Testador de bobinas por impulso para baixa indutância

Uma espira em curto é a falha que se esconde de toda medição estática. A resistência muda uma fração de ponto percentual, a indutância em baixa frequência quase não se altera, e a bobina passa nos dois ensaios antes de falhar em serviço. O ensaio por pulso existe porque olha a bobina em movimento, e não em repouso.

Visão geral do produto

Este é um instrumento de modelo único para bobinas entre 0,1 µH e 1 mH, com tensão de pico de ensaio de 10 V a 1000 V e exatidão de tensão de ±(1 % do valor ajustado + 2,0 V). Amostra a 200 MHz com resolução de 10 bits e conclui um ensaio de pulso único em 18 ms.

O painel frontal traz um display colorido de 7 polegadas com a forma de onda e o resultado da comparação, um teclado à direita e os conectores de ensaio ao longo da borda inferior. A carcaça tem 430 mm de largura e 28 kg, o que caracteriza um instrumento de bancada com uma fonte de carga substancial em seu interior. O consumo fica abaixo de 150 W sem carga e abaixo de 1000 W ao excitar um ensaio.

Como funciona o testador de bobinas por pulso

Um pequeno capacitor é carregado até a tensão ajustada e descarregado na bobina. A bobina e o capacitor formam um circuito ressonante paralelo, e a bobina oscila na sua frequência de autorressonância com um envelope que decai conforme as perdas no enrolamento e no núcleo.

Se uma espira está em curto, ela se comporta como um secundário acoplado com baixa resistência. Retira energia da oscilação em cada ciclo, de modo que o envelope cai mais rápido e a forma da onda muda. O instrumento amostra o decaimento, compara-o com uma referência armazenada de uma bobina aprovada e decide se a diferença ultrapassa os limites definidos para o critério escolhido.

Os critérios importam porque falhas diferentes aparecem de formas diferentes. Uma comparação de área captura uma perda geral de energia; uma comparação por diferença de área é mais sensível a uma mudança local; a detecção de jitter captura um contato instável; e a segunda derivada corona e a razão de picos procuram a assinatura de alta frequência de uma descarga. O modo de tensão de ruptura sobe a tensão em passos e aplica a mesma comparação em cada passo, de modo que a tensão em que o isolamento começa a falhar pode ser localizada, e não apenas detectada.

Como escolher o testador de bobinas

A primeira pergunta é a indutância. Abaixo de cerca de 10 µH, a oscilação é rápida e a tensão sobre a peça é pequena, e somente um instrumento com amostrador rápido e sensoramento de quatro terminais mede a bobina em vez dos cabos. O limite inferior de 0,1 µH deste modelo é a razão de ele existir na família.

A segunda é a tensão de ensaio. Ela tem de ficar acima da tensão de trabalho da bobina e abaixo do nível que danifica uma bobina boa, e o modo escalonado de ruptura é como esse nível é encontrado para um projeto novo. Uma bobina para conversor de baixa tensão e outra para filtro de rede exigem ajustes muito diferentes do mesmo instrumento.

A terceira é a falha a capturar. Um curto entre espiras, uma descarga corona e uma descarga parcial produzem assinaturas diferentes, e o modo de detecção tem de corresponder à falha. Rodar os sete critérios em todas as peças é possível, mas torna o ensaio mais lento e aumenta a chance de reprovação falsa em uma bobina limítrofe.

A quarta é o dispositivo de ensaio e o manuseio. Uma bobina de fio fino e carretel pequeno precisa de um dispositivo que a contate de forma repetível; o ensaio por pulso é sensível à resistência de contato de um modo que uma medição de resistência CC não é, porque o contato fica dentro do circuito ressonante.

Limites de medição e critérios de seleção

O ensaio é comparativo, não absoluto. Ele diz se uma bobina difere da referência, não qual é a sua indutância, e uma referência obtida de uma bobina ruim aprova bobinas ruins. A referência tem de ser capturada de uma peça verificada de forma independente e recapturada quando o fio, o núcleo ou a máquina de enrolar mudam.

A forma de onda depende do dispositivo de ensaio tanto quanto da bobina. O comprimento dos cabos, a pressão de contato e a posição da bobina no dispositivo alteram a oscilação, e é por isso que o dispositivo faz parte do ensaio e que uma bobina medida em outro dispositivo não é comparável.

A tensão de ensaio é um compromisso. Uma tensão mais alta encontra mais falhas e solicita mais o isolamento; uma mais baixa é mais segura e menos sensível. O modo escalonado de ruptura é destrutivo por projeto, e por isso é usado em amostras, não em peças de produção.

Por fim, o instrumento carrega um capacitor em alta tensão e o descarrega em um indutor. A energia por pulso é pequena, mas a corrente não é, e as providências de intertravamento e de aterramento no painel traseiro fazem parte da segurança do ensaio, e não de um acessório dele.