PL225751B1 - Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora - Google Patents
Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatoraInfo
- Publication number
- PL225751B1 PL225751B1 PL404668A PL40466813A PL225751B1 PL 225751 B1 PL225751 B1 PL 225751B1 PL 404668 A PL404668 A PL 404668A PL 40466813 A PL40466813 A PL 40466813A PL 225751 B1 PL225751 B1 PL 225751B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- transformer
- winding
- core
- primary winding
- resistance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 105
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 28
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora, mający zastosowanie przy kontroli jakości elementów indukcyjnych dla przemysłu elektronicznego.
Znane jest z tajwańskiego opisu patentowego TW nr 200828355A „Urządzenie chłodzące do redukcji rezystancji termicznej uzwojeń transformatora”. Zgodnie z wynalazkiem, między każdą parą warstw uzwojenia umieszczana jest warstwa izolacyjna ukształtowana w cienki plasterek, która ma właściwości termoprzewodzące. Dzięki zastosowanej warstwie ułatwione jest przewodzenie ciepła generowanego w uzwojeniu na zewnątrz transformatora. Zapewnia to obniżenie wartości rezystancji termicznej transformatora.
Niedogodnością znanego rozwiązania jest brak możliwości wykonania pomiaru rezystancji termicznej.
Znana jest z japońskiego opisu patentowego nr JPH01105182 „Metoda pomiaru rezystancji uzwojeń transformatora”. Znana metoda dotyczy transformatora z dzielonym uzwojeniem wtórnym. Do uzwojenia pierwotnego dołączone jest źródło napięcia zmiennego, a do zacisków uzwojeń wtórnych dołączone jest źródło napięcia stałego. Mierzona jest wartość napięcia na uzwojeniu oraz prąd tego uzwojenia. W oparciu o uzyskane wyniki pomiarów obliczana jest rezystancja uzwojeń.
Niedogodnością znanej metody jest brak możliwości zastosowania jej do pomiaru rezystancji termicznej transformatora.
Znane jest z chińskiego opisu wzoru użytkowego CN nr 201653950 „Urządzenie do pomiaru wewnętrznej temperatury złącza oraz rezystancji termicznej elementu elektronicznego”. Urządzenie to zawiera moduł przetwornika analogowo-cyfrowego, komputer, źródło zasilania i źródło zasilania podgrzewającego badany element. Badany element, umieszczony w systemie próżniowym, połączony jest ze źródłem zasilania przy czym termoczuły rezystor A jest umieszczony w pobliżu źródła ciepła zlokalizowanego w badanym elemencie. Sygnał z tego rezystora jest przekazywany do modułu przetwornika analogowo-cyfrowego. Drugi rezystor termoczuły B umieszczony jest na dolnej stronie badanego elementu, z którą styka się zewnętrzne źródło ciepła.
Niedogodnością znanego rozwiązania jest konieczność stosowania zewnętrznego źródła ciepła w czasie pomiaru oraz błąd pomiaru spowodowany różnicą temperatury wnętrza badanego elementu i rezystora termoczułego.
Znany jest z chińskiego opisu patentowego CN nr 103063930A „System pomiarowy i metoda pomiaru strat i przyrostu temperatury elementów składowych transformatora”. W znanej metodzie wykorzystuje się dodatkowe uzwojenie do wyznaczania strat w poszczególnych elementach konstrukcyjnych transformatora. Pomiar przyrostu temperatury elementów konstrukcyjnych transformatora jest realizowany podczas zanurzenia badanego elementu w oleju, przy wykorzystaniu czujników temperatury rozmieszczonych w wielu punktach na obudowie badanego transformatora.
Niedogodnością znanego sposobu jest brak możliwości wyznaczenia rezystancji termicznej wzajemnej między uzwojeniem a rdzeniem oraz między uzwojeniami.
Znane jest z brytyjskiego opisu patentowego GB nr 719.485 pt. „Ulepszenie i nawiązanie do urządzeń mierzących promieniowanie”. W znanym rozwiązaniu przedstawiono modyfikacje w konstrukcji pirometrów wykorzystujących bolometry lub fotorezystory do detekcji promieniowania. W znanym układzie zastosowano kondensator włączony szeregowo z detektorem promieniowania, dzięki czemu możliwe jest rejestrowanie fluktuacji temperatury mierzonej powierzchni. Napięcie z kondensatora jest wzmacniane i filtrowane przez filtr dolnoprzepustowy.
Niedogodnością układu według wynalazku jest ograniczony zakres jego zastosowania jedynie do detekcji promieniowania emitowanego przez inny obiekt i brak możliwości pomiaru rezystancji termicznej.
Znana jest z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP 2.194.386 A2 „Metoda pomiarowa do wykrywania prądu cewki”. W znanym rozwiązaniu pomiar wykonywany jest w układzie zawierającym badany dławik, dławik pomocniczy, diodę, tranzystor MOSFET, układ sterujący, dwa kondensatory i rezystor obciążający. Wymienione elementy są połączone w układ dławikowej przetwornicy podwyższającej napięcie. Pomiar jest wykonywany dwuetapowo przy sterowaniu przetwornicy sygnałem prostokątnym. W pierwszym etapie w układzie włączony jest dławik badany o znanej rezystancji szeregowej, a w drugim etapie - cewka pomocnicza. W oparciu o zmierzoną wartość różnicy napięć między
PL 225 751 B1 końcówkami dławika i cewki pomocniczej wyznaczana jest wartość prądu dławika. W układzie według znanego rozwiązania zaproponowano zastąpienie cewki pomocniczej układem RC.
Niedogodnością znanej metody jest brak możliwości wyznaczania rezystancji termicznej transformatora.
Znany jest z polskiego opisu patentowego PL nr 187.668 „Sposób i układ do pomiaru rezystancji termicznej inteligentnego unipolarnego układu scalonego mocy”.
Znany sposób pomiaru obejmuje trzy etapy: kalibrację charakterystyki termometrycznej złącza p-n, zawartego w strukturze wyjściowego tranzystora MOS przy jednej wartości temperatury otoczenia oraz przy prądzie wymuszonym przez źródło prądu pomiarowego IM i wyznaczenie nachylenia charakterystyki, pobudzenie badanego układu scalonego falą prostokątną mocy i pomiar w stanie ustalonym wartości napięcia w węźle napięciowym przy wysokim poziomie mocy i napięcia przy niskim poziomie mocy oraz wyznaczenie wartości rezystancji termicznej ze wzoru analitycznego.
Niedogodnością znanego sposobu jest konieczność pobudzania badanego układu scalonego mocą o kształcie fali prostokątnej, przez co niemożliwy jest pomiar tą metodą rezystancji termicznej regulatorów impulsowych w ich typowych warunkach zasilania.
Znany układ pomiarowy zawiera źródła prądu pomiarowego i grzejnego, dwa przełączniki, wzmacniacz pomiarowy, przetwornik oraz komputer. W czasie realizacji pomiaru, na wejście sterujące badanego układu scalonego podawane są odpowiednie sygnały cyfrowe, których sekwencja jest zależna od typu badanego układu scalonego.
Niedogodnością znanego rozwiązania jest ograniczenie zakresu stosowalności znanej metody tylko do układów scalonych typu SMART-POWER.
Znane są z polskiego zgłoszenia patentowego PL nr P400744 „Sposób i układ do pomiaru rezystancji termicznej tranzystora polowego mocy z izolowaną bramką”. Znany sposób wymaga zmierzenia współrzędnych 4 punktów pracy badanego tranzystora polowego pracującego w zakresie nas ycenia oraz wyliczenia wartości rezystancji termicznej ze wzoru analitycznego.
Niedogodnością znanego sposobu jest ograniczenie zakresu jego stosowalności do tranzystorów potowych z izolowaną bramką.
Znane są z polskiego zgłoszenia patentowego PL nr P402223 „Sposób i układ do pomiaru własnej i wzajemnej rezystancji termicznej w dławiku”. Znany sposób realizowany jest w trzech etapach obejmujących kolejno pomiary i obliczenia ze wzorów analitycznych. Znany sposób charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie pomiaru mierzona jest rezystancja uzwojenia R1 przy małej wartości prądu dławika I1. W drugim etapie mierzona jest w stanie termicznie ustalonym rezystancja R2 uzwojenia oraz temperatura Tr rdzenia dławika za pomocą pirometru radiometrycznego przy dużej wartości prądu dławika I2. W trzecim etapie znanego sposobu wartość rezystancji termicznej uzwojenia Rthu oraz wzajemnej rezystancji termicznej między rdzeniem a uzwojeniem Rthur wyliczane są ze znanych wzorów analitycznych.
Niedogodnością znanego sposobu jest ograniczenie zakresu jego stosowalności do dławików oraz pominięcie generacji ciepła w rdzeniu ferromagnetycznym.
Istotą wynalazku jest sposób pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora, wykorzystujący w charakterze parametru termoczułego rezystancję uzwojenia pierwotnego. Nachylenie charakterystyki termometrycznej opisuje temperaturowy współczynnik zmian rezystywności miedzi pCu. Sposób jest realizowany w pięciu etapach obejmujących kolejno pomiary i obliczenia ze wzorów analitycznych.
W pierwszym etapie pomiaru jest mierzona rezystancja R1 uzwojenia pierwotnego transformatora przy małej wartości prądu tego uzwojenia I1, rezystancja uzwojenia wtórnego R2 przy małej wartości prądu tego uzwojenia l2 oraz temperatura rdzenia Ta za pomocą pirometru radiometrycznego. W etapie drugim jest mierzona, w stanie termicznie ustalonym, rezystancja R11 uzwojenia pierwotnego transformatora, rezystancja R22 uzwojenia wtórnego transformatora oraz temperatura Tr rdzenia transformatora za pomocą pirometru radiometrycznego przy dużej wartości prądu uzwojenia pierwotnego I11 oraz małej wartości prądu uzwojenia wtórnego l2. W etapie trzecim wartość rezystancji termicznej uzwojenia pierwotnego jest obliczana z zależności analitycznej o postaci
D _ R11 _ R1 thup Dr, /2 D R1 ' pCu ' '11 ’ R11
PL 225 751 B1
Wartość rezystancji termicznej wzajemnej między uzwojeniem pierwotnym a uzwojeniem wtórnym transformatora wyliczana jest z zależności analitycznej o postaci xthupw R2 ' PCu ' 'n ' R11
Wartość rezystancji termicznej wzajemnej między uzwojeniem pierwotnym a rdzeniem wyliczana jest z zależności analitycznej o postaci
Tr - Ta /2 /?
'11 ' ''11
Sposób charakteryzuje się tym, że w etapie czwartym uzwojenie pierwotne pobudzane jest sygnałem sinusoidalnym o częstotliwości i amplitudzie tak dobranej, aby rdzeń transformatora nie pracował w zakresie nasycenia a jednocześnie moc w nim tracona powodowała istotny wzrost wartości temperatury tego rdzenia. Przy takim pobudzeniu rejestrowany jest za pomocą oscyloskopu czasowy przebieg prądu uzwojenia pierwotnego i1 (t) oraz przebieg napięcia uC(t) na wyjściu układu całkującego zasilanego z uzwojenia wtórnego transformatora oraz czasowy przebieg temperatury rdzenia Tr1(t) za pomocą pirometru radiometrycznego.
W oparciu o uzyskane wyniki pomiarów w stanie ustalonym wyznaczane są wartości rezystancji termicznej rdzenia z zależności analitycznej o postaci Rthr Tr1 T Rthur ' Rk ' R1
Pr gdzie i1sk oznacza wartość skuteczną prądu i1(t), PR oznacza moc traconą w rdzeniu. Wartość PR równa jest powierzchnią pętli histerezy B(H) zmierzonej oscyloskopem w stanie ustalonym. Wartości indukcji B oraz natężenia pola magnetycznego H są obliczane ze znanych wzorów.
Korzystnym skutkiem zastosowania sposobu według wynalazku jest wyznaczanie własnej rez ystancji termicznej uzwojenia pierwotnego, własnej rezystancji termicznej rdzenia, wzajemnych rezystancji termicznych między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym oraz wzajemnych rezystancji termicznych między uzwojeniem pierwotnym a rdzeniem. Sposób według wynalazku jest prosty w realizacji poprzez stosowanie nieskomplikowanych procedur i aparatury pomiarowej. Uzyskane wyniki pomiarów umożliwiają wyznaczenie maksymalnej wartości prądu uzwojeń oraz częstotliwości przetwarzanego sygnału, przy których nie zostanie przekroczona dopuszczalna temperatura uzwojeń ani rdzenia transformatora.
Istotą wynalazku jest układ, zawierający transformator, dwa woltomierze, dwa amperomierze, pirometr radiometryczny, dwa źródła napięcia stałego, źródło napięcia sinusoidalnego, dwa przełąc zniki dwupozycyjne, oscyloskop, dwa rezystory i kondensator.
Układ charakteryzuje się tym, że woltomierz 5 połączony jest równolegle z uzwojeniem pierwotnym transformatora 6, a szeregowo z tym uzwojeniem połączone są rezystor Rw 4 i pierwszy amperomierz 3 oraz przełącznik dwupozycyjny 14. Źródło sygnału sinusoidalnego 2 włączone jest pomiędzy pierwszy amperomierz a końcówkę 2 przełącznika dwupozycyjnego S1 14, natomiast pierwsze źródło napięcia stałego 1 włączone jest między pierwszym amperomierzem a końcówką 1 przełącznika dwupozycyjnego S1 14. Uzwojenie wtórne transformatora 6 połączone jest szeregowo z przełącznikiem dwupozycyjnym S2 15. Między wyprowadzenie 2 tego przełącznika a masę włączone są szeregowo rezystor R 8 oraz kondensator C 7. Między wyprowadzenie 1 przełącznika S2 15 a masę włączony jest drugi woltomierz 9, a równolegle z nim połączone szeregowo są drugi amperomierz 10 oraz drugie źródło napięcia stałego 11. Wejście kanału X oscyloskopu 13 połączone jest z punktem połączenia źródła sygnału sinusoidalnego 2, źródła napięcia stałego i pierwszego amperomierza 3. Wejście kanału Y oscyloskopu 13 połączone jest do punktu połączenia kondensatora 7 z rezystorem 8. Transformator 6 posiada styki Kelvina, a promieniowanie podczerwone emitowane przez rdzeń transformatora jest poddawane detekcji przez pirometr radiometryczny 12.
PL 225 751 B1
Korzystnym skutkiem zastosowania układu według wynalazku jest możliwość wykonania pomiaru własnej rezystancji termicznej uzwojenia pierwotnego i wtórnego oraz rdzenia transformatora, wzajemnej rezystancji termicznej między uzwojeniem pierwotnym a uzwojeniem wtórnym i między uzw ojeniem pierwotnym a rdzeniem transformatora, wyznaczających dopuszczalne wartości prądu uzwojeń oraz częstotliwości pracy transformatora podczas jego eksploatacji.
Przedmiot wynalazku wyjaśnia przykład wykonania sposobu pomiaru rezystancji termicznej uzwojenia pierwotnego i rezystancji termicznej rdzenia oraz wzajemnej rezystancji termicznej między uzwojeniami transformatora oraz między uzwojeniem pierwotnym a rdzeniem transformatora.
Pomiar jest realizowany w pięciu etapach obejmujących kolejno pomiary i obliczenia ze wzorów analitycznych. W pierwszym etapie pomiaru jest mierzona rezystancja R-ι uzwojenia pierwotnego transformatora przy małej wartości prądu tego uzwojenia I1, rezystancja uzwojenia wtórnego R2 przy małej wartości prądu tego uzwojenia l2 oraz temperatura rdzenia Ta za pomocą pirometru radiometrycznego. W czasie trwania pierwszego etapu pomiaru przełączniki S-i (14) i S2 (15) znajdują się w położeniu 1. Wydajność pierwszego źródła napięcia stałego (1) oraz drugiego źródła napięcia stałego (11) jest ustawiona na małą wartość prądu, tak dobraną, aby nie powodowała ona jeszcze wzrostu temperatury uzwojeń transformatora, a jednocześnie była znacznie większa od prądu pobieranego przez woltomierz. Zalecana wartość tego prądu wynosi 10 mA. Pierwszy amperomierz (3) mierzy wartość prądu uzwojenia pierwotnego, a pierwszy woltomierz (5) - napięcie na tym uzwojeniu. Z kolei, drugi woltomierz (9) mierzy napięcie na uzwojeniu wtórnym, a drugi amperomierz (10) - mierzy prąd tego uzwojenia. Wartość rezystancji R1 jest wyliczana jako iloraz napięcia na pierwszym woltomierzu (5) oraz prądu pierwszego amperomierza (3), a wartość rezystancji R2 wyliczana jest jako iloraz napięcia na drugim woltomierzu (9) oraz prądu drugiego amperomierza (10). Temperatura rdzenia Ta jest mierzona za pomocą pirometru radiometrycznego (12). W celu wyeliminowania wpływu przewodów doprowadzających na wynik pomiaru wykorzystywane są styki Kelvina do podłączenia uzwojeń badanego transformatora, przy czym zaciski napięciowe połączone są z woltomierzami, zaś zaciski prądowe z amperomierzami oraz masą układu.
W drugim etapie pomiaru, pierwszy przełącznik (14) znajduje się w położeniu (1), a drugi przełącznik (15) znajduje się w położeniu 1. Źródło napięcia stałego (1) wymusza przepływ przez uzwojenie pierwotne transformatora prądu grzejnego o wartości wystarczającej do podwyższenia temperatury uzwojeń o co najmniej 20°C. Wartość tego prądu I11 jest mierzona za pomocą pierwszego amperomierza (3), a napięcie na uzwojeniu pierwotnym - za pomocą woltomierza (5). Iloraz wskazań woltomierza (5) i amperomierza (3) równy jest rezystancji uzwojenia pierwotnego. Jednocześnie drugie źródło napięcia stałego (11) wymusza przepływ prądu stałego o małej wartości przez uzwojenie wtó rne transformatora (6). Wartość tego prądu l2 mierzona jest przez drugi amperomierz (10), a napięcie na uzwojeniu wtórnym jest mierzone przez drugi woltomierz (9). Iloraz wskazań drugiego woltomierza (9) przez wskazanie drugiego amperomierza (10) równy jest rezystancji uzwojenia wtórnego. Wartości rezystancji uzwojeń rosną w funkcji czasu aż do osiągnięcia stanu ustalonego. Stan ustalony występuje wtedy, gdy chwilowa wartość rezystancji uzwojenia w ciągu 1 minuty nie zmienia się o więcej niż o 1%. Wartość rezystancji uzwojenia pierwotnego w stanie ustalonym jest rezystancją tego uzwojenia w drugim etapie pomiaru R11, a wartość rezystancji uzwojenia wtórnego w stanie ustalonym jest równa rezystancji tego uzwojenia w drugim etapie pomiaru R22. W stanie ustalonym mierzona jest również wartość temperatury rdzenia Tr za pomocą pirometru radiometrycznego (12).
W etapie trzecim wartość rezystancji termicznej uzwojenia pierwotnego jest obliczana z zależności analitycznej o postaci xthup w której pCu oznacza temperaturowy współczynnik zmian rezystywności miedzi.
Wartość wzajemnej rezystancji termicznej między uzwojeniem pierwotnym a uzwojeniem wtórnym transformatora wyliczana jest z zależności analitycznej o postaci
PL 225 751 B1 xthupw R2 ' PCu ' 'n ' R11
Wartość rezystancji termicznej wzajemnej między uzwojeniem pierwotnym a rdzeniem wyliczana jest z zależności analitycznej o postaci
T - Ta /2 /? '11 ' ''11
W etapie czwartym pierwszy przełącznik S1 (14) oraz drugi przełącznik S2 znajdują się w pozycji 2. Wówczas uzwojenie pierwotne pobudzane jest ze źródła sygnału sinusoidalnego (2) sygnałem o częstotliwości i amplitudzie tak dobranej, aby rdzeń transformatora nie pracował w zakresie nasyc enia a jednocześnie moc w nim tracona powodowała istotny wzrost wartości temperatury tego rdzenia. Do uzwojenia wtórnego dołączony jest układ całkujący złożony z rezystora (8) oraz kondensatora (7). Przy takim pobudzeniu rejestrowany jest przez oscyloskop (13) czasowy przebieg prądu uzwojenia pierwotnego i1(t) oraz przebieg napięcia uC(t) na wyjściu układu całkującego. Mierzona jest również temperatura rdzenia Tr1(t) - za pomocą pirometru radiometrycznego. Po uzyskaniu stanu ustalonego, występującego wtedy, gdy temperatura wskazywana przez pirometr nie zmieni się bardziej niż o 0,5°C w ciągu jednej minuty, zapisywane są w pamięci oscyloskopu przebiegi czasowe i1(t) oraz uC(t) odpowiadające jednemu okresowi sygnału pobudzającego ze źródła sygnału sinusoidalnego (2) oraz zmierzona w stanie ustalonym temperatura rdzenia Tr1.
W piątym etapie pomiaru, w oparciu o uzyskane w etapie czwartym wyniki pomiarów w stanie ustalonym wyznaczane są wartości rezystancji termicznej rdzenia z zależności analitycznej o postaci Rthr Tr1 Ta Rthur ' Fsk ' R1
Pr gdzie i1sk oznacza wartość skuteczną prądu i1(t), PR oznacza moc traconą w rdzeniu. Wartość PR równa jest powierzchnia pętli histerezy B(H) zmierzonej oscyloskopem w stanie tanie ustalonym, przy czym, wartość indukcji B oraz natężenia pola magnetycznego H obliczane są ze znanych wzorów B = RC 'uc Z2 ' SFe
Fe w których R oraz C oznaczają rezystancję rezystora (8) i pojemność kondensatora (7), z1 oznacza liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego, z2 jest liczbą zwojów uzwojenia wtórnego, SFe oznacza pole przekroju rdzenia, zaś lFe długość drogi magnetycznej w rdzeniu.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, przedstawiającym schemat blokowy układu do pomiaru rezystancji termicznej uzwojeń i rdzenia transformatora oraz wzajemnej rezystancji termicznej między uzwojeniami i wzajemnej rezystancji termicznej między uzwojeniem pierwotnym a rdzeniem transformatora.
Układ ten składa się z transformatora (6), dwóch woltomierzy (5, 9), dwóch amperomierzy (3, 10), pirometru radiometrycznego (12), dwóch źródeł napięcia stałego (1, 11), źródło napięcia sinusoidalnego (2), dwóch przełączników dwupozycyjnych (14, 15), oscyloskopu (13), dwóch rezystorów (4, 8) i kondensatora (7). Woltomierz (5) połączony jest równolegle z uzwojeniem pierwotnym transformatora (6), a szeregowo z tym uzwojeniem połączone są rezystor Rw (4) i pierwszy amperomierz (3) oraz przełącznik dwupozycyjny (14). Źródło sygnału sinusoidalnego (2) włączone jest pomiędzy pierwszy amperomierz (3) a końcówkę 2 przełącznika dwupozycyjnego S1 (14), natomiast pierwsze źródło napięcia stałego (1) włączone jest między pierwszym amperomierzem (3) a końcówką 1 przełącznika dwupozycyjnego S1 (14). Uzwojenie wtórne transformatora (6) połączone jest szeregowo
PL 225 751 B1 z przełącznikiem dwupozycyjnym S2 (15). Między wyprowadzenie 2 tego przełącznika a masę włączone są szeregowo rezystor R (8) oraz kondensator C (7). Między wyprowadzenie 1 przełącznika S2 (15) a masę włączony jest drugi woltomierz (9), a równolegle z nim połączone szeregowo są drugi amperomierz (10) oraz drugie źródło napięcia stałego (11) Kanał X oscyloskopu (13) połączony jest z punktem połączenia źródła sygnału sinusoidalnego (2) źródła napięcia stałego i pierwszego amperomierza (3) i Kanał Y oscyloskopu (13); połączony jest do punktu połączenia kondensatora (7) z rezystorem (8). Transformator (6) posiada styki Kelvina a promieniowanie podczerwone emitowane przez rdzeń transformatora jest poddawane detekcji przez pirometr radiometryczny (12).
Claims (2)
1. Sposób pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora, wykorzystujący w charakterze parametru termoczułego rezystancję uzwojenia, nachylenie charakterystyki termometrycznej opisuje temperaturowy współczynnik zmian rezystywności miedzi pCu, a pomiar jest realizowany w pięciu etapach obejmujących kolejno pomiary i obliczenia ze wzorów analitycznych, w pierwszym etapie pomiaru jest mierzona rezystancja R1 uzwojenia pierwotnego transformatora przy małej wartości prądu tego uzwojenia I1, rezystancja uzwojenia wtórnego R2 przy małej wartości prądu tego uzwojenia l2 oraz temperatura rdzenia Ta za pomocą pirometru radiometrycznego, w etapie drugim jest mierzona, w stanie termicznie ustalonym, rezystancja R11 uzwojenia pierwotnego transformatora, rezystancja R22 uzwojenia wtórnego transformatora oraz temperatura Tr rdzenia transformatora za pomocą pirometru przy dużej wartości prądu uzwojenia pierwotnego I11 oraz małej wartości prądu uzwojenia wtórnego l2, w etapie trzecim wartość rezystancji termicznej uzwojenia pierwotnego Rthup, wartość rezystancji termicznej wzajemnej między uzwojeniem pierwotnym a uzwojeniem wtórnym transformatora Rthupw i wartość rezystancji termicznej wzajemnej między uzwojeniem pierwotnym a rdzeniem Rthur są obliczane z zależności analitycznych o postaci xthup R ' PCu ' ‘11 ' R1
R22 — R 'thupw R2 ' Pcu ' h ' R1 R T — Ta Rhur ,2 /2 Q ‘11 ' R1 znamienny tym, że w etapie czwartym uzwojenie pierwotne jest pobudzane sygnałem sinusoidalnym o częstotliwości i amplitudzie tak dobranej, aby rdzeń transformatora nie pracował w zakresie nasycenia, a moc w nim tracona powodowała wzrost wartości temperatury rdzenia i jest rejestrowany czasowy przebieg prądu uzwojenia pierwotnego i1(t) oraz przebieg napięcia uC(t) na wyjściu układu całkującego zasilanego z uzwojenia wiernego transformatora za pomocą oscyloskopu oraz temperatura rdzenia Tr1(t) - za pomocą pirometru radiometrycznego, w etapie piątym w oparciu o uzyskane wynik: pomiarów w stanie ustalonym wyznaczane są wartości rezystancji termicznej rdzenia z zależności analitycznej o postaci Rthr Tr1 Ta Rthur ' Isk ' R1
Pr gdzie i1sk oznacza wartość skuteczną prądu i1(t), PR oznacza moc traconą w rdzeniu, która równa jest powierzchnią pętli histerezy B(H) zmierzonej oscyloskopem w stanie ustalonym, a wartości indukcji B oraz natężenia pola magnetycznego H obliczane są ze znanych wzorów.
PL 225 751 B1
2. Układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora zawierający woltomierze, amperomierze, oscyloskop, źródła napięcia stałego, przełączniki dwupozycyjne pirometr radiometryczny, źródło sygnału sinusoidalnego, rezystory i kondensator, znamienny tym ze woltomierz (5) jest połączony równolegle z uzwojeniem pierwotnym transformatora (6) a szeregowo z uzwojeniem są połączone rezystor (4) i pierwszy amperomierz (3) oraz przełącznik dwupozycyjny (14), źródło sygnału sinusoidalnego (2) włączone jest pomiędzy pierwszy amperomierz (3) a końcówkę 2 przełącznika dwu pozycyjnego S1 (14) natomiast pierwsze źródło napięcia stałego (1) włączone jest miedzy pierwszym amperomierzem (3) a końcówka 1 przełącznika dwupozycyjnego S1 (14) uzwojenie wtórne transformatora (6), połączone jest szeregowo z przełącznikiem dwupozycyjnym (15) zaś miedzy wyprowadzenie drugie tego przełącznika a masę włączone są szeregowo rezystor (8) oraz kondensator (7), a między wprowadzenie pierwsze przełącznika (15) a masę włączony jest drugi woltomierz (9), a równolegle z nim połączone szeregowo są drugi amperomierz (10) oraz drugie źródło napięcia stałego (11) wejście kanału X oscyloskopu (13) połączone jest z punktem połączenia źródła sinusoidalnego (2), źródła napięcia stałego i pierwszego amperomierza (3), wejście kanału Y oscyloskopu (13) połączone jest do punktu wspólnego kondensatora (7) a rezystorem (8) zaś transformator (6) posiada styki Kelvina, a promieniowanie podczerwone emitowane przez rdzeń transformatora jest poddawane detekcji przez pirometr radiometryczny (12).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL404668A PL225751B1 (pl) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora |
| EP13460073.3A EP2746790B1 (en) | 2012-12-24 | 2013-11-13 | Method and circuit for measuring own and mutual thermal resistances of a magnetic device |
| PL13460073T PL2746790T3 (pl) | 2012-12-24 | 2013-11-13 | Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych elementu indukcyjnego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL404668A PL225751B1 (pl) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL404668A1 PL404668A1 (pl) | 2015-01-19 |
| PL225751B1 true PL225751B1 (pl) | 2017-05-31 |
Family
ID=52305560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL404668A PL225751B1 (pl) | 2012-12-24 | 2013-07-12 | Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL225751B1 (pl) |
-
2013
- 2013-07-12 PL PL404668A patent/PL225751B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL404668A1 (pl) | 2015-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| van der Broeck et al. | IGBT junction temperature estimation via gate voltage plateau sensing | |
| CN105556266B (zh) | 用于确定igbt器件的实际结温的方法和装置 | |
| Wang et al. | Infinity sensor: Temperature sensing in GaN power devices using peak di/dt | |
| TWI503646B (zh) | 用於測量電阻結構的電阻値之方法和系統 | |
| Dupont et al. | Preliminary evaluation of thermo-sensitive electrical parameters based on the forward voltage for online chip temperature measurements of IGBT devices | |
| Niu et al. | Sensing power MOSFET junction temperature using circuit output current ringing decay | |
| Niu et al. | Sensing IGBT junction temperature using gate drive output transient properties | |
| Li et al. | A turn-off delay time measurement and junction temperature estimation method for IGBT | |
| Shibahara et al. | Primary current-sensing noise thermometry in the millikelvin regime | |
| Nibir et al. | Wideband contactless current sensing using hybrid magnetoresistor-Rogowski sensor in high frequency power electronic converters | |
| Borkowski et al. | A new method of Johnson noise thermometry | |
| EP2746790B1 (en) | Method and circuit for measuring own and mutual thermal resistances of a magnetic device | |
| CN111238672B (zh) | 一种基于磁显微法的超导带材动态温度测量方法 | |
| Beyer et al. | A magnetic-field-fluctuation thermometer for the mK range based on SQUID-magnetometry | |
| Hegedűs et al. | A wideband current sensing method based on real-time resistance identification | |
| Hedayati et al. | Fast temperature sensing for GaN power devices using E-field probes | |
| JP2018511286A (ja) | 多段調整過電圧アレスタ回路 | |
| PL225751B1 (pl) | Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych transformatora | |
| Rubin et al. | Thermal resistance measurements on power transistors | |
| Fröhling et al. | Contact-integrated temperature measurement for power modules | |
| Lautner et al. | Compensation of temperature dependence in a module parasitic based current measurement system | |
| PL225429B1 (pl) | Sposób i układ do pomiaru własnych i wzajemnych rezystancji termicznych dławika | |
| CN115078868A (zh) | 一种老化试验中器件热学参数的测试方法和装置 | |
| Hegedűs et al. | Bandwidth Enhancement of a Current Sensing Trace by Adaptive Inverse Filtering | |
| Gregorio et al. | Junction temperature estimation via plug-in system for the design validation of IGBT industrial power converters |