Пристрій для контролю якості міжлистової ізоляції шихтованого магнітопроводу високочастотним індукційним методом

Abstract

У роботі проведено розробку пристрою для контролю якості міжлистової ізоляції шихтованого магнітопроводу високочастотним індукційним методом. Актуальність дослідження зумовлена тим, що деградація ізоляції між окремими листами електротехнічної сталі призводить до зростання вихрових струмів, підвищення втрат в ньому та перегріву осердя обмотки, що істотно впливає на енергетичні показники та надійність електричних машин. Запропонований підхід базується на індукційному методі збудження магнітного поля високої частоти та вимірюванні параметрів напруги у випробуваному магнітопроводі. Для реалізації методу створено експериментальний пристрій, на основі мікроконтролеру Arduino. Особливістю пристрою є можливість змінювати частоту та амплітуду в обмотці збудження, що дозволяє проводити оцінку величини вихрових струмів в магнітному осерді на характер індукованої напруги вимірювальної обмотки. Розроблена система керування пристрою забезпечує високу повторюваність експериментів, автоматизацію вимірювального процесу та можливість інтеграції з комп’ютерною системою збору даних. Проведені експерименти показали, що зміна амплітуди сигналу вимірювальної обмотки корелює зі станом міжлистової ізоляції, що дозволяє здійснювати швидку діагностику без руйнівного контролю. The work has developed a device for quality control of inter-sheet insulation of a stacked magnetic core by the high-frequency induction method. The relevance of the study is due to the fact that the degradation of the insulation between individual sheets of electrical steel leads to an increase in eddy currents, increased losses in it and overheating of the winding core, which significantly affects the energy performance and reliability of electrical machines. The proposed approach is based on the induction method of excitation of a high-frequency magnetic field and measurement of voltage parameters in the tested magnetic core. To implement the method, an experimental device based on the Arduino microcontroller was created. A feature of the device is the ability to change the frequency and amplitude in the excitation winding, which allows assessing the magnitude of eddy currents in the magnetic core on the nature of the induced voltage of the measuring winding. The developed device control system provides high repeatability of experiments, automation of the measurement process and the possibility of integration with a computer data acquisition system. The experiments showed that the change in the amplitude of the measuring winding signal correlates with the state of the inter-sheet insulation, which allows for rapid diagnostics without destructive testing. The developed device can be used to control the quality of electrical steel during the production of magnetic cores of transformers and electrical machines.