CN106662606B - 用于确定电枢线圈的线圈连接的电阻的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于确定电动机的绕组（102）的线圈（Bi）的连接（1‑12）的线圈连接（RSi）的电阻的方法和设备，该电动机的绕组（102）包括串联连接的多个线圈（Bi）。通过绕组（102）的第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）生成第一电流（I1）。此外，以这样的方式通过绕组的第二线圈（B2，B6）的第一线圈连接（3，7）生成第二电流（I2），以便消除流过绕组的一部分（B8‑B11）的电流，该部分（B8‑B11）邻近第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）和第二线圈（B2，B6）的第一线圈连接（3，7）。在第一线圈（B1）的第二线圈连接（2）中也生成第三电流（I3）。相对于公共电位（13）进行第一电流（I1）的生成、第二电流（I2）的生成和第三电流（I3）的生成。对跨与第一线圈（B1）相邻的第三线圈（B12）的第一电压（V1）和流过第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）的电流（I1）进行测量。根据这些测量对第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）的电阻（RS1）进行确定。

Description

用于确定电枢线圈的线圈连接的电阻的方法和设备

背景技术

本发明涉及用于借助于在用于制造电动铁芯组件及其相关绕组的生产线中（例如在制造电机的电枢中）使用的测试机来确定线圈连接的电阻和线圈的电阻的过程和设备。

通常针对每个线圈进行线圈连接到整流条或其他端子装置，其他端子装置用于在每个线圈和外部电源之间的电流通路。线圈连接正常通过将线圈的引线导体定位和熔合到具有钩（“柄脚”）或其他适当配置的形式的端子来实现。

用于将引线导体永久地锚定到整流条的熔合机已经在EP 0419,849A1中进行描述。用于形成电动机的铁芯的绕组线圈的机器已经在EP 484,766A2中进行描述。

通过测试仪器来验证所制造的连接的质量，该测试仪器测量对整流条或任何其他类型的端子装置的连接的电阻。该电阻指示所做出的连接的质量，即，引线是否已经被锚定有所需的电气和机械属性。

除了测量线圈连接的电阻以外，还验证线圈的电阻。线圈的电阻指示已经缠绕的匝数、以及导体是否通过在缠绕期间应用的张力而被过度拉长或不够紧。

在US 4,651,086和EP 695,946A2中已经描述了一种具有方法权利要求1的前序部分的特征的用于确定电动机的绕组的线圈连接的电阻的过程，和根据权利要求8的前序部分的设备。

前述现有技术的测试仪器每次仅通过具有需要确定的连接的绕组的某些线圈来循环电流。此外，反馈调节回路电路用于消除在剩余的一系列线圈中循环的电流，同时保持该剩余的系列线圈的相对引线基本上处于相同的电压。以这种方式，其中电流循环的线圈的电压和电流的测量和知识使得有可能确定该线圈的电阻及其连接的电阻。

该现有技术的缺点是，通过正在被验证的线圈循环的电流受到影响，并且部分地从上述反馈调节回路电路得到。在测量期间，调节在获取可靠测试值之前需要一定的稳定时间。换言之，在进行确定线圈连接的电阻和线圈的电阻的测量之前需要一定的等待时间。等待时间通常是由于反馈调节系统的滤波效应而导致的。等待时间是惩罚时间，这减少了测试机在一定时间内可以测试的铁芯的数目。

除了上述之外，同一测试机通常用于测量线圈连接的电阻和铁芯的线圈的电阻二者，其中线圈具有显着不同的尺寸。这些不同铁芯种类的线圈可以具有非常不同的电感和电阻范围。因此并且特别是在具有大的电阻值的线圈的情况下，应用用于执行测量的小电流可以容易地被部分分散。这导致线圈连接电阻和线圈电阻的确定中的较低的精度。

发明目的

因此，本发明的目的是提供一种上述类型的设备和方法，其中线圈电阻的确定可以更快。

本发明的目的也是使得有可能更快地确定线圈的电阻。

本发明的另一目的是使得连接的电阻的确定更准确。

本发明的目的也是使得线圈的电阻的确定更准确。

本发明的另一目的是提供一种方法和设备，该方法和设备能够使用特别适合于被测试的线圈的尺寸的测试电压或测试电流来确定线圈连接的电阻或线圈的电阻。

发明内容

根据本发明，使用如权利要求1中指示的过程和如权利要求8中指示的设备来实现前述范围。

本发明的过程和设备使用能够消除线圈中确实需要被确定的电流的调节电路，然而不影响需要在其他线圈中循环的电流，在该线圈中需要进行测量。换言之，用于测量线圈连接的电阻和线圈的电阻的电流可以独立于由调节电路用于消除在绕组的剩余的系列线圈中通过的电流所使用的电流。

以该方式，还有可能使用电流测量，该电流测量特别适合于需要测量其电阻的线圈的尺寸。这导致测试机对于测试多个不同尺寸的线圈特别准确。

附图说明

根据仅参考附图通过非限制性示例给出的以下描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1是包括提供有具有熔合线圈连接的绕组的电枢的电动组件的示例，

图2是示出根据本发明的第一实施例的各种线圈连接的电阻和各种线圈的电阻的测量的电路图，

图3是示出根据本发明的第二实施例的各种线圈连接的电阻和各种线圈的电阻的测量的电路图，

图4是示出根据本发明的第三实施例的各种线圈连接的电阻和线圈的电阻的测量的电路图，

图5是示出根据图3的实施例使用模拟和数字组件用于测量各种线圈的连接电阻和线圈的电阻的示意性电路图。

具体实施方式

参考图1和图2，各种线圈连接的电阻被标记为RS1、RS2……等等。这些通常是从铁芯绕组的每个线圈102通过在铁芯的电线和外部连接构件之间产生的接头的电流所遇到的电阻， 外部连接构件如整流条100或其他适当端子。在图1的情况下，接头是如101的钩（“柄脚”）上的熔合连接。各种线圈102的电阻被指示为B1、B2 ...，并且这些线圈的电阻分别被指示为RB1、RB2……等等。通用线圈Bi的每个电阻RBi受已经缠绕以形成线圈的电线的匝数以及形成线圈的电线的所得到的直径的影响。例如，已经以不同于规定值的匝数缠绕的线圈或者已经通过使用不适当的张力缠绕的线圈将具有不可接受的电阻RBi。

例如，其中电线绝缘在熔合期间没有被适当移除或者整流条上的柄脚连接的表面不足的柄脚接头将具有不可接受的电阻RSi。

图2-5的连接构件1-12可以被认为是图1的整流条100的电路表示。

在用于确定如RS1的线圈连接电阻和如RB1的线圈电阻（参见图2）的测量步骤期间，例如通过电压发生器G1感生固定电流I1，电压发生器G1相对于电位点13对连接构件1应用电压。电位点13可以是例如质点，如图2所示。

此外，用于感生可变电流的电路（该电路可以是例如可变电压发生器G2）相对于电位点13向连接构件3应用电压。电压发生器G2由调节电路R控制，调节电路R接收在连接构件12和4之间存在的电压电平。调节电路R利用反馈信号发生器G2来控制，以确保在连接构件12和4之间的张力是可忽略的，并且因此，在包括RB11和RB4的线圈的电阻中循环的电流I0是可忽略的。更具体地，调节器R实现在连接构件12和4中的张力是精确相同的，使得不存在来自RB11到RB4的线圈电阻中流动的电流。

此外，参考图2，例如通过电压发生器G3感生固定电流I3，该电压发生器G3相对于相同的电位点13向连接构件2应用电压。

利用这种布置，发生器G1和G2被需要并且专用于消除电流I0，同时发生器G3被需要并且专用于提供测量电流。

作为该布置的结果，来自发生器G1的电流I1在线圈连接1的线圈连接电阻RS1和线圈电阻RB1中流动，并且从发生器G2得到的电流I2在线圈连接3的线圈连接电阻RS3和线圈电阻RB2中流动。

可以借助于电流表A1来测量电流I1。可以借助于电流表A2来测量电流I2。电流I1和I2的总和等于电流I3。

可以用电压表V1来测量在连接构件1和12之间的电压。可以用电压表V2来测量在连接构件3和4之间的电压。

可忽略的电流在线圈电阻RB11中流动，因为线圈电阻RB11属于绕组部分，在绕组部分中通过调节电路R消除电流。通过连接12的电阻RS12和通过线圈B12的电阻RB12流动的电流也是可忽略的。

因此，可以根据关系式V1/I1确定连接1的连接电阻RS1。

类似地，可以根据关系式V2/I2确定RS3。

可以用电压表V3测量连接构件12和2之间的电压

可以根据以下等式确定RB1：

RB1 * I1 + RS2 *（I1 + I2）= V3，

实际上，考虑到RS2比电阻RB1小很多倍，则加数RS2 *（I1 + I2）可以在上述等式中被认为是零，并且因此可以根据下式确定RB1

RB1 = V3/I1。

如果该近似不是所期望的，则在使用上述等式以确定RB1之前，可以通过执行类似于上面已经针对确定RS1描述的步骤的步骤来确定电阻RS2。这可以用分别应用到连接构件2、3和4的发生器G1、G3和G2以及分别沿连接构件2和4的线路应用的电流表A1和A2来实现。在这种情况下，在连接构件1和2之间应用电压表V1，在连接构件4和5之间应用V2，并且在连接构件1和3之间应用V3。可以通过按顺时针方向以角度间隔来对铁芯转位来实现这种整体修改的布置，角度间隔等于分离如连接构件1和2的两个相邻的连接构件的角度。

对于确定RS1、RB1和RS2所需要的测量步骤，可以在关于通过使用G2的调节消除电流I0的主要范围的值中选择由发生器G1和G2应用的电压，而由发生器G3应用的电压是以具有用于执行确定线圈电阻和连接电阻的更适当的电流的目的而选择的。

通过使用该方法，用于电流I0消除的电压的生成独立于应用用于接收用于测量电阻的电流的电压的生成。

有可能实现电枢的连续转位步骤和对应的测量步骤（如前面已经描述的），以便确定所有的线圈连接电阻RS1-RS12和所有的线圈电阻RB1-RB12。

图3是其中可以在需要对铁芯转位之前确定两个连接电阻RS1和RS7以及两个线圈电阻RB1和RB6的布置。这导致能够节省测量中的时间。

更具体地，在该实施例中，发生器G1可以连接到连接构件1。发生器G2可以连接到连接构件7，并且发生器G3可以连接到连接构件2和6。发生器G2可以由调节电路R来调节，以消除在连接构件12和连接构件8之间连接的线圈中的电流I0的通路。

以下等式可以适用：

RS1 = V1/I1，

其中V1和I1可以分别由电压表V1和电流表A1测量，并且因此可以确定RS1。

RB1 * I1 + RS2 * I3 = V3，

根据上式可以确定RB1，因为电流I1和I3可以分别由电流表A1和电流表A3测量，并且V3可以由电压表V3测量。可以在一个角度转位之后并且使用测量步骤（如对于确定RS1所执行的步骤）来确定RS2。作为替代方案，RS2相对于RB1可以被认为是可忽略的，因此RS2*I3在该等式中可以被认为是零，这因此得到

RB1 = V3/I1。

对于整流器的相同角位置：

RS7 = V2/I2，

其中V2和I2可以分别由电压表V2和电流表A2测量，并且因此可以确定RS7。

RB6 * I2 + RS6 * I4 = V4，

根据上式可以确定RB6，因为I2和I4可以分别由电流表A2和电流表A4测量，并且V4可以由电压表V4测量。可以在一个角度转位以及一系列测量（如对于确定RS7所执行的测量）之后来确定电阻RS6。作为替代方案，RS6相对于RB6可以被认为是可忽略的，如上面对于RS2与RB1相比已经指示的，因此：

RB6 = V4/I2。

图4图示了另一布置，在该布置中可以在需要对铁芯转位之前确定两个连接电阻RS1和RS7以及两个线圈电阻RB1和RB6。图4的布置使用两个发生器G3和G4而不是如图3所示的一个发生器G3。如果与在图3的解决方案中使用的单个发生器G3相比，图4的两个发生器G3和G4将更小并且需要产生近似一半的电流。

在图4的解决方案中，发生器G1可以连接到连接构件1。发生器G2可以连接到连接构件7，并且发生器G3可以连接到连接构件2，而发生器G4可以连接到连接构件6。发生器G2可以通过调节电路R调节以消除在连接构件12和连接构件8之间连接的线圈中的电流I0的通路。

以下等式可以适用：

RS1 = V1/I1，

其中V1和I1可以分别借助于电压表V1和电流表A1测量，因此可以确定RS1。

RB1 * I1 + RS2 * I3 = V3，

根据上式可以确定RB1，因为I1和I3可以分别由电流表A1和电流表A3测量，并且V3可以由电压表V3测量。可以在一个角度转位和一系列测量（如对于确定RS1所执行的测量）之后确定RS2。作为替代方案，RS2相对于RB1可以被认为是可忽略的，因此RS2 * I3在该等式中可以被认为是零，因此：

RB1 = V3/I1。

对于整流器的相同角位置，还存在：

RS7 = V2/I2，

其中V2和I2可以分别由电压表V2和电流表A2测量，并且因此可以确定RS7。

RB6 * I2 + RS6 * I4 = V4，

根据上式可以确定RB6，因为I2和I4可以分别由电流表A2和电流表A4测量，并且V4可以由电压表V4测量。

可以在一个角度转位之后并且通过执行一系列测量（如对于确定RS7所执行的测量）来确定电阻RS6。作为替代方案， RS6相对于RB6可以被认为是可忽略的，如在前面在RS2相对于RB1的比较中已经描述的，因此：

RB6 = V4/I2。

图5示出了用于解决方案的电路图，在该解决方案中在测试机中使用数字组件以用于执行测量和确定（如参考图4描述的测量和确定）。

模拟数字转换器50在信道50a中接收模拟信号V1，并且将测量结果转换成数字数据，该数字数据经由总线51被传输到中央处理单元（CPU）52。

来自测量电阻RM的模拟信号A1在信道50b中被接收并且被转换成数字数据，该数字数据经由总线51被传输到CPU 52。

模拟信号V3在信道50c中被接收并且被转换成数字数据，该数字数据经由总线51被传输到CPU 52。

来自测量电阻RM3的模拟信号A3在信道50d中被接收并且被转换成数字数据，该数字数据经由总线51被传输到CPU 52。

第二数字转换器53在信道53a中接收模拟信号V2并且将测量结果转换成数字数据，该数字数据经由总线54被传输到CPU 52。

来自测量电阻RM1的模拟信号A2在信道53b中被接收并且被转换成数字数据，该数字数据经由总线51被传输到CPU 52。

模拟信号V4在信道50c中被接收并且被转换成数字数据，该数字数据经由总线53被传输到CPU 52。

调节电路R的电压反馈连接到信道53d，使得连接构件12和8之间的张力差作为数字数据被馈送到CPU 52。

来自测量电阻RM4的模拟信号A4在信道53e中被接收并且被转换成数字数据，该数字数据经由总线51被传输到CPU 52。

CPU 52详细描述测量并且求解如上面所描述的等式以确定各种电阻。此外，CPU52沿着相应的线路g1、g2、g3、g4向数字发生器G1、G2、G3、G4发送驱动信号以感生电流I1、I2、I3、I4并且产生可忽略的电流I0，如上面已经描述的。

当然，尽管本发明的原理保持不变，但是在不脱离本发明的范围的情况下，构造和实施例的细节可以相对于已经仅作为示例描述和示出的内容而广泛地变化。

Claims (12)

1.一种用于确定电动机绕组（102）的线圈（Bi）的连接（1-12）的电阻（RSi）的方法，所述电动机绕组（102）包括串联连接的多个线圈（Bi），所述方法包括下述步骤：

- 提供第一发生器（G1），所述第一发生器（G1）用于生成通过所述绕组（102）的第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）的第一电流（I1）；

- 提供第二发生器（G2），所述第二发生器（G2）用于生成通过所述绕组的第二线圈（B2；B6）的第一线圈连接（3；7）的第二电流（I2），以便于消除流过所述绕组的一部分（B4-B11；B8-B11）的电流I0，所述绕组的一部分（B4-B11；B8-B11）邻近所述第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）和所述第二线圈（B2；B6）的第一线圈连接（3；7）；

所述方法的特征在于，其进一步包括：

- 提供第三发生器（G3），所述第三发生器（G3）专用于生成所述第一线圈（B1）的第二线圈连接（2）中的第三电流（I3）；

- 其中，相对于公共电位（13）进行所述第一电流（I1）的生成、所述第二电流（I2）的生成和所述第三电流（I3）的生成；

- 测量跨第三线圈（B12）的第一电压（V1），所述第三线圈（B12）与所述第一线圈（B1）相邻并且连接到所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）；所述第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）是所述第三线圈（B12）的第一线圈连接；

- 测量流过所述第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）的第一电流（I1）；

- 根据所述第一电压（V1）和所测量的流过所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）的第一电流（I1）确定所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）的电阻（RS1）；

其中在关于通过使用第二发生器（G2）的调节消除电流I0的主要范围的值中选择由第一发生器（G1）和第二发生器（G2）应用的电压，而由第三发生器（G3）应用的电压是以具有用于执行确定线圈电阻和连接电阻的更适当的电流的目的而选择的。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

- 测量跨第四线圈（B3；B7）的第二电压（V2），所述第四线圈（B3；B7）与第二线圈（B2；B6）相邻并且连接到所述第二线圈（B2；B6）的所述第一线圈连接（3；7）；

- 测量流过所述第二线圈（B2；B6）的所述第一线圈连接（3；7）的第二电流（I2）；

- 根据所述第二电压（V2）和所测量的流过所述第二线圈（B2；B6）的所述第一线圈连接（3；7）的第二电流（I2）确定所述第二线圈（B2；B6）的第一线圈连接（3；7）的电阻（RS3；RS7）。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

- 测量在所述第三线圈（B12）的所述第二线圈连接（12）和所述第一线圈（B1）的所述第二线圈连接（2）之间的第三电压（V3），

- 根据所测量的第三电压（V3）和所测量的流过所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）的第一电流（I1）确定所述第一线圈（B1）的电阻（RB1）。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一线圈（B1）的所述第二线圈连接（2）也是所述第二线圈（B2）的所述第二线圈连接（2）。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，对于所述绕组的其他线圈连接（i）顺序地重复所述步骤，由此确定每个线圈连接的电阻（RSi）。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，对于所述绕组的其他线圈（i）顺序地重复所述步骤，由此确定每个线圈的电阻（RBi）。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

- 提供第四发生器（G4），所述第四发生器（G4）用于生成在所述第二线圈（B6）的第二线圈连接（6）中的第四电流（I4）；

- 其中，相对于所述第一电流（I1）的生成、所述第二电流（I2）的生成和所述第三电流（I3）的生成的公共电位（13），进行所述第四电流（I4）的生成；

- 测量跨第四线圈（B7）的第二电压（V2），所述第四线圈（B7）与所述第二线圈（B6）相邻并且连接到所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）；

- 测量流过所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）的第二电流（I2）；

- 根据所述第二电压（V2）和所测量的流过所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）的第二电流（I2），确定所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）的电阻（RS7）。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，生成通过所述绕组的第二线圈（B2；B6）的第一线圈连接（3；7）的第二电流（I2）以便于消除流过所述绕组的一部分（B4-B11；B8-B11）的电流包括：

- 测量在所述第三线圈（B12）的所述第二线圈连接（12）与第四线圈（B3；B7）的第二线圈连接（4；8）之间的反馈电压，其中，所述第四线圈（B3；B7）与所述第二线圈（B2；B6）相邻并且连接到所述第二线圈（B2；B6）的所述第一线圈连接（3；7）；

- 调节所述第二电流（I2）的生成，以使得反馈电压等于零。

9.一种用于确定电动机绕组（102）的线圈（Bi）的连接（1-12）的电阻（RSi）的设备，所述电动机绕组（102）包括串联连接的多个线圈（Bi），所述设备包括：

- 第一发生器（G1），所述第一发生器（G1）用于生成通过所述绕组的第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）的第一电流（I1）；

- 第二发生器（G2），所述第二发生器（G2）用于生成通过所述绕组的第二线圈（B2；B6）的第一线圈连接（3；7）的第二电流（I2），以便于消除流过所述绕组的一部分（B4-B11；B8-B11）的电流I0，所述绕组的一部分（B4-B11；B8-B11）与所述第一线圈（B1）的第一线圈连接（1）和所述第二线圈（B2；B6）的第一线圈连接（3；7）相邻；

所述设备的特征在于，其进一步包括：

- 第三发生器（G3），所述第三发生器（G3）专用于生成所述第一线圈（B1）的第二线圈连接（2）中的第三电流（I3）；

其中，相对于公共电位（13）进行所述第一电流（I1）的生成、所述第二电流（I2）的生成和所述第三电流（I3）的生成；

- 第一电压表（V1），所述第一电压表（V1）用于测量跨第三线圈（B12）的第一电压，所述第三线圈（B12）与所述第一线圈（B1）相邻并且连接到所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）；

所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）是所述第三线圈（B12）的第一线圈连接；

- 用于根据第一电压（V1）和所测量的流过所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）的第一电流（I1）确定所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）的电阻（RS1）的装置；

其中在关于通过使用第二发生器（G2）的调节消除电流I0的主要范围的值中选择由第一发生器（G1）和第二发生器（G2）应用的电压，而由第三发生器（G3）应用的电压是以具有用于执行确定线圈电阻和连接电阻的更适当的电流的目的而选择的。

10.根据权利要求9所述的设备，进一步包括第一电流表（A1），所述第一电流表（A1）用于测量流过所述第一线圈（B1）的所述第一线圈连接（1）的电流。

11.根据权利要求9所述的设备，其中，生成通过所述绕组的第二线圈（B2；B6）的第一线圈连接（3；7）的第二电流（I2），以便于消除流过所述绕组的一部分（B4-B11，B8-B11）的电流进一步包括：

- 用于测量所述第三线圈（B12）的所述第二线圈连接（12）和第四线圈（B3；B7）的第二线圈连接（4；8）之间的反馈电压的装置，其中，所述第四线圈（B3；B7）与所述第二线圈（B2；B6）相邻并且连接到所述第二线圈（B2；B6）的所述第一线圈连接（3；7）；以及

用于调节所述第二电流（I2）的生成以使得反馈电压等于零的装置。

12.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：

- 第四发生器（G4），所述第四发生器（G4）用于生成在所述第二线圈（B6）的第二线圈连接（6）中的第四电流（I4）；

- 其中，相对于所述第一电流（I1）的生成、所述第二电流（I2）的生成和所述第三电流（I3）的生成的公共电位（13），进行所述第四电流（I4）的生成；

- 第二电压表（V2），所述第二电压表（V2）用于测量跨第四线圈（B7）的第二电压，所述第四线圈（B7）与所述第二线圈（B6）相邻并且连接到所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）；

- 第二电流表（A2），所述第二电流表（A2）用于测量流过所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）的第二电流（I2）；

- 用于根据所述第二电压和所测量的流过所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）的第二电流（I2）确定所述第二线圈（B6）的所述第一线圈连接（7）的电阻（RS7）的装置。

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