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PROCEDE DE FABRICATION DE BOBINAGES ET METHODE D'ESSAI POUR DE TELS BOBINAGES.
La présente invention est relative à la fabrication de bobinages et aussi à un équipement d'essai pour de tels bobinages, les essais pouvant être effectués avant ou après que le fil a été bobiné sur un noyau.
Dans la fabrication des bobinages sur noyau, par exemple dans la fabrication des relais électro-magnétiques, il est important d'éliminer ou de réduire à un minimum le nombre de tours en court circuit dans l'enroulement. Ceci est particulièrement vrai lorsque les noyaux bobinés doivent être utilisés dans un dis- positif à haute vitesse tel qu'un électro-aimant. Après qu'un noyau a été bobinée il est extrêmement difficile de dire si oui ou non des enroulements sont court-circuités jusqu'à ce que ce dis- positif ne tombe en dérangement.
Des appareils ont été produits qui indiquent s'il existe un nombre relativement important de court- circuits dans l'enroulement d'un électro-aimant, mais aucun appareil
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satisfaisant n'a été mis sur le marché pour déterminer l'existence d'un petit nombre de tours en court-circuit, par exemple de deux ou trois tours seulement. C'est en conséquence un des objets de l'invention de prévoir un procédé de fabrication des noyaux bobinés de façon que les tours en court circuit puissent être -entièrement éliminés ou réduits à un minimum.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un appareil extrêmement sensible au moyen duquel des noyaux bobinés peuvent être vérifiés aisément et très rapidement, en ce qui con- cerne les tours en court-circuit dans les enroulements, l'appareil détectant la présence même d'un seul ou de deux tours court-cir- cuités dans une bobine ayant un grand nombre de tours.
L'appareil suivant l'invention comprend une paire de bobines solénoides, l'une étant une bobine standard et l'autre étant une bobine d'essai, pourvues d'ouvertures ménagées dans leur centre pour recevoir respectivement un noyau standard et un noyau à essayer, ce dernier étant avec ou sans fil enroulé. Chaque so- lénoide possède des enroulements primaire et secondaire, et des circuits sont prévus pour connecter les enroulements primaires à une source de courant ondulatoire, et un second circuit est prévu pour connecter les enroulements secondaires en série et suivant une telle- polarité que les voltages induits sont en opposition l'un à l'autre. Des moyens sont aussi prévus pour mesurer le vol- tage résultant, ces moyens étant de préférence un voltmètre à tube à vide.
De façon à rendre l'appareil plus facile à faire fonctionner, on préfère prévoir une troisième bobine, désignée sous le nom de bobine de calibrage, qui peut être alternativement connectée dans le circuit à la place de la bobine de test pour vé- rïfier la calibration ou l'étalonnage des moyens de mesure de temps en temps.
Dans la fabrication de noyaux bobinés, suivant la présente invention,¯ la perméabilité d'un noyau non bobine est d'abord déterminée avec l'appareil, puis le noyau est bobiné avec le nombre
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désiré de tours de fil, et la perméabilité est de nouveau mesurée avec les extrémités du fil libre. Toute différence entre ces deux mesures sera la mesure d'un nombre de tours en court-circuit.
Les caractéristiques qui précèdent, ainsi que d'au- tres, et la manière de les obtenir seront décrites en relation avec un exemple de mise en oeuvre de l'invention représenté dans le des- sin ci-joint, dans lequel la figure unique représente un circuit d'un appareil suivant la présente invention.
En se référant maintenant plus particulièrement au dessin, on verra trois solénoides, 1, 2 et 3, disposés respective- ment avec des ouvertures centrales 4,5 et 6, qui sont suffisamment grandes et convenablement conformées pour permettre l'insertion des noyaux 7,8 et 9. Les bobines 1, 2 et 3 ont des enroulements pri- maires 10, 11 et 12 respectivement, et des enroulements secondaires 13, 14 et 15 respectivement, toutes les bobines étant bobinées avec des fils de même dimension et avec le même nombre de tours. Le rap- port du nombre de tours primaires au nombre de tours secondaires est également le même.
Pour essayer un type donné d'électro-aimant, on a trouvé qu'il était désirable d'avoir 6.500 tours de fil émaillé, désigné aux Etats-Unis d'Amérique sous le N 29 dans le commerce, dans les enroulements primaires, et le même nombre de tours dans les enroulements secondaires, bien qu'évidemment le nombre de tours ne soit pas de grande importance.
Il est important cependant que les bobines aient autant que possible les mêmes caractéristiques. Les enroulements primaires sont placés à l'intérieur des solénoides.
Les enroulements primaires 11 et 12 sont disposés pour être alternativement connectés en série avec l'enroulement primaire 10 du solénoide 1 sur une source de courant alternatif 16.
Il est nécessaire, pour le fonctionnement satisfaisant de l'appareil, d'avoir une source de courant alternatif, et par suite on prévoit un transformateur d'entrée à voltage constant 17 dont le circuit d' entrée est connecté à une source d'alimentation 16 par un commutateur
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18. Un tel transformateur est bien connu dans la technique et peut être prévu pour donner un voltage de sortie, par exemple de 115 volts, à plus ou moins 1%, avec un voltage d'entrée qui varie entre 95 volts et 125 volts.
Les fils de sortie 19 et 20 de ce transformateur sont connectés aux enroulements primaires des solénoides, le con- ducteur 19 étant connecté au moyen d'un fil 21 à une extrémité du primaire 10 du solénoide le à travers une résistance variable 22, l'autre extrémité du primaire 10 étant connectée au moyen du fil 23 à une lame 24 d'un commutateur inverseur 25 à lames multiples.
La lame 24 de ce commutateur coopère avec deux contacts 26 et 27, le premier contact étant connecté à une extrémité du primaire 12 du solénoide 3, et ce dernier étant connecté à une extrémité du primaire 11 du solénoide 2. Le commutateur a une autre lame 28, qui a deux contacts coopérants 29 et 30, le premier étant connecté à l'autre extrémité du primaire 12 du solénoide 3, et le dernier étant connecté à l'autre extrémité du primaire 11 du solénoide 2.
La lame 28 du commutateur est connectée au moyen du fil 31 au con- ducteur 20 du transformateur 17.
On verra qu'avec le commutateur dans la position représentée sur le dessin, les enroulements primaires 10 et 12 des solénoides 1 et 3 sont connectés en série avec l'alimentation en puissance à travers la résistance variable 22, alors que lorsque le commutateur est placé dans son autre position, les enroulements primaires 10 et 11 seront connectés en série avec l'alimentation en puissance, l'enroulement primaire 11 ayant été substitué à 1' enroulement primaire 12 du solénoide 3.
Les enroulements secondaires 13, 14 et 15 des so- lénoides 1, 2 et 3 sont connectés de façon analogue au moyen du commutateur 25, excepté que les deux enroulements secondaires sont r toujours connectés en opposition série. A cette extrémité, le com- mutateur possède une lame 32, qui coopère avec deux contacts 33 et 34, et une lame 35 qui coopère avec deux contacts 36 et 37. Les contacts 34 et 37 sont connectés sur l'enroulement secondaire 14
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du solénoide 2, tandis que les contacts 33 et 36 sont connectés sur l'enroulement secondaire 15 du solénoi de 3.
La lame 32 est connectée à une extrémité de l'enroulement secondaire 13 du solé- noide 1, tandis que l'autre extrémité de ce secondaire est connec -tée par le condensateur de couplage 38 à une extrémité de la ré- sistance 39, dont l'autre extrémité est connectée à la terre en 40, et au moyen du fil 41 à la lame 35 du commutateur 25. La con -nexion à l'enroulement secondaire 13 a été indiquée ci-dessus, et elle est telle que cet enroulement est en opposition série avec l'un ou l'autre des deux enroulements, suivant la position du commutateur.
On verra qu'avec le commutateur 25 dans la posi- tion montrée, les enroulements secondaires 13 et 15 des solénoides 1 et 3 sont connectés en opposition série sur la résistance 39, tandis que si le commutateur 25 est mis dans l'autre position,les enroulements secondaires 13 et 14 des solénoides 1 et 2 sont con- nectés en opposition série sur la résistance 38, l'enroulement secondaire 15 du solénoide 3 étant remplacé par l'enroulement secondaire 14 du solénoide 2.
Le voltage apparaissant sur la résistance 39 est amplifié par un amplificateur à trois étages 42, possédant des tubes amplificateurs 43, 44 et 45, l'entrée de l'amplificateur étant connectée à un contact mobile 46 sur la résistance 39 de façon à pouvoir utiliser une partie du voltage à travers la résistance to- tale 39, pour alimenter l'amplificateur.
L'amplificateur à courant alternatif 42 peut 'être d'un type standard quelconque, bien qu'il soit préférable d'em- ployer un amplificateur avec un dispositif de stabilisation tel que par exemple le réseau comprenant les tubes à néon 47 et 48 qui est connecté dans le circuit d'alimentation plaque. Des voltages de plaque et d'écran convenables pour l'amplificateur 42 peuvent être fournis au moyen d'une unité d'alimentation en puissance 50 qui est excitée par le transformateur à voltage constant 17.
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La sortie de l'amplificateur 42 est appliquée par un condensateur de couplage 51 sur une résistance 52, à partir de laquelle ce débit est appliqué à un voltmètre à tube à vide conve- nable 53. Le voltmètre à tube à vide 53 comprend une paire de trio -des 54 et 55, dont les cathodes sont connectées ensemble, et au point milieu 56 de l'enroulement secondaire du transformateur d'a- limentation 57 du filament, l'enroulement primaire de ce transfor- mateur étant connecté sur les conducteurs 19 et 20 d'un transfor- mateur à voltage constant 17.
Les plaques des diodes54 et 55 sont connectées respectivement aux résistances 58 et 59, dont les au- tres extrémités sont connectées aux extrémités opposées d'une ré- sistance 60, qui est l'enroulement d'un potentiomètre comprenant un contact mobile 61. ,Ce contact 61 est relié à une diagonale d'un réseau changeur de phase 62, lequel est à son tour relié aux conducteurs 19 et 20 du transformateur 17, de façon à fournir un décalage de phase de 90 degrés, et à compenser ainsi le changement de phase produit par l'action du transformateur des solénoides 1, 2 et 3. L'autre diagonale du réseau (Changeur de phase 62 est connectée aux cathodes des tubes 54 et 55.
La résistance 52 dans la sortie de l'aplificateur possède un contact mobile 63 qui est connecté directement à la grille d'un tube 54.
Une résistance 64 est reliée à la plaque du tube 55, tandis qu'un contact mobile 65, sur cette résistance, est connecté à la plaque du tube 54. Sur la résistance 64 est con- necté un micro-ampèremètre 66.
On verra qu'en fait le micro-ampèremètre 66 est connecté sur une paire de diagonales d'un circuit en pont, l'a- limentation en courant alternatif étant connectée sur l'autre paire de diagonales, et les tubes étant reliés de façon que leurs circuits plaque-cathode soient dans des bras adjacents du pont.
Le voltage amplifié par l'amplificateur 42 affectera la conduc- tibilité du tube 54 qui déséquilibrera le pont de façon à provoquer
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la circulation d'un courant à travers le microampèremètre 66. Le réglage à courant mobile 65 contrôlera la sensibilité du micro- ampèremètre, tandis que le contact mobile 61 pourra être réglé pour équilibrer le pont et pour produire en conséquence une lecture nulle sur le micro-ampèremètre.
Etant donné que le micro-ampèremètre doit être extrêmement sensible à des changements dans la perméabilité des noyaux des solénoides 1, 2 et 3,, il est désirable de prévoir une protection pour celui-ci pour empêcher des dommages, si le cir- cuit est excité sans que des noyaux soient présents dans les so- lénoides. Ceci est obtenu en prévoyant trois micro-commutateurs 67, 68 et 69, placés respectivement à la partie basse de chacun des solénoides 1, 2 et 3. Ces commutateurs sont connectés en parallèle entre la terre et le contact mobile 63, qui constitue l'entrée pour le voltmètre à tube à vide, et sont normalement fer- més, mais disposés pour être ouverts lorsque le noyau est placé dans le solénoide correspondant.
Lorsqu'un quelconque des commu- tatëurs est fermé, l'entrée du voltmètre à tube à vide est court- circuitée, et par suite il n'y aura pas d'effet sur le micro- ampèremètre. Les trois commutateurs doivent en conséquenae être ouverts par la présence de noyaux à l'intérieur des solénoides, de façon à faire fonctionner l'appareil.
En utilisant l'appareil pour la fabrication de noyaux bobines, la procédure suivante est recommandée.
Un noyau, par exemple le noyau 7, qui a été soigneusement déterminé par des essais comme correspondant au noyau normalisé, est placé dans le solénoide 1, ouvrant ainsi le micro-commutateur 67. , Un noyau similaire 8, qui à partir de maintenant devra être utilisé comme noyau de calibrage, est placé dans le solénoide 2, ouvrant ainsi le micro-commutateur 68. Un noyau, par exemple le noyau 9, qui doit être essayé sans aucun enroulement prévu sur lui, est placé dans le solénoide 3 et ou- vre ainsi le micro-commutateur 69 en 'enlevant le court circuit sur l'entrée du voltmètre à tube à vide, ce qui prépare le cir- cuit pour son emploi.
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Avec le commutateur dans la position droite, de façon que les lames de contact 24,28, 32 et 35 engagent respec- tivement les contacts 27, 30, 34 et 37, les enroulements secon- daires 13 et 14 des solénoides standard ou normalisés et de ca- libratibn, sont connectas respectivement aux positions série sur la résistance 39. Lorsque le commutateur de puissance 18 est fer -mé,un voltage s'établit dans chacun des enroulements secondaires 13 et 14, et ces voltages s'opposeront l'un à l'autre en raison des connexions des enroulements secondaires. Un voltage, représen- tant en conséquence la différence des deux voltages induits, appa- raîtra sur la résistance 39,et ce voltage sera amplifié par l'am- plificateur 42. Le voltage amplifié est appliqué à la grille du tube 54.
Ce voltage produira un déséquilibrage du circuit en pont, et l'aiguille du micro-ampèremètre déviera suivant les conditions du déséquilibrage. L'opérateur règlera alors le cantact mobile 61 jusqu'à ce que le pont soit équilibré, ce qui sera indiqué par le fait que l'aiguille sera centrée sur sa position zéro.
Le commutateur 25 est alors placé dans la position montrée dans la figure, puis les enroulements secondaires et pri- maires 11 et 14 du solénoide 2 seront remplacés dans le circuit par les enroulements primaires et secondaires 11 et 15 du solénoide 3.
Le voltage sur la résistance 39 sera la différence entre les volta -ges induits dans les enroulements secondaires 13 et 15. Si le noyau 9, qui a été inséré dans le solénoide 3, a la même perméa- bilité que le noyau standard, il n'y aura pas de déflexion de l'aiguille du micro-ampèremètre. S' il y a une déflexion, le noyau en essai doit être rejeté.
Au moyen de cet appareil, un grand nombre de noyaux peuvent être essayés dans le solénoide 3 et séparés en groupe c.à.d. ceux qui ne provoquent aucune déflexion de l'aiguille du micro- ampèremètre, ayant par suite la même perméabilité que celle du noyau standard, et ceux qui produisent une déflexion indiquant une différence de perméabilité.
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Les noyaux, qui sont acceptables suivant cet essai, sont alors bobinés avec le nombre désiré de tours de fil pour produire par exemple des électro-aimants destinés à être utilisés dans les relais.
L'un de ces noyaux, bobinés avec les extrémités de la bobine demeurant déconnectée, est placé dans une coupelle d'essai. L'insertion du noyau bobiné dans la coupelle d'essai ouvrira le micro du commutateur 69, si bien que la différence de voltage entre les enroulements secondaires 13 et 15 des so- lénoides 1 et 3, produira un effet sur le voltmètre à tube à vide.
S'il n'y a pas de tours court-eircuités dans les bobines placées sur le noyau à tressai, il n'y aura pas de déflexion de l'aiguille du micro-ampèremètre. Si cependant il y a un ou plusieurs tours en court circuit dans la bobine du noyau essayé, le résultat se- ra le même que si la perméabilité du noyau avait changé. Le pont à voltmètre à tube à vide sera déséquilibré, et l'aiguille du micro-ampèremètre marquera une déflexion. L'appareil est telle- ment sensible qu'il indiquera un nombre/de tours en court-circuit de l'ordre de 0.2 à 1% du nombre total de tours de l' enroul ement .
L'opérateur peut essayer des noyaux bobinés en succession rapide, suivant la manière décrite ci-dessus, en in- sérant les noyaux dans le solénoide d'essai les uns après les autres, aussi rapidement que possible, et en notant la lecture du micro-ampèremètre. De temps en temps l'étalonnage de l'appareil de mesure doit être vérifié, en plaçant le commutateur 25 dans la position convenable, et en faisant l'essai avec le solénoide de calibrage ou d'étalonnage. Ceci est désirable étant donné que des changements dans les caractéristiques du tube, ou dans d'autres caractéristiques ces circuits, peuvent déséquilibrer le pont et provoquer des lectures erronées.
En addition à l'essai pour des tours en court cir- cuit dans l'enroulement sur le noyau, un essai pour un enroulement ouvert peut également être fait. Si les extrémités de la bobine sont connectées ensemble, et qu'une lecture soit faite, on verra
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que le circuit fermé de la bobine autour du noyau aura le même effet qu'un changement de perméabilité du noyau, et provoquera un déplacement de l'aiguille du micro-ampèremètre au delà de l'échel- le. Si la bobine a une cassure dans les enroulements, l'effet sera le même que si les extrémités de la bobine n'étaient pas connectées, et la lecture du micro-ampèremètre peut alors être la même que cel- le qui était obtenue lorsqu'aucun enroulement n'était prévu sur le noyau. Ceci indiquera que la bobine est ouverte.
Bien qu'il ait été trouvé désirable de prévoir le solénoide d'étalonnage avec un noyau associé d'étalonnage, il est possible de faire fonctionner l'appareil avec seulement le solénoi -de d'essai, en éliminant ainsi entièrement le solénoide d'étalon- nage sur le commutateur 25. Dans un tel cas l'étalonnage doit être accompli en insérant un noyau d'étalonnage qui est le même que le noyau standard dans le solénoide d'essai, en règlant l'aiguille du micro-ampèremètre à zéro, en enlevant le noyau d'étalonnage, et en insérant le noyau à essayer comme précédemment. En prévoyant le solénoide d'étalonnage avec son noyad d'étalonnage comme partie de l'appareil, l'étalonnage devient beaucoup plus facile et l'opéra- teur est moins sujet à faire une erreur en ajustant l'appareil.
De façon à rendre l'appareil plus flexible, les so -lénoides sont disposés avec des bornes pouvant être enfichées,si bien qu'elles peuvent être enlevées et remplacées par d'autres so- lénoides disposés pour essayer des noyaux particuliers. Les solé- noides peuvent être enroulés de façon que le trou central puisse avoir une configuration quelconque pour s'ajuster avec un noyau ayant la même configuration, et la sensibilité de l'appareil est améliorée lorsque la forme de l'ouverture du solénoide correspond à la configuration du noyau. L'espacement entre le noyau et les enroulements du solénoide sont alors à un minimum.
On verra, d'après la description qui précède, que l'on a réalisé un procédé de fabrication de noyaux bobinés au moyen duquel le nombre de noyaux dans une série terminée, ayant des spires en cour circuit, peut être réduit à un minimum. On a également/ré- alisé un appareil au moyen duquel les noyaux peuvent être essayés,
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en ce qui concerne leur perméabilité par rapport à un noyau standard, et des noyaux bobinés peuvent être essayés non seulement pour des spires en court-circuit, mais aussi pour des circuits ouverts dans l'enroulement.
Bien que la description qui précède ait été faite en relation avec des exemples particuliers de réalisation, il est clair qu'elle n'y est en rien limitée et qu'elle est susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront clairement à l'hom- me de l'art.
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PROCESS FOR MANUFACTURING WINDINGS AND TEST METHOD FOR SUCH WINDINGS.
The present invention relates to the manufacture of coils and also to test equipment for such coils, the tests being able to be carried out before or after the wire has been wound on a core.
In the manufacture of on-core windings, for example in the manufacture of electromagnetic relays, it is important to eliminate or minimize the number of short-circuited turns in the winding. This is especially true when the wound cores are to be used in a high speed device such as an electromagnet. After a core has been wound it is extremely difficult to tell whether or not any windings are short-circuited until this device fails.
Apparatus have been produced which indicates whether there is a relatively large number of short circuits in the winding of an electromagnet, but no apparatus.
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satisfactory has been placed on the market to determine the existence of a small number of shorted turns, for example only two or three turns. It is therefore one of the objects of the invention to provide a method of manufacturing the wound cores so that the short circuit turns can be completely eliminated or reduced to a minimum.
Another object of the invention is to provide an extremely sensitive apparatus by means of which wound cores can be easily and very quickly checked for short-circuited turns in the windings, the apparatus detecting the presence. even a single or two short-circuited turns in a coil having a large number of turns.
The apparatus according to the invention comprises a pair of solenoid coils, one being a standard coil and the other being a test coil, provided with openings in their center to receive respectively a standard core and a core with try, the latter being with or without coiled wire. Each solenoid has primary and secondary windings, and circuits are provided to connect the primary windings to a source of ripple current, and a second circuit is provided to connect the secondary windings in series and in such polarity as the voltages. induced are in opposition to each other. Means are also provided for measuring the resulting voltage, these means preferably being a vacuum tube voltmeter.
In order to make the apparatus easier to operate, it is preferred to provide a third coil, referred to as the calibration coil, which can be alternately connected into the circuit in place of the test coil to verify the test coil. calibration or calibration of measuring means from time to time.
In the manufacture of wound cores, according to the present invention, ¯ the permeability of a non-coil core is first determined with the apparatus, then the core is wound with the number
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desired turns of yarn, and the permeability is again measured with the ends of the free yarn. Any difference between these two measurements will be the measurement of a number of shorted turns.
The foregoing characteristics, as well as others, and the manner of obtaining them will be described in relation with an example of implementation of the invention represented in the accompanying drawing, in which the single figure represents a circuit of an apparatus according to the present invention.
Referring now more particularly to the drawing, we will see three solenoids, 1, 2 and 3, respectively arranged with central openings 4, 5 and 6, which are sufficiently large and suitably shaped to allow the insertion of the cores 7, 8 and 9. Coils 1, 2 and 3 have primary windings 10, 11 and 12 respectively, and secondary windings 13, 14 and 15 respectively, all the coils being wound with wires of the same size and with the same. number of turns. The ratio of the number of primary turns to the number of secondary turns is also the same.
In testing a given type of electromagnet, it has been found desirable to have 6,500 turns of enamelled wire, designated in the United States of America as No. 29 in commerce, in the primary windings, and the same number of turns in the secondary windings, although obviously the number of turns is not of great importance.
However, it is important that the coils have the same characteristics as much as possible. The primary windings are placed inside the solenoids.
The primary windings 11 and 12 are arranged to be alternately connected in series with the primary winding 10 of the solenoid 1 on an alternating current source 16.
It is necessary for the satisfactory operation of the apparatus to have an alternating current source, and hence a constant voltage input transformer 17 is provided, the input circuit of which is connected to a power source. 16 by a switch
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18. Such a transformer is well known in the art and can be designed to give an output voltage, for example 115 volts, plus or minus 1%, with an input voltage varying between 95 volts and 125 volts.
The output wires 19 and 20 of this transformer are connected to the primary windings of the solenoids, the conductor 19 being connected by means of a wire 21 to one end of the primary 10 of the solenoid Ic through a variable resistor 22, the the other end of the primary 10 being connected by means of the wire 23 to a blade 24 of a changeover switch 25 with multiple blades.
The blade 24 of this switch cooperates with two contacts 26 and 27, the first contact being connected to one end of the primary 12 of the solenoid 3, and the latter being connected to one end of the primary 11 of the solenoid 2. The switch has another blade. 28, which has two cooperating contacts 29 and 30, the first being connected to the other end of the primary 12 of the solenoid 3, and the last being connected to the other end of the primary 11 of the solenoid 2.
The switch blade 28 is connected by means of the wire 31 to the conductor 20 of the transformer 17.
It will be seen that with the switch in the position shown in the drawing, the primary windings 10 and 12 of the solenoids 1 and 3 are connected in series with the power supply through the variable resistor 22, whereas when the switch is placed in its other position, the primary windings 10 and 11 will be connected in series with the power supply, the primary winding 11 having been substituted for the primary winding 12 of the solenoid 3.
The secondary windings 13, 14 and 15 of the solenoids 1, 2 and 3 are connected analogously by means of the switch 25, except that the two secondary windings are always connected in series opposition. At this end, the switch has a blade 32, which cooperates with two contacts 33 and 34, and a blade 35 which cooperates with two contacts 36 and 37. The contacts 34 and 37 are connected to the secondary winding 14.
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of solenoid 2, while contacts 33 and 36 are connected to secondary winding 15 of solenoid 3.
The blade 32 is connected to one end of the secondary winding 13 of the solenoid 1, while the other end of this secondary is connected by the coupling capacitor 38 to one end of the resistor 39, of which the other end is connected to the earth at 40, and by means of the wire 41 to the blade 35 of the switch 25. The connection to the secondary winding 13 has been indicated above, and it is such that this winding is in series opposition with one or the other of the two windings, depending on the position of the switch.
It will be seen that with switch 25 in the position shown, secondary windings 13 and 15 of solenoids 1 and 3 are connected in series opposition to resistor 39, while if switch 25 is set to the other position, the secondary windings 13 and 14 of the solenoids 1 and 2 are connected in series opposition on the resistor 38, the secondary winding 15 of the solenoid 3 being replaced by the secondary winding 14 of the solenoid 2.
The voltage appearing on resistor 39 is amplified by a three-stage amplifier 42, having amplifier tubes 43, 44 and 45, the input of the amplifier being connected to a movable contact 46 on resistor 39 so as to be able to use part of the voltage across the total resistor 39, to power the amplifier.
The AC amplifier 42 can be of any standard type, although it is preferable to employ an amplifier with a stabilization device such as, for example, the array comprising the neon tubes 47 and 48 which. is connected in the plate supply circuit. Suitable plate and screen voltages for amplifier 42 can be supplied by means of a power supply unit 50 which is energized by constant voltage transformer 17.
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The output of amplifier 42 is applied by coupling capacitor 51 to resistor 52, from which this flow is applied to a suitable vacuum tube voltmeter 53. Vacuum tube voltmeter 53 comprises a pair. of trio 54 and 55, the cathodes of which are connected together, and at the midpoint 56 of the secondary winding of the filament supply transformer 57, the primary winding of this transformer being connected to the conductors 19 and 20 of a constant voltage transformer 17.
The plates of diodes 54 and 55 are connected respectively to resistors 58 and 59, the other ends of which are connected to opposite ends of a resistor 60, which is the winding of a potentiometer comprising a movable contact 61., This contact 61 is connected to a diagonal of a phase changer network 62, which in turn is connected to conductors 19 and 20 of transformer 17, so as to provide a phase shift of 90 degrees, and thus to compensate for the change. of phase produced by the action of the transformer of solenoids 1, 2 and 3. The other diagonal of the network (phase changer 62 is connected to the cathodes of tubes 54 and 55.
Resistor 52 in the output of the amplifier has a movable contact 63 which is connected directly to the grid of a tube 54.
A resistor 64 is connected to the plate of the tube 55, while a movable contact 65, on this resistor, is connected to the plate of the tube 54. On the resistor 64 is connected a micro-ammeter 66.
It will be seen that in fact the micro-ammeter 66 is connected to a pair of diagonals of a bridge circuit, the AC power supply being connected to the other pair of diagonals, and the tubes being connected in such a way. that their plate-cathode circuits are in adjacent arms of the bridge.
The voltage amplified by amplifier 42 will affect the conduc- tivity of tube 54 which will unbalance the bridge so as to cause
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current flowing through micro-ammeter 66. The moving current setting 65 will control the sensitivity of the micro-ammeter, while the moving contact 61 may be adjusted to balance the bridge and therefore produce a zero reading on the micro. -ammeter.
Since the micro-ammeter must be extremely sensitive to changes in the permeability of the cores of solenoids 1, 2 and 3, it is desirable to provide protection for it to prevent damage, if the circuit is excited without nuclei being present in the solenoids. This is obtained by providing three microswitches 67, 68 and 69, placed respectively at the bottom part of each of the solenoids 1, 2 and 3. These switches are connected in parallel between the earth and the moving contact 63, which constitutes the input for the vacuum tube voltmeter, and are normally closed, but arranged to be open when the core is placed in the corresponding solenoid.
When any of the switches are closed, the input of the vacuum tube voltmeter is bypassed, and therefore there will be no effect on the micro-ammeter. The three switches must therefore be opened by the presence of cores inside the solenoids, in order to operate the apparatus.
When using the apparatus for fabricating coil cores, the following procedure is recommended.
A core, for example core 7, which has been carefully determined by testing to match the standardized core, is placed in solenoid 1, thereby opening microswitch 67., A similar core 8, which from now on will need to to be used as a calibration core, is placed in solenoid 2, thus opening microswitch 68. A core, for example core 9, which must be tested without any winding provided on it, is placed in solenoid 3 and or - thus see the microswitch 69 by removing the short circuit on the input of the vacuum tube voltmeter, which prepares the circuit for its use.
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With the switch in the right position, so that the contact blades 24, 28, 32 and 35 respectively engage the contacts 27, 30, 34 and 37, the secondary windings 13 and 14 of the standard or standardized solenoids and of caliber, are respectively connected to the series positions on resistor 39. When the power switch 18 is closed, a voltage is established in each of the secondary windings 13 and 14, and these voltages will oppose one another. to the other due to the connections of the secondary windings. A voltage, therefore representing the difference of the two induced voltages, will appear at resistor 39, and this voltage will be amplified by amplifier 42. The amplified voltage is applied to the grid of tube 54.
This voltage will produce an imbalance of the bridge circuit, and the micro-ammeter needle will deviate according to the conditions of the imbalance. The operator will then adjust the movable cantact 61 until the bridge is balanced, which will be indicated by the fact that the needle will be centered on its zero position.
The switch 25 is then placed in the position shown in the figure, then the secondary and primary windings 11 and 14 of the solenoid 2 will be replaced in the circuit by the primary and secondary windings 11 and 15 of the solenoid 3.
The voltage across resistor 39 will be the difference between the voltages induced in secondary windings 13 and 15. If core 9, which has been inserted into solenoid 3, has the same permeability as the standard core, it will not there will be no deflection of the micro-ammeter needle. If there is a deflection, the test core must be rejected.
By means of this apparatus, a large number of cores can be tested in solenoid 3 and separated into a group i.e. those which do not cause any deflection of the micro-ammeter needle, therefore having the same permeability as that of the standard core, and those which produce a deflection indicating a difference in permeability.
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The cores, which are acceptable according to this test, are then wound with the desired number of turns of wire to produce, for example, electromagnets for use in relays.
One of these cores, wound with the ends of the coil remaining disconnected, is placed in a test cup. Inserting the coil core into the test cup will open the switch pickup 69 so that the voltage difference between secondary windings 13 and 15 of solenoids 1 and 3 will have an effect on the tube voltmeter. empty.
If there are no shorted turns in the coils placed on the braid core, there will be no deflection of the micro-ammeter needle. If, however, there are one or more shorted turns in the coil of the tested core, the result will be the same as if the permeability of the core had changed. The vacuum tube voltmeter bridge will be unbalanced, and the micro-ammeter needle will mark a deflection. The device is so sensitive that it will indicate a number / of short-circuited turns of the order of 0.2 to 1% of the total number of turns of the winding.
The operator can test cores wound in rapid succession, in the manner described above, by inserting the cores into the test solenoid one after the other, as quickly as possible, and noting the reading of the microphone. -ammeter. From time to time the calibration of the meter should be checked, by placing switch 25 in the correct position, and testing with the calibration or calibration solenoid. This is desirable since changes in the characteristics of the tube, or in other characteristics of these circuits, can unbalance the bridge and cause erroneous readings.
In addition to the test for short-circuited turns in the winding on the core, a test for an open winding can also be done. If the ends of the coil are connected together, and a reading is taken, we will see
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that the closed circuit of the coil around the nucleus will have the same effect as a change in the permeability of the nucleus, and will cause the needle of the micro-ammeter to move beyond the scale. If the coil has a break in the windings, the effect will be the same as if the ends of the coil were not connected, and the micro-ammeter reading may then be the same as that obtained when no winding was provided on the core. This will indicate that the coil is open.
Although it has been found desirable to provide the calibration solenoid with an associated calibration core, it is possible to operate the apparatus with only the test solenoid, thereby eliminating the solenoid entirely. calibration on switch 25. In such a case the calibration must be accomplished by inserting a calibration core which is the same as the standard core into the test solenoid, setting the needle of the micro-ammeter to zero, by removing the calibration core, and inserting the core to be tested as before. By providing the calibration solenoid with its calibration core as part of the instrument, calibration becomes much easier and the operator is less likely to make a mistake when adjusting the instrument.
In order to make the apparatus more flexible, the solenoids are arranged with pluggable terminals so that they can be removed and replaced with other solenoids arranged to test particular cores. The solenoids can be wound so that the center hole can have any configuration to fit with a core having the same configuration, and the sensitivity of the apparatus is improved when the shape of the opening of the solenoid matches. kernel configuration. The spacing between the core and the solenoid windings is then at a minimum.
It will be seen from the foregoing description that there has been realized a method of manufacturing wound cores by means of which the number of cores in a completed series having current turns can be reduced to a minimum. An apparatus has also been realized by means of which the nuclei can be tested,
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with regard to their permeability compared to a standard core, and wound cores can be tested not only for shorted turns, but also for open circuits in the winding.
Although the foregoing description has been given in relation to particular embodiments, it is clear that it is in no way limited thereto and that it is susceptible of variations and modifications which will become clear to man. me of art.