线圈匝间短路测试仪设计,Coil short-circuit tester
线圈匝间短路测试仪设计,coil short-circuit tester
关键字：线圈匝间短路测试仪设计
一、引言
在当前的工业生产及设备维护过程中，人们经常会进行线圈匝间短路故障的测试。但是一直以来，所用的测试方法都不理想，这就给生产、维护带来了很多的不便，特别是在电视机的生产、使用和维修的过程中，这种弊端显得尤为突出，主要是由于电视机的行输出变压器工作在高电压、大电流的恶劣环境中，容易出现匝间短路故障，一旦短路，势必会导致电流过大，造成元件损坏，而且，线圈匝间有短路的故障也不易被发现。
鉴于以上情况，我们研制了一种简单、实用的线圈匝间短路测试仪。这种测试仪具有以下特点：
1、测量精度高
通过实验证实：对于带铁芯30匝以上的线圈，只要其中任意两匝间有短路情况，本测试仪即可测出此故障。
2、可以进行声、光同时报警。
3、简单、实用、生产成本低。
二、工作原理
本设计是通过感知振荡器来检测线圈是否有匝间短路情况的。如图1所示，当被测线圈无匝间短路时，感知振荡器起振，有正弦波输出，再通过耦合电路将该正弦信号耦合输出给正常指示电路，如果线圈中有两匝或两匝以上之间发生短路时，该短路线圈将构成闭合回路，并在磁路中产生高阻尼，使振荡器停振，报警电路立即进行声、光报警。
三、功能电路
1、荡器
如图2，此电路是利用感知振荡器的起振和停振来检测被测线圈的好坏。当未接线圈时，该振荡器是由运放a及rw1、rw2、c3、c2、r3、r4组成文氏桥振荡电路，通过调节同轴电位器rw1=rw2=r，使当前的振荡频率f=1/2πrc，约为5.5khz；当接入待测线圈且无故障时（同时电容c1介入），此电路变成lc振荡器与文氏桥振荡器的融合电路，其中以lc振荡电路为主，当前的振荡频率则由被测线圈的电感量和电容c2决定，因电容c1取值较大,l电感量较小,其振荡频率经推导结果为 （out点输出正弦信号）。当被测线圈内部匝间有短路时，由振荡电路及磁路理论可知：线圈电感量将速降， q值降低，线圈工作在低阻抗、高阻尼状态，迫使感知振荡电路停振（out点无正弦波输出）。电路中的运放c构成了电压跟随器，以提高振荡器的负载能力。运放b及r3、r4、r5、rw3、c4、d1组成比例放大及整流滤波电路，使结型场效应管q工作在可变电阻区，从而实现对振荡器输出的正弦波稳幅。
2、耦合指示电路
如图3，电容c5与后续放大电路的输入电阻构成阻容耦合电路，该阻容耦合电路的特点是各级静态工作点互相独立，前后电路互不影响。在此电路中，如果被测线圈没有故障，in1（接图2的out点）有正弦信号输入，电容c5将此信号耦合给后面的整流放大电路，使三极管q1、q2导通，驱动绿色发光二极管l1发光，进行线圈正常的指示；若被测线圈匝间有短路情况，振荡器停振，in1无信号输入，q1、q2截止，从而使l1熄灭。
3、报警电路
如图4，芯片555及r14、r15、rw4、c8构成方波发生器。当被测线圈不存在匝间短路时， in2（接图2的out点）有正弦信号输入，该信号经过d4，c7的整流滤波后，使q3饱和导通，q4截止，从而+12v电源不能为555供电，555不工作，即无报警信号输出；若被测线圈有匝间短路时，in2无正弦信号输入，使 q3截止，q4导通，从而+12v电源通过q4为555供电，555工作，由555的3管脚输出连续的方波信号，驱动红色发光二极管l2发光，进行光报警，同时驱动扬声器，进行声音报警。
四、结束语
本测试仪的工作原理是从长时间的工作中总结出来的，并通过大量的实验验证过它的可行性，适用于各种铁芯线圈，只要线圈中有匝间短路，本测试仪就能检测出此故障。该电路简单、生产成本低。如果此测试仪被大量使用，将会给工业生产、设备维修带来极大的方便。
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鉴于以上情况，我们研制了一种简单、实用的线圈匝间短路测试仪。这种测试仪具有以下特点：
1、测量精度高
通过实验证实：对于带铁芯30匝以上的线圈，只要其中任意两匝间有短路情况，本测试仪即可测出此故障。
2、可以进行声、光同时报警。
3、简单、实用、生产成本低。
二、工作原理
本设计是通过感知振荡器来检测线圈是否有匝间短路情况的。如图1所示，当被测线圈无匝间短路时，感知振荡器起振，有正弦波输出，再通过耦合电路将该正弦信号耦合输出给正常指示电路，如果线圈中有两匝或两匝以上之间发生短路时，该短路线圈将构成闭合回路，并在磁路中产生高阻尼，使振荡器停振，报警电路立即进行声、光报警。
三、功能电路
1、荡器
如图2，此电路是利用感知振荡器的起振和停振来检测被测线圈的好坏。当未接线圈时，该振荡器是由运放a及rw1、rw2、c3、c2、r3、r4组成文氏桥振荡电路，通过调节同轴电位器rw1=rw2=r，使当前的振荡频率f=1/2πrc，约为5.5khz；当接入待测线圈且无故障时（同时电容c1介入），此电路变成lc振荡器与文氏桥振荡器的融合电路，其中以lc振荡电路为主，当前的振荡频率则由被测线圈的电感量和电容c2决定，因电容c1取值较大,l电感量较小,其振荡频率经推导结果为 （out点输出正弦信号）。当被测线圈内部匝间有短路时，由振荡电路及磁路理论可知：线圈电感量将速降， q值降低，线圈工作在低阻抗、高阻尼状态，迫使感知振荡电路停振（out点无正弦波输出）。电路中的运放c构成了电压跟随器，以提高振荡器的负载能力。运放b及r3、r4、r5、rw3、c4、d1组成比例放大及整流滤波电路，使结型场效应管q工作在可变电阻区，从而实现对振荡器输出的正弦波稳幅。
2、耦合指示电路
如图3，电容c5与后续放大电路的输入电阻构成阻容耦合电路，该阻容耦合电路的特点是各级静态工作点互相独立，前后电路互不影响。在此电路中，如果被测线圈没有故障，in1（接图2的out点）有正弦信号输入，电容c5将此信号耦合给后面的整流放大电路，使三极管q1、q2导通，驱动绿色发光二极管l1发光，进行线圈正常的指示；若被测线圈匝间有短路情况，振荡器停振，in1无信号输入，q1、q2截止，从而使l1熄灭。
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