитопровод». «Часть вторая. Электричество». Потом объясню из за чего 2 части.

Часть первая. Магнитопровод.

Во первых нам нужен магнитопровод, или же по другому — статор от двигателя пылесоса. Потом нам нужно вырезать в одной его стороне часть под углом 90 градусов, Куда будет ложиться сам якорь для проверки. Можно болгаркой, пилкой, ложкой — как кому удобнее.

Затем, нам нужно создать площадку для намотки катушки. Многие пишут, что нужно взять электрокартон, какой то еще -тон, но у меня его нет и в ближайшие 50 километров в окружности он не намечается, Купить негде. А значит нужна альтернатива. Помните, когда ремонтируют двигатели мотоциклов и автомобилей и нет прокладки — ее раньше вырезали из папки «Дело №». Вот и мы так и сделаем, но нужно иметь ввиду — папка грубая, нам сойдет и обложка тетради. Имелся у меня похожий магнитопровод и там был электрокартон, но немного уже чем нужно. Но нам ведь достаточно замерить толщину и приблизительно подобрать. Лишь бы была прослойка между проволокой и самим статором.

P.S. Прибор на статоре пылесоса, навеян мотивами темы на одном форуме. Оригинал . Спасибо автору за толчек в правильном направлении.

Меряем толщину:

Електрокартон от иного двигателя, но в который укладывались когда-то обмотки.

и обложка тетради

Теперь вырезаем:

И наматываем в один слой на магнитопровод, скрепив все дело скотчем:

Потом нам нужны щеки, чтобы провод упирался по сторонам и у нас получилась полноценная катушка. Вырезаем их из фанеры, предварительно рассчитав размеры.

И выбираем стамеской лишнее. Можно немного зачистить на наждаке.

Не забываем учесть угол статора и подгоняем тем же наждаком — небольшой угол на самих щечках

Желательно чтобы сами щечки, становились туго на магнитопроводе.

Если нет, берем тетрадь и отрезаем по размеру щечек кусочек листа и наматываем с проклеиванием. Пока стенка не станет более менее туго.

Вставляем щеки и проклеиваем клеем. У меня пошло чуть ли не пол пачки ПВАКа. Клеил и заливал его около десятка раз. На следующее утро все было готово.

Вот и все по части Магнитопровода.

Часть вторая. Электричество.

Начнем. Нам нужна проволока. Я нашел у себя, когдато смотанную с кинескопа от старого телевизора проволоку. сопротивление мне сразу показалось не достаточным — всего 13 Ом, диаметром 0,4 при длинне провода, как я потом высчитал 93м. 1 мм.квадратный медной проволоки выдерживает 3,2 -3,5 ампера. У нас, если половину выдержит, уже будет счастьем, нам этого должно хватить. Я так думал.

(По рассчетам (число витков = 50 / S * 220в) на этом сайте, высчитал нужное количество витков, получилось 660. Но мне не понравилось, что это применимо ко всем толщинам проводов! Как так?? Сайт вроде хороший, но в рассчетах я усомнился. иил я чтото не так понял.)

Но потом, меня начали одолевать смутные сомнения. Хоть я и не электрик но вс еже, как известно из закона Ома (здесь I=U\R) — если мы подадим 220 Вольт на проводник с сопротивлением проволоки 13 Ом, то по нем потечет ток где то 16 А. Проволока же наша выдерживает где то 1,25А. Короче, она просто пыхнет и выветрится через форточку. Думал думал и списав остальное на чудодейственную магнитную насыщенность сердечника и индуктивность (накопительность энергии) самой катушки, о которых я мало знаю, но решил мотать. В конце концов попытка не пытка. И любая, пусть даже провальная попытка — урок, для тех, кто хочет учиться.

Мотал я около 4-5 часов. Виток к витку, старательно. Все меньше веря в успех. Получилось около 800 витков.

Закончив, лег спать и оставил на утро.

Сегодня проверил. Поставил тестер и амепрметр в нужные режимы для взятия показаний.

20 Вольт — около 1 Ампера

50 Вольт — 2 Ампера

И рискнув, поняв, что был прав вчера — подал сто вольт:

100 Вольт — 4,5 Ампера.

Так про какие 220 речь? Она точно «выветрится», эта проволока.

Не забыли сколько должно было быть? Не более 1,25А, а здесь 4,5А только при 100 Вольтах. Эксперимент увенчался дымом из под изоленты, плавлением проволоки и полным провалом. Но лучше так, чем сидеть и смотреть в окно с пьяной харей, бухая беспробудно.

А теперь о Частях. Часть «Магнитопровод» — полностью пригодна к воплощению в жизнь. А вот что касается части «Электричество» — думаю здесь ошибка заключалась в том, что нужно повысить сопротивление — иными словами, взять столько проволоки, чтобы выдержала 220 Вольт.

Подходящий донор уже есть, какой то старый дроссель от телевизора сопротивлением 240 Ом, диаметром провода — 0,08 мм. Думаю выдержит. А может нет. Так что продолжение следует.

Вероятно, многие замечали, проверяя целостность обмоток электродвигателей, трансформаторов, дросселей с помощью тестера, что если разорвать цепь катушка индуктивности-тестер, а затем тут же случайно коснуться выводов катушки, то можно почувствовать слабый электроудар. Можно этому эффекту не придать никакого значения, можно подумать о том, что вероятно проявляется ЭДС самоиндукции катушки, а можно и призадуматься: а нельзя ли как-то из этого извлечь пользу?

Оказалось, что можно, т.к. ЭДС самоиндукции катушки индуктивности представляет собой вполне конкретный бросок напряжения, амплитуда которого зависит от напряжения питания разрываемой цепи, от индуктивности катушки и от ее добротности. При экспериментальной проверке выяснилось, что если параллельно проверяемой катушке подключить неоновую лампочку типа ТН-0,2, ТН-0,3 и т.п., то при разрыве цепи источник питания-катушка ЭДС самоиндукции катушки вызывает вспышки неоновой лампочки, которые тем ярче, чем выше напряжение питания проверяемой цепи, индуктивность катушки и ее добротность.

Именно этому условию отвечают сетевые обмотки силовых трансформаторов, просто высоковольтные обмотки трансформаторов, обмотки дросселей со значительной индуктивностью, обмотки электродвигателей, т.е. именно те узлы электрооборудования, которые наиболее подвержены выходу из строя из-за электрических перегрузок, приводящих к перегреву обмоток, нарушению изоляции между витками обмотки и появлению короткозамкнутых витков. К.з. витки могут появиться и из-за механических повреждений обмоток. Но в любом случае при их появлении катушка индуктивности (обмотка) резко снижает свою добротность, уменьшается ее сопротивление токам промышленной частоты и она будет нагреваться выше допустимого значения, т.е.станет непригодной к дальнейшему использованию.

Оказалось, что если собрать испытательную схему, приведенную на рисунке, то исправные катушки индуктивности при разрыве цепи питания (нажатии на кнопку) дают яркие вспышки неоновой лампочки. А если в катушке индуктивности имеются короткозамкнутые витки, то вспышек илинет вовсе, или они очень слабые. Именно этот эффект является полезным, ибо он позволяет выявлять негодные, подлежащие выбраковке или ремонту электроизделия.

Очевидно, что обмотки, намотанные толстым проводом и имеющие малое количество витков, т.е. малую индуктивность, проверить этим способом не удастся - даже исправные катушки не будут давать вспышек неоновой лампочки. Это нужно учитывать, чтобы не сделать ошибочных выводов. Но для катушек индуктивности, имеющих омическое сопротивление постоянному току порядка десятков-сотен Ом и более, данная схема выявления короткозамкнутых витков очень удобна. Разъем Х1 может быть любого типа и предназначен для подключения источника постоянного напряжения. Величина напряжения питания не критична и может находиться в пределах 3 - 24 В, т.е. можно использовать любые имеющиеся под рукой батарейки или аккумуляторы. Тумблер S1 служит для отключения прибора при длительных перерывах в работе. Лампа HL1 может быть любого типа на напряжение не ниже чем Епит. Она нужна для контроля подачи напряжения питания на схему (для предупреждения ошибочных выводов о непригодности испытываемой катушки). Полезно рядом с проверяемыми катушками иметь заведомо исправную катушку того же типа для сравнительного контроля. Кнопка S2 может быть любого типа и служит для разрыва цепи питания при проверке катушки. Резистор R1 Тр.(Др.) служит для ограничения тока, протекающего через неоновую лампочку HL2. Х2, ХЗ -штыри типа LU4 с надетыми на них зажимами типа <крокодил>, которые с припаянными к ним гибкими проводниками подключаются непосредственно к выводам проверяемой катушки индуктивности.
Собранный без ошибок прибор в настройке не нуждается. Его можно разместить в любом малогабаритном корпусе. Хочу обратить внимание начинающих радиолюбителей, что данный способ проверки катушек индуктивности на отсутствие или наличие короткозамкнутых витков ни в коем случае нельзя использовать для проверки радиочастотных катушек, ибо могут размагнититься подстроечные сердечники или даже перегореть проводники катушек.

Схема межвиткового тестора и его работа довольна проста и доступна для сборки даже начинающими электронщиками. Благодаря этому прибору сможно проверить практически любые трансформаторы, генераторы, дроссели и катушеки индуктивности номиналом от 200 мкГн до 2 Гн. Индикатор способен определить не только целостность исследуемой обмотки, но и отлично выявляет межвитковое замыкание, а кроме того им можно проверить p-n переходы у кремниевых полупроводниковых диодов.

Собрал сегодня и проверил. Работает.
R не менее 20 кОм... на плате 10 кОм.. (подстроечный, для калибровки) пришлось последовательно ставить 8 кОм резак, т.к. R2, R5, R6 на 470 Ом.
R1 10Ом
R2, R5, R6 820 Ом... можно меньше, но тогда R нужно с большим сопротивлением.
R3 47 кОм
R4 365 Ом
R7 10кОм
С1 - С3 30 nF
C4 0.5 nF
L1 5 Ом 360 витков проводом 0.13 в изоляции
L2 10 Ом 460 витков проводом 0.09 мм в изоляции
Мотаются на катушки 5 мм. Мотал на 10 мм и большим сечением и больше катушки т.к. не было меньших под рукой.
Расстояние между центрами катушек 27 мм (важно).
VD1 любой диод
VD2 светодиод. Или 2 разных или 2-х цветный.
VT1 - VT5 любой низкочастотный транзистор (в данном случае кт361 ). Лучше использовать не те что на плате, а аналоги современные.

S1 переключатель.
Питание 3В.
Частота генератора должна быть 34.5 кГц.... проверить было нечем... т.к. осциллограф списали и разобрали, на личный денег нет.

р.s. на схеме зеленым маркером отмечал то, что рисовал на печатной плате.

канифоль не смыл т.к. это опытный прибор.
в будущем планирую это же сделать на транзисторной сборке или логике распространенной.
плату рисовал в SL 6.0.

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.

Может случиться, что намотанная катушка не содержит короткозамкнутых витков, а в процессе работы появляется сомнение в ее исправности. Как в этом убедиться? Не разбирать же трансформатор, чтобы снова проверить катушку. В таких случаях поможет другой прибор, который позволяет проверять трансформаторы, дроссели и другие катушки индуктивности в собранном виде.

Прибор собран на двух транзисторах и представляет собой генератор низкой частоты. Возникновение колебаний происходит в результате положительной обратной связи между каскадами. Глубина обратной связи зависит оттого, есть в проверяемой катушке короткозамкнутые витки, или они отсутствуют. При наличии замкнутых витков генерация срывается. Кроме того, в схеме есть отрицательная обратная связь, которая регулируется потенциометром R5. Она позволяет при испытании катушек с различной индуктивностью подобрать нужный режим работы генератора.
Для контроля напряжения генератора в схеме есть вольтметр переменного тока. Он состоит из миллиамперметра и двух выпрямительных диодов. Переменное напряжение подается через конденсатор С5. Этот конденсатор служит одновременно и ограничителем, позволяющим установить определенное отклонение стрелки миллиамперметра. Здесь желательно применить миллиамперметр с малым током отклонения (1 мА, 0,5 мА), чтобы измерительная цепь не влияла на работу генератора.
В качестве выпрямительных диодов подойдут диоды типа Д1, Д2 с любым буквенным индексом. При работе генератора подберите емкость конденсатора С5 такой, чтобы стрелка миллиамперметра отклонилась до середины шкалы. Если это не удастся, поставьте последовательно с миллиамперметром резистор и подберите его сопротивление по требуемому отклонению стрелки.
Транзисторы возьмите типа МП39-МП42 (П13-П15) со средним коэффициентом усиления (40-50). Резисторы могут быть любого типа мощностью от 0,12 Вт. Кнопки, выключатель, клеммы можно взять тоже любые.
Питается прибор от батареи «Крона» или любого другого источника напряжением 7-9 В.
Для сборки прибора используйте деревянную, металлическую или пластмассовую коробку подходящих размеров. На передней панели укрепите ручки управления и миллиамперметр, а сверху клеммы для подключения испытываемых катушек.
Как пользоваться прибором? Включите тумблер Вк. Стрелка миллиамперметра должна отклониться примерно до середины шкалы. К клеммам «Lх» подключите выводы проверяемой катушки и нажмите кнопку Кн1. Между базой транзистора Т1 и плюсом питания будет включен конденсатор С1, который с конденсатором С2 составит делитель напряжения, резко уменьшающий связь между каскадами. Если в проверяемой обмотке нет короткозамкнутых витков, то показания миллиамперметра могут увеличиться или незначительно уменьшиться. При наличии и даже одного короткозамкнутого витка колебания генератора срываются, и стрелка возвращается на нуль.
Положение движка переменного резистора R5 зависит от индуктивности проверяемой катушки. Если это, например, обмотка силового трансформатора или дросселя выпрямителя, которые обладают большой индуктивностью, движок должен находиться в крайнем правом по схеме положении. С уменьшением индуктивности проверяемой катушки амплитуда колебаний генератора уменьшается, а при очень малых индуктивностях генерация может вообще не возникнуть. Поэтому с уменьшением индуктивности, движок переменного резистора нужно передвигать влево по схеме. Это позволяет уменьшить глубину отрицательной обратной связи и увеличить тем самым напряжение между эмиттером и коллектором транзистора Т1
При испытаниях катушек очень малой индуктивности-контура приемников с ферритовыми сердечниками, индуктивность которых от 3 до 15 мГн, дополнительно необходимо увеличить глубину положительной обратной связи. Для этого достаточно нажать кнопку Кн2. Прибором можно проверять катушки с индуктивностью от 3 мГн до 10 Гн.

Внимание!

Если не удастся найти переменный резистор на 1,2кΩ, соберите участок схемы возле R5 по следующей схеме:

100Ω R5 1kΩ 100Ω К R3 (---[___]----[___]----[___]---) к R7 | К R6

Переменный резистор должен быть однооборотным и безындукционным, таким, как СП0, СП3, СП4 (либо иностранный эквивалент). Главное, чтобы дорожка была графитовой, а не проволочной.

Резисторы 100 Ω следует припаять к выводам R5, затем надеть на них кембрик либо термоусадочную трубку.

Транзисторы подходят любые из ряда: МП39Б, МП40(А/Б), МП41, МП41Б, МП42, МП42Б (или аналоги). Если изменить разводку платы – можно ставить транзисторы КТ361 (кроме КТ361А), КТ209Д или любые другие маломощные P-N-P с Ку=40…50.

Печатная плата:


(скачать в формате Sprint-Layout 5)

Схема взята из брошюры «Первые шаги радиолюбителя — выпуск 4/1971», развёл печатную плату – Александр Тауенис.

ВНИМАНИЕ! 13/05/2013 обновлена разводка платы, новая версия доступна доступна по той же ссылке . Помимо оригинальной версии для транзисторов МП39-42, в.lay файл включы также версии с транзисторами КТ361 (обычный монтаж) и КТ361 (поверхностный монтаж типоразмера 0805). В SMD-версию включены резисторы 1КОм, поэтому можно использовать обычный переменный резистор R5 на 1 килоом без навесных извращений а-ля 1960-ые.