DE4105320A1 - Vorrichtung zur erkennung von wicklungsfehlern bei motorwicklungen - Google Patents
Vorrichtung zur erkennung von wicklungsfehlern bei motorwicklungenInfo
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Erkennung von Wicklungsfehlern bei Motorwicklungen und
insbesondere auf die Erkennung von Wicklungsfehlern bei
Niederspannungsmotoren kleiner Bauart (z. B. mit 100 bis 200 V
und 100 bis 1000 W), welche hauptsächlich bei Kühlschränken,
Staubsaugern, Waschmaschinen und anderen Haushaltsgeräten
verwendet werden.
Bei der Herstellung von Niederspannungsmotoren kleiner Bauart
z. B. für Haushaltsgeräte werden Motorwicklungen auf Eisen
kerne gewickelt. Beispielsweise werden bei einem Stator
Drähte mit dünnen Isolationsschichten, emaillierte Drähte
oder Drähte mit einer Isolatorschicht aus Seide (im folgenden
emaillierte Drähte genannt) auf einen Separator aus isolie
rendem Material gewickelt, der auf einem Eisenkern angeordnet
ist. Danach wird ein Rotor drehbar im Stator angeordnet, um
den Motor zu vervollständigen.
Bei der Massenproduktion derartiger Niederspannungsmotoren
schließt sich an den Fließbandabschnitt zum Wickeln ein
Fließbandabschnitt zum Testen an. Im Testabschnitt wird ein
Begutachtungstest durch das menschliche Auge und ein Span
nungstest für jeden Motor durchgeführt, um Fehler in den
Wicklungen des Motors zu erkennen.
Bei den Wicklungen derartiger Niederspannungsmotoren können
Unregelmäßigkeiten bei den Wicklungen auftreten, z. B. Verfor
mungen, Herausfallen von Drähten aus Abstandshaltern und Spu
len oder unregelmäßige Positionierungen von Abstandshaltern.
Diese Unregelmäßigkeiten bei Spulen und Wicklungen führen zu
Berührungen der emaillierten Drähte mit dem Eisenkern oder
dazu, daß zumindest ein Teil des emaillierten Drahtes zu nahe
am Eisenkern verläuft.
Beispiele für derartige Unregelmäßigkeiten sind in Fig. 3a,
Fig. 3b und Fig. 3c gezeigt. Fig. 3a zeigt einen losen email
lierten Draht C1, der aus dem Wickel herausragt und den Ei
senkern t berührt. Fig. 3b zeigt einen Teil eines Abstands
halters S zum Schutz gegen eine Berührung des Eisenkerns mit
einem Durchbruch an der Kante S′ und einen emaillierten Draht
C2, der daraus herausragt und zwischen der Außenfläche des
Abstandshalters S und der Innenwand der Spulenaussparung des
Eisenkerns t eingeklemmt ist, wodurch ein Kurzschluß zum Ei
senkern t entsteht. Fig. 3c zeigt einen fehlerhaft außerhalb
des Abstandshalters S gewickelten Draht, wodurch der Draht
zwischen der Außenfläche des Abstandshalters und der Innen
wand der Spule des Eisenkerns t eingeklemmt wird , sodaß ein
Kurzschluß zum Eisenkern entsteht.
Um die fehlerhaft gewickelten Motorwicklungen vom Fließband
zu entfernen, werden bisher die Wicklungsfehler hauptsächlich
durch das menschliche Auge und gelegentlich durch Spannungs
tests erkannt, wobei zwischen Wicklung und Eisenkern eine
Spannung von etwa 2 kV angelegt wird.
Bei dieser Fehlererkennung gibt es das folgende Problem. Wenn
einer oder mehrere der emaillierten Drähte C1, C2 oder C3 aus
dem Wickel herausragen und sich ganz nah am Eisenkern befin
den, z. B. in einem Abstand von ungefähr 1 mm oder weniger,
ohne jedoch diesen zu berühren, verursachen die unregelmäßig
geformten Teile der Wicklung Kurzschlüsse zum Eisenkern erst
bei Spannungstests, die durchgeführt werden, wenn der Motor
mit der fehlerhaften Wicklung das Ende des Fließbands bereits
erreicht hat. Dadurch entsteht ein fehlerhafter Motor.
Obwohl bei herkömmlichen Testverfahren die Motorwicklungen
nach einem ersten Spannungstest als fehlerfrei gelten, tau
chen Kurzschlüsse, Leckströme und ähnliche unerwünschte Pro
bleme erst später auf, wodurch die Zuverlässigkeit der am
Fließband hergestellten Motoren erheblich eingeschränkt wird.
Darüber hinaus führt ein Austausch des fehlerhaften Motors
durch einen fehlerfreien bei einem fertiggestellten Haus
haltsgerät zu erheblichen Zeitverlusten bei der Produktion,
wodurch die Produktivität der Massenproduktion erheblich ver
mindert wird.
Wenn bei der Massenproduktion von Niederspannungsmotoren
kleiner Bauart die obenbeschriebenen Testverfahren des Beob
achtens durch das Auge und der Isolationstests mit 1000 bis
2000 V angewendet werden, treten Kurzschlüsse oder Leckströme
oft erst während oder nach Gebrauch der Haushaltsgeräte auf.
Deshalb sucht man schon seit längerer Zeit nach einem
geeigneteren und zuverlässigeren Testverfahren.
Bei einem bekannten Testverfahren verwendet man ein Gerät,
welches den Ladungsbetrag einer Teilentladung anzeigt (JP-63
31 056). Doch auch dieses Testverfahren wirft eine Vielzahl
von Problemen in ihrer Anwendung bei Niederspannungsmotoren
kleiner Bauart auf. Da dieses bekannte Verfahren auf Er
kennung von Fehlstellen und Schwachstellen in der Isolation,
die zu Kurzschlüssen führen, ausgerichtet und die dabei ver
wendete Testspannung außerordentlich hoch ist, eignet sich
diese Testverfahren nicht für die Massenproduktion auf
Fließbändern.
Ferner ist dieses Verfahren unpraktisch, wenn man es dahinge
hend verändert, daß niedrigere Testspannungen von etwa 1000 V
angewendet werden, um Niederspannungsmotoren kleiner Bauart
zu testen, da auf diese Weise keine verläßlichen Meßergeb
nisse erzielt werden. Darüber hinaus kann dieses Verfahren
bei der Massenproduktion nicht eingesetzt werden, da die
Testzeit zum Testen eines einzelnen Erzeugnisses beschränkt
ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung ei
ner verbesserten Vorrichtung zur Erkennung von Wicklungsfeh
lern bei Motorwicklungen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen
den Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst, wobei
zweckmäßige Weiterbildungen in den Unteransprüchen gekenn
zeichnet sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erkennt leicht und effizient
in kurzer Zeit ein unerwünschtes Herausragen eines oder meh
rerer emaillierter Drähte aus einem Wickel und die Berührung
oder Nähe (z. B. im Bereich von 1 mm) zum Eisenkern, wodurch
eine effiziente Erkennung von fehlerhaften Wicklungen bei
Niederspannungsmotoren kleiner Bauart in der Massenproduktion
ermöglicht wird.
Durch Anlegen einer Wechselspannung von etwa 800 bis 1100 V
(Effektivwerte) zwischen jeder der Motorwicklungen und dem
Eisenkern, werden Teilentladungen über der Motorwicklung und
dem Eisenkern erzeugt. Nach anschließender Messung der parti
ellen Entladungen der Motorwicklungen mit der Teilentladungs-
Testeinrichtung werden unerwünschte Berührungen oder die feh
lerhafte Nähe eines oder mehrerer emaillierter Drähte aus dem
Wickel zum Eisenkern auf zuverlässige und effiziente Weise
erkannt.
Tests an einer Vielzahl von Niederspannungsmotoren kleiner
Bauart mit einer Spannung von 100 bis 200 V und einer Lei
stung von 100 bis zu 1000 W in Bezug auf verschiedenartige
Drahtberührungen und auf zu große Annäherung eines Drahtes an
den Kern haben folgendes gezeigt. Bei Anlegen einer Wechsel
spannung zeigen fast alle fehlerhaften Motoren ein steiles
Ansteigen der Korona-Entladung, d. h. einer Teilentladung, und
zwar bei einer Wechselspannung von 600 V im Falle eines Be
rührungsfehlers, bei 700 V im Falle unmittelbarer Nähe des
Drahtes zum Eisenkern und in allen Fällen beim Anlegen einer
Wechselspannung von 800 V (alle Werte sind Effektivwerte).
Wenn die angelegte Wechselspannung 1100 V oder mehr beträgt,
werden unnötig große Entladungen induziert. Deshalb sollte
die Wechselspannung vorzugsweise zwischen 800 und 1100 V lie
gen (Effektivwerte).
Im Falle einer Berührung oder unmittelbaren Nähe des Drahtes
zum Eisenkern erhöht sich bei Beginn der Entladung notwendi
gerweise der Entladungsstrom. Deshalb bewegt sich der Ent
ladungsbetrag in einem Bereich von 1000 bis 2000 pC, wenn
eine Wechselspannung von 800 bis 1100 V (Effektivwerte) zwi
schen Draht und Eisenkern angelegt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungs
beispiels eines Geräts zur Erkennung von Fehlern
in Motorwicklungen;
Fig. 2 ein Schaubild, das die Abhängigkeit des Teilent
ladungsbetrags von der angelegten Spannung für
eine Vielzahl von Fällen darstellt; und
Fig. 3a, Fig. 3b und Fig. 3c
Teile einer perspektivischen Darstellung der ver
schiedenen Arten von zu detektierenden Fehlern,
die bei Motorwicklungen auftreten und die durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung detektiert wer
den.
In Fig. 1 ist ein Schaltkreis eines bevorzugten Ausführungs
beispiels der Vorrichtung zur Erkennung von Fehlern an Mo
torwicklungen gezeigt. Mit der Vorrichtung wird eine Wechsel
spannung von 800 bis 1100 V (Effektivwerte) an jeweils eine
Motorwicklung und einen Eisenkern angelegt und durch Messung
festgestellt, ob der Ladungsbetrag der partiellen Entladung
steil ansteigt und beispielsweise 2000 pC überschreitet. Wenn
der Ladungsbetrag der Koronaentladung, d. h. die Teil
entladung, 2000 pC überschreitet, wird der bespulte Eisenkern
als fehlerhaftes Bauteil eingestuft.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Teilentladungs-
Testeinrichtung 1 auf, welche noch bei keinem der bisher
bekannten Tester zum Testen von Teilerzeugnissen in einer
Massenproduktion benutzt wurde. Die Benutzung der Teilentla
dungs-Testeinrichtung 1 zum automatischen Testen von
fehlerhaften Wicklungen bei Niederspannungsmotoren kleiner
Bauart in der Fließbandproduktion ermöglicht die Durchführung
von kurzen und zuverlässigen Tests, die bei Anwendung der
konventionellen Hochspannungs-Testverfahren nicht durch
geführt werden können, bei welchen eine Spannung von 2000 V
oder höher benutzt wird und bei denen der Abfall der Kurz
schlußspannung oder des Kurzschlußstroms gemessen wird. Eine
erfindungsgemäßes Vorrichtung zum Erkennen von Fehlern an Mo
torwicklungen, bei der der Teilentladungstest angewendet
wird, erkennt mit hoher Genauigkeit einen Wicklungsfehler ei
nes Niederspannungsmotors kleiner Bauart.
Durch Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erken
nung von Fehlern in Motorwicklungen werden Bauteile mit
unerwünschter, unmittelbarer Nähe des oder der Drähte zum Ei
senkern infolge unregelmäßigen Wickelns, was zur unerwünsch
ten Nähe des oder der emaillierten Drähte zum Eisenkern (mit
einem Abstand von 1 mm oder weniger zum Eisenkern) führt, mit
Sicherheit als fehlerhafte Bauteile erkannt. Dadurch kann die
Verläßlichkeit der Niederspannungsmotoren kleiner Bauart er
heblich verbessert werden.
Verwendet man eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung
der Wicklungsfehler bei Motorwicklungen, so kann die bishe
rige Gefahr, daß ein fehlerhaftes Gerät durch Einbau eines
fehlerhaften Bauteils mit einer fehlerhaften Wicklung am
Fließband gefertigt wird, beseitigt wird. Dies erreicht man
dadurch, daß die an der Wicklung und am Eisenkern angelegte
Wechselspannung auf einen Spannungswert im Bereich von 800
bis 1100 V gesetzt und anschließend beurteilt wird, ob das
Bauteil (nämlich der Eisenkern mit der Wicklung) fehlerhaft
oder fehlerfrei ist. Diese Beurteilung stützt sich auf die
Feststellung, daß die Ladungsmenge der Teilentladung, die
durch das Anlegen einer Wechselspannung induziert wird, einen
steilen oder keinen steilen Anstieg auf beispielsweise 2000 pC
aufweist. Deshalb wird durch die Früherkennung der fehler
haften Bauteile die gesamte Produktivität erhöht, und die
Produktionskosten werden gesenkt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Vorrichtung zur Erkennung von Wicklungsfehlern bei
Motorwicklungen detailliert beschrieben.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nach Fig. 1 dient zum Erkennen von fehlerhaften Wicklungen
bei Niederspannungsmotoren kleiner Bauart (z. B. Motoren mit
einer Betriebsspannung von etwa 100 bis 200 V Wechselspannung
und einer Ausgangsleistung von etwa 100 bis 1000 W), welche
bei Haushaltsgeräten, wie z. B. Kühlschränken, Staubsaugern,
Waschmaschinen oder Lüftern, benutzt werden.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung erkennt fehlerhafte Wick
lungen oder Wicklungsdrähte, beispielsweise die unmittelbare
Nähe eines oder einiger Wicklungsdrähte zum Eisenkern, bei
spielsweise in einem Abstand von etwa 1 mm oder weniger zum
Eisenkern. Dabei werden automatisch fehlerhafte Halbfertig
teile des Motors aussortiert und auf ein Förderband zum Ab
transport fehlerhafter Bauteile befördert.
Die Vorrichtung weist einen Wechselspannungs-Netzteil 13 mit
einer Trennspule L, eine Signal-Abtast-Schaltung 101 mit ei
nem Koppelkondensator Ck, eine Eingangsschaltung 2, eine
Teilentladungs-Testeinrichtung 1, einen Impulsgenerator 3,
eine Beurteilungseinrichtung 5 und einen Meßschalter SW1 auf.
Einen Roboter 7 bringt die Bauteile auf ein Förderband 11 für
fehlerfreie Bauteile oder ein Förderband 12 für fehlerhafte
Bauteile.
Der Wechselspannungsnetzteil 13 erzeugt durch einen Transfor
mator T eine Ausgangsspannung von etwa 800 bis 1100 V (Effek
tivwerte) zum Anlegen an ein zu testendes Bauteil, welches
aus einer Spule C und einem Eisenkern t besteht und durch ein
Kondensatorsymbol mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet
ist. Die Wechselspannung wird über den Schalter SW2 ein- und
ausgeschaltet und die Spannung kann variabel mit Hilfe eines
Potentiometers VR eingestellt werden. Beide Enden des Bau
teils 10, nämlich des Bauteils aus der Spule C und dem Eisen
kern t, sind mit der Teilentladungs-Testeinrichtung 1 über
die Eingangsschaltung 2 verbunden, welche ein Bandpaßfilter
mit einer Bandbreite von 15 kHz bis 150 kHz ist. Die Ein
gangsschaltung 2 dient zur Überleitung der notwendigen Fre
quenzkomponenten, die das Entladungs-Erkennungssignal aus
machen, an die Teilentladungs-Testeinrichtung 1. Die Aus
gangsspannung der Teilentladungs-Testeinrichtung 1 wird an
die Beurteilungseinrichtung 5 weitergeleitet. Die Beurtei
lungseinrichtung 5 betätigt einen Roboter 7, welcher fehler
hafte Bauteile 10′ vom Förderband 11 für fehlerfreie Bauteile
entfernt und einem Förderband 12 für fehlerhafte Bauteile
zuführt. Der Impulsgenerator 3 erzeugt einen Impuls mit einer
Anstiegszeit von beispielsweise 30 ns mit einem vorbestimmten
Spannungspegel. Dieser Impuls wird dem zu testenden Bauteil
zugeführt, wodurch der Meßbereich des Dämpfungsglieds ATT
eingestellt wird. Der eingestellte Impuls wird dann durch den
Verstärker AP verstärkt und dem Spannungspegel-Komparator LC
zugeführt. Dabei werden die Funktionen der Zählervergleichs
schaltung CCP der Beurteilungseinrichtung 5 geeicht.
Jedes zu testende Bauteil 10 wird über das Förderband 11 an
eine Teststelle gefördert. Während des Transports auf dem
Förderband 11 wird das zu testende Bauteil 10 des Motors,
d. h. der Eisenkern mit den Wicklungen automatisch getestet,
indem man die Anschlüsse der Wicklung und des Eisenkerns mit
den Ausgängen der Wechselspannungsquelle verbindet. Wenn das
zu testende, auf dem Föderband 11 transportierte Bauteil 10
die Teststelle erreicht hat, wird der Meßschalter SW1 automa
tisch über eine bekannte Vorrichtung wie z. B. ein Abtasthe
bel eines Endausschalters betätigt, wodurch der Netzschalter
SW2 betätigt wird.
Die Wechselspannungsquelle 13 erzeugt eine vorbestimmte Span
nung, welche über den Potentiometer VR auf 800 bis 1100 V
eingestellt und über den Transformator T der Trennspule L zu
geführt wird. Der Potentiometer oder Spannungsregler VR wird
so eingestellt, daß der obengenannte vorbestimmte Span
nungspegel an den Ausgängen der Wechselspannungsquelle 13 an
steht. Die Wechselspannung der Wechselspannungsquelle 13 wird
an das zu testende Bauteil 10 angelegt, an welchem eine dem
Zustand des Wickelns entsprechende Teilentladung stattfindet.
Ein durch die Teilentladung induziertes schwaches Span
nungssignal wird dann der Teilentladungs-Testeinrichtung 1
über den Koppelkondensator CK und die Eingangsschaltung 2 zu
geführt, welche ein Bandpaßfilter mit einer Bandbreite zwi
schen 15 kHz und 150 kHz ist. Die Eingangsschaltung 2 verhin
dert das Weiterleiten von Frequenzkomponenten der Wechsel
spannungsquelle von etwa 50 bis 60 Hz, so daß nur ein schwa
ches, aufgrund der Teilentladung erzeugtes Spannungssignal
zur Teilentladungs-Testeinrichtung 1 durchgelassen wird. Da
nach wird das der Teilentladungs-Testeinrichtung 1 zugeführte
Teilentladungssignal an das Dämpfungsglied ATT und den Ver
stärker AP weitergeleitet, welcher das Signal um etwa 50 bis
80 db verstärkt und an den Spannungspegel-Komparator LC lie
fert, welche den Betrag der Entladung, der in Form eines ver
stärkten Spannungssignals vorliegt, beurteilt und mit einem
Referenzwert vergleicht. Wenn der Pegel der Teilentla
dungssignale, die am Spannungspegel-Komparator LC anliegen,
den Referenzwert überschreiten, gibt der Spannungspegel-Kom
parator LC Rechteckimpulse ab, deren Anzahl proportional zur
Häufigkeit der Pegelüberschreitungen ist. Die Anzahl der
Rechteckimpulse werden vom nachfolgenden Korona-Zähler CC ge
zählt. Durch Einstellung des Dämpfungsglieds ATT der Teilent
ladungs-Testeinrichtung 1 wird die Anzahl der Teil
entladungen, die über einem vorbestimmten Ladungsbetrag lie
gen, durch den Korona-Zähler CC gemessen.
Wenn der Meßschalter SW1 und anschließend der Netzschalter
SW2 geschlossen werden, gibt der Schalter SW1 ein Startsignal
an die Zählervergleichsschaltung CCP in der Beurteilungsein
richtung 5 ab, wodurch die Beurteilungseinrichtung 5 für den
Start einer Messung rückgesetzt wird.
Danach wird der durch den Korona-Zähler CC gemessene Zahlen
wert der Korona und der von dem Setzschaltkreis 6 der Beur
teilungseinrichtung abgegebene Zahlenwert zum Vergleich an
die Zählervergleichsschaltung CCP abgegeben. Wenn die gemes
senen Zahlenwertdaten der Korona größer sind als die
Referenzwertdaten der Korona, wird das Bauteil 10 als fehler
haft beurteilt und umgekehrt. Die Ausgangsspannung der
Beurteilungseinrichtung wird dann an den Roboter 7 abgegeben.
Der Roboter 7 betätigt seine Wähleinrichtung 71 so, daß die
fehlerfreien Bauteile auf dem Förderband 11 für fehlerfreie
Bauteile weitertransportiert werden und die fehlerhaften Bau
teile 10′ auf das Förderband 12 für fehlerhafte Bauteile ab
gelegt werden.
Fig. 2 zeigt die Meßkurve des Teilentladungstests zwischen
dem Motorwicklungsdraht und dem Eisenkern des zu testenden
Bauteils beim Verwenden einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Kurve G in Fig. 2 zeigt den Kurvenverlauf bei einem feh
lerfreien Bauteil ohne Defekte oder Unregelmäßigkeiten der
Spulendrähte in Nähe des Eisenkerns. Die Kurve F1 zeigt den
Kurvenverlauf eines fehlerhaften Bauteils, bei dem der Wick
lungsdraht den Eisenkern berührt und die Kurve F2 zeigt den
Kurvenverlauf einer fehlerhaften Wicklung, bei der der
Wicklungsdraht nahe am Eisenkern, im Abstand von etwa 1 mm
liegt.
Für den Fall, daß das zu testende Bauteil ordnungsgemäß her
gestellt wurde, d. h., daß sich Wicklungsdraht und Eisenkern
nicht berühren und sich nicht in unmittelbarer Nähe zueinan
der befinden, zeigt Fig. 2, daß der Ladungsbetrag der Teil
entladung steil ansteigt, wenn die angelegte Spannung auf
etwa 1200 V erhöht wird (Kurve G). Im Falle eines fehlerhaf
ten Bauteils, bei dem der Wicklungsdraht den Eisenkern be
rührt, steigt der Ladungsbetrag steil an, wenn die angelegte
Spannung 600 V überschreitet (Kurve F1). Beim zweiten feh
lerhaften Bauteil, bei dem der Wicklungsdraht in unmittelba
rer Nähe des Eisenkerns liegt, steigt der Ladungsbetrag steil
an, wenn die angelegte Spannung auf 700 V erhöht wird (Kurve
F2).
In den beiden Fällen der fehlerhaften Komponenten (Kurve F1
und Kurve F2) hat man festgestellt, daß der Ladungsbetrag der
Teilentladung im Bereich von 1000 bis 2000 pC oder mehr
liegt, ein Betrag, der für eine zuverlässige und genaue Er
kennung geeignet ist, wenn die angelegte Spannung 800 V über
schreitet. Wenn die angelegte Spannung unterhalb von 800 V
liegt, ist der Ladungsbetrag der Teilentladung zu klein, um
eine zuverlässige und genaue Messung durchzuführen. Deshalb
liegt der Spannungswert für die an das Bauteil angelegte
Spannung vorzugsweise oberhalb 800 V (Effektivwert). Anderer
seits, wenn die anzulegende Spannung 1100 V überschreitet,
steigt der Ladungsbetrag unverhältnismäßig hoch an und eignet
sich daher nicht für eine Messung. Deshalb erstreckt sich der
bevorzugte Spannungsbereich für die an ein Bauteil anzule
gende Spannung von etwa 800 V bis 1100 V (Effektivwerte).
Mit der Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfin
dung wird die fehlerhafte Wicklung, bei welcher der Wick
lungsdraht weniger als 1 mm vom Eisenkern entfernt ist oder
den Eisenkern berührt, durch Anlegen einer Wechselspannung
von etwa 800 V bis 1100 V (Effektivwerte) als fehlerhaft be
urteilt. Folglich werden durch Anlegen einer niedrigeren
Spannung im Vergleich zu konventionellen Span
nungsfestigkeitstests mit etwa 2000 V oder mehr zufrieden
stellende und zuverlässige Testergebnisse erreicht. Darüber
hinaus beschädigt die Teilentladung bei Anlegen einer Span
nung von etwa 800 bis 1100 V (effektive Wechselstromwerte)
weder das fehlerfreie Bauteil, noch beschleunigt diese eine
Beschädigung der Isolation. Zusätzlich wird durch Messung ei
nes Ladungsbetrags der Teilentladung von etwa 1000 bis 2000 pC
die unmittelbare Nähe eines Wicklungsdrahtes, im Bereich
von etwa 1 mm, zum Eisenkern erkannt. Dadurch können die
notwendigen Reparaturen oder Korrekturen gestützt auf das
Meßergebnis durchgeführt werden.
Durch Einstellen des Spannungsreglers VR kann die Wechsel
spannung, die zwischen Wicklungsdraht und Eisenkern anliegt,
variabel von etwa 800 bis 1100 V eingestellt werden, wodurch
die Motorgröße und verschiedene andere Bedingungen berück
sichtigt werden. Bezüglich des bei der Teilentladung erhalte
nen Ladungsbetrags kann der Spannungspegel für die Fehler
haft- oder Fehlerfrei-Beurteilung beliebig durch Einstellen
des Setzschaltkreises 6 der Beurteilungseinrichtung festge
legt werden. Daher wird eine detaillierte Messung des
Wicklungsteils ermöglicht, welche durch Anwendung
konventioneller Testverfahren nicht erzielt werden kann.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Wicklungsfehler,
welche schwer durch das Auge erkannt werden, z. B. Fehler in
nerhalb eines Stators, Kantenbrüche eines Isolators oder ei
ner Wicklung oder dergl., auf einfache und genaue Weise durch
die Teilentladungs-Testeinrichtung erkannt werden.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine
Vielzahl von Messungen an laufenden Bauteilen auf einem För
derband in der Massenproduktion hintereinander ausführen.
Beispielsweise können sechs bis acht Stücke eines zu untersu
chenden Bauteils pro Minute durch aufeinanderfolgendes Anle
gen eines vom Impulsgenerator erzeugten Impulses und an
schließendes Anlegen einer Wechselspannung an das zu testende
Bauteil ausgeführt werden. Folglich ist ein sehr rasches Mes
sen oder Testen eines auf einem Förderband beförderten Bau
teils möglich, wodurch eine effiziente Fehlererkennung ge
währleistet wird.
Neben der Betätigung des Roboters 7 zur Auswahl fehlerfreier
oder fehlerhafter Bauteile kann auch eine Anzeige an einer
geeigneten Stelle des Testabschnitts am Förderband eingesetzt
werden, so daß das Beurteilungsergebnis durch Verwendung des
Ausgangssignals des Setzschaltkreises und der Zählerver
gleichsschaltung CCP angezeigt wird. Das Ausgangssignal der
Beurteilungseinrichtung kann alternativ in einem Speicher ei
nes Computers gespeichert werden, um diese dann zu statisti
schen oder Inventur-Zwecken, etc. auszuwerten.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Erkennung von Wicklungsfehlern an
Motorwicklungen, welche durch Wickeln eines isolierten
Drahtes auf einen, auf einem Eisenkern (t) angeordneten
Isolator (S) hergestellt sind, gekennzeichnet durch
eine Wechselspannungsquelle (13) zum Anlegen einer Wechselspannung von etwa 800 bis 1100 Volt (Effek tivwerte) an jede der Motorwicklungen (C) und den Ei senkern (t), um darüber eine Teilentladung zu erzeugen,
eine Teilentladungs-Testeinrichtung (1) zur Messung der Teilentladungen über jede der Motorwicklungen (C) zum Eisenkern (t) hin, wenn die Wechselspannung angelegt wird, und
eine Beurteilungseinrichtung (5) zum Beurteilen, ob die Motorwicklungen (C) fehlerhaft oder fehlerfrei sind, durch Untersuchen des Ausgangssignals der Teilentla dungs-Testeinrichtungs (1) auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines steilen Anstiegs des Entladungsstromes, wenn die Wechselspannung angelegt wird, und zum Ausgeben eines einer fehlerhaften Wick lung entsprechenden Ausgangssignals, wenn ein steiler Anstieg registriert wird.
eine Wechselspannungsquelle (13) zum Anlegen einer Wechselspannung von etwa 800 bis 1100 Volt (Effek tivwerte) an jede der Motorwicklungen (C) und den Ei senkern (t), um darüber eine Teilentladung zu erzeugen,
eine Teilentladungs-Testeinrichtung (1) zur Messung der Teilentladungen über jede der Motorwicklungen (C) zum Eisenkern (t) hin, wenn die Wechselspannung angelegt wird, und
eine Beurteilungseinrichtung (5) zum Beurteilen, ob die Motorwicklungen (C) fehlerhaft oder fehlerfrei sind, durch Untersuchen des Ausgangssignals der Teilentla dungs-Testeinrichtungs (1) auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines steilen Anstiegs des Entladungsstromes, wenn die Wechselspannung angelegt wird, und zum Ausgeben eines einer fehlerhaften Wick lung entsprechenden Ausgangssignals, wenn ein steiler Anstieg registriert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beurteilungseinrichtung (5) das Ausgangssignal
abgibt, wenn der Ladungsbetrag der Teilentladungen beim
Anlegen einer Wechselspannung den Betrag von 2000 pC
überschreitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beurteilungseinrichtung (5) eine
Zählervergleichsschaltung (CCP) aufweist, um den Refe
renz-Spannungspegel für den Betrieb des Korona-Zählers
(CC) der Teilentladungs-Testeinrichtung (1) festzule
gen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
einen Impulsgenerator (3) zum Anlegen eines Referenz-
Impulssignals über die Motorwicklung (C) und den Eisen
kern (t) vor dem Anlegen einer Wechselspannung zur Ka
librierung des Teilentladungstests im Zusammenhang mit
dem Setzen des Zählers und der Zählervergleichschaltung
(CCP).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Servomotor zum Aussortieren der fehlerhaften
Motorwicklungen in Antwort auf das Ausgangssignal.
Applications Claiming Priority (1)
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JP2043779A JP2975039B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | モータ用巻線コイルの巻装異常検出装置 |
Publications (1)
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---|---|
DE4105320A1 true DE4105320A1 (de) | 1991-08-29 |
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DE19914105320 Ceased DE4105320A1 (de) | 1990-02-23 | 1991-02-20 | Vorrichtung zur erkennung von wicklungsfehlern bei motorwicklungen |
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