CN111922547A - 扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法 - Google Patents

扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，包括如下方法：扁铜线绕组三相电阻检测、扁铜线绕组通电电流检测和扁铜线绕组焊接热成像仪检测的三种检测评价方法。本发明提供一种扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法能有效的检测并评判出扁铜线焊接质量的情况的效果。

Description

扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法
技术领域
本发明涉及扁铜线定子焊接端焊接质量检测领域。
背景技术
永磁同步电机是涉及机械学、电工学和热力学等多个学科的机电复合系统，基于传统的漆包圆铜线作为永磁同步电机的电磁线的基础上，目前很多企业在尝试用漆包扁铜线作为永磁同步电机的电磁线。漆包扁铜线可以实现自动化生产，大大提高生产效率，但是扁铜线定子的绕组元件是每一个单独的发卡式线圈，在绕组链接时就要采用焊接的方式将发卡式线圈在焊接端焊接起来，焊点会多于100个，其在生产过程中的过程控制以及检测手段就显得尤为重要。
扁铜线在焊接过程中，可能会存在虚焊、未熔合、咬边、和裂纹等焊接缺陷，焊接后有些焊接缺陷不明显，同时缺少必要的检测方法和手段，从而会导致电机的绕组焊接部位在使用过程中长期局部发热过快，影响电机的性能指标，降低电机的使用寿命。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法能有效的检测并评判出扁铜线焊接质量的情况的效果。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，包括如下方法：扁铜线绕组三相电阻检测、扁铜线绕组通电电流检测和扁铜线绕组焊接热成像仪检测的三种检测评价方法能从三个方面对扁铜线焊接质量进行检测评价。
进一步的，所述扁铜线绕组三相电阻检测的方法步骤如下：
(1)采用艾诺直流低电阻测试仪检测扁铜线绕组三相阻值，并记录电阻Ruv、Ruw、Rvw；
(2)计算三相电阻平均值Ra，Ra＝(Ruv+Ruw+Rvw)/3；
(3)计算三相线电阻不平衡率Smax，且要求线电阻不平衡率小于等于2％，设永磁同步电机三个线端U、V、W中任意两个线端之间的直流电阻分别为Ruv、Ruw、Rvw，且设Ruv最大，Rvw最小，则Smax＝|Ruv-Rvw|/Ra。当线电阻不平衡率小于等于2％时，扁铜线焊接质量为合格；当线电阻不平衡率大于2％时，扁铜线焊接质量为不合格。
进一步的，所述扁铜线绕组通电电流检测的方法步骤如下：
(1)采用直流恒压恒流电源、霍尔电流传感器和电流表测量三相绕组电流，且记录电流Imax；
(2)把温度传感器和定子绕组焊接处绑定，通电一分钟后，分别记录Tuv、Tuw、Tvw；
(3)计算三相温度平均值Ta，Ta＝(Tuv+Tuw+Tvw)/3；
(4)计算三相温度不平衡率Tmax，且要求三相温度不平衡率小于等于2％，且设Tuv最大，Tvw最小，则Tmax＝|Tuv-Tvw|/Ta。当三相温度不平衡率小于等于2％时，扁铜线焊接质量为合格；当三相温度不平衡率大于2％时，扁铜线焊接质量为不合格。
进一步的，所述扁铜线绕组焊接热成像仪检测的方法步骤如下：将红外热成像仪的检测端对准扁铜线绕组焊接端；之后观察所述热成像仪上的温度分布图像；进而根据热成像仪上的温度分布图像上显示的颜色来判别扁铜线焊接质量的好坏。
进一步的，所述热成像仪上的温度分布图像显示红色或粉色标识，则表示扁铜线绕组焊接端处温度较高；则存在焊接缺陷。
进一步的，当所述热成像仪上的温度分布图像显示红色或粉色标识，且三相温度不平衡率大于2％，且三相线电阻不平衡率Smax大于2％；则扁铜线焊接质量为不合格；则表明扁铜线焊接后存在焊接缺陷，存在焊接质量问题，为不合格。
进一步的，所述热成像仪上的温度分布图像显示蓝色或绿色标识，则表示扁铜线绕组焊接端处温度较低，则不存在焊接缺陷或存在的焊接缺陷很小，不会影响扁铜线焊接后的绕组。
进一步的，当所述热成像仪上的温度分布图像显示蓝色或绿色标识，且三相温度不平衡率小于等于2％，且三相线电阻不平衡率Smax小于等于2％；则扁铜线焊接质量为合格，则表明扁铜线焊接质量不存在焊接缺陷或存在很小的焊接缺陷，不影响绕组，不存在焊接质量问题，为合格。
进一步的，所述扁铜线绕组焊接热成像仪检测的方法还包括扁铜线定子夹持结构；所述扁铜线定子夹持结构包括夹持体和旋转盘；驱动装置的旋转轴与旋转盘中心底部驱动连接；所述旋转盘表面设置有轨道；多个夹持体下端卡设于轨道内，且滑动连接；外力作用多个所述夹持体相互靠近，且多个所述夹持体上端夹住扁铜线定子。改变扁铜线定子焊接端的方向，对准热成像仪检测端，增强图像效果。
进一步的，所述夹持体包括连接柱和弧型承载块；所述连接柱下端卡设于轨道内，且滑动连接；所述连接柱上端与弧型承载块的凸出面固定；多个所述弧型承载块相互远离的一端固设有弧形卡片；所述弧形卡片设置于弧型承载块的凹进面边缘。用于稳固扁铜线定子，便于热成像仪检测。
有益效果：本发明扁铜线绕组三相电阻检测、扁铜线绕组通电电流检测和扁铜线绕组焊接热成像仪检测能从三个方面对扁铜线焊接处进行综合检测并判断扁铜线焊接质量情况，有利于定子绕组的检测，确保产品稳定性；并保证了焊接的一致性，避免虚焊等导致的接触电阻过高，从而电机局部发热过快，影响电机的整体性能指标，降低电机的使用寿命的危害。
附图说明
附图1为扁铜线定子夹持结构图；
附图2为旋转盘结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1-2：扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，包括如下方法：扁铜线绕组三相电阻检测、扁铜线绕组通电电流检测和扁铜线绕组焊接热成像仪检测的三种检测评价方法。通过这三种检测评价方法能从多个方面对扁铜线焊接质量进行检测并评判焊接后的质量的情况，及时发现扁铜线焊接存在的焊接缺陷，有利于定子绕组的检测，确保产品的我稳定性
所述扁铜线绕组三相电阻检测的方法步骤如下：
(1)采用艾诺直流低电阻测试仪检测扁铜线绕组三相阻值，并记录电阻Ruv、Ruw、Rvw；
(2)计算三相电阻平均值Ra，Ra＝(Ruv+Ruw+Rvw)/3；
(3)计算三相线电阻不平衡率Smax，且要求线电阻不平衡率小于等于2％，设永磁同步电机三个线端U、V、W中任意两个线端之间的直流电阻分别为Ruv、Ruw、Rvw，且设Ruv最大，Rvw最小，则Smax＝|Ruv-Rvw|/Ra。设定永磁同步电机三个线端U、V、W中任意两个线端之间的直流电阻分别为Ruv、Ruw、Rvw，并用艾诺直流低电阻测试仪检测扁铜线绕组三相阻值Ruv、Ruw、Rvw的数值，并记录；之后根据公式Ra＝(Ruv+Ruw+Rvw)/3计算出三相电阻平均值Ra；然后再通过计算公式Smax＝|Ruv-Rvw|/Ra计算出三相线电阻不平衡率Smax，并x100％；最后判断，若线电阻不平衡率小于等于2％，说明扁铜线焊接端测得的阻值较小，直流电通过时受到的电阻较小，进而说明焊接质量较好，不存在焊接缺陷或存在的焊接缺陷较弱，并不会影响绕组后产品的使用效果，则可以评判扁铜线焊接质量合格；若线电阻不平衡率大于2％，说明电阻较大，容易产生高温，存在焊接缺陷，则评判扁铜线焊接质量合不格。
所述扁铜线绕组通电电流检测的方法步骤如下：
(1)采用直流恒压恒流电源、霍尔电流传感器和电流表测量三相绕组电流，且记录电流Imax；
(2)把温度传感器和定子绕组焊接处绑定，通电一分钟后，分别记录Tuv、Tuw、Tvw；
(3)计算三相温度平均值Ta，Ta＝(Tuv+Tuw+Tvw)/3；
(4)计算三相温度不平衡率Tmax，且要求三相温度不平衡率小于等于2％，且设Tuv最大，Tvw最小，则Tmax＝|Tuv-Tvw|/Ta。首先通过直流恒压恒流电源、霍尔电流传感器和电流表测量三相绕组电流，并记录电流Imax；保证电流正常按照记录值流通，排出电流的干扰，避免影响温度的测量；设定永磁同步电机三个线端U、V、W中任意两个线端之间的测量温度分别为Tuv、Tuw、Tvw；之后将温度传感器和定子绕组焊接处绑定，通电一分钟，并记录Tuv、Tuw、Tvw；然后根据计算公式Ta＝(Tuv+Tuw+Tvw)/3计算出三相温度平均值Ta；在之后通过计算公式Tmax＝|Tuv-Tvw|/Ta计算出三相温度不平衡率Tmax，并x100％；最后判断，若三相温度不平衡率Tmax小于等于2％，则说明电流通过时温度传感器测得的温度较低，进而说明焊接后不存在焊接缺陷或存在的焊接缺陷较弱，不影响产品正常的使用，则可以评判扁铜线焊接质量合格；若三相温度不平衡率Tmax大于2％，说明测得的温度较高，存在焊接缺陷，则评判扁铜线焊接质量合不格。
所述扁铜线绕组焊接热成像仪检测的方法步骤如下：将红外热成像仪的检测端对准扁铜线绕组焊接端；之后观察所述热成像仪上的温度分布图像，若显示红色或粉色标识，则说明温度较高，从而判断扁铜线焊接质量较差；若显示蓝色或绿色标识，则说明温度较低，从而判断扁铜线焊接质量合格。
所述热成像仪上的温度分布图像显示红色或粉色标识，则表示扁铜线绕组焊接端处温度较高；说明扁铜线焊接质量较差，存在焊接缺陷。
当所述热成像仪上的温度分布图像显示红色或粉色标识，且三相温度不平衡率大于2％，且三相线电阻不平衡率Smax大于2％；都说明扁铜线绕组焊接端处容易产生高温，会影响产品的正常使用，则扁铜线焊接质量为不合格。
所述热成像仪上的温度分布图像显示蓝色或绿色标识，则表示扁铜线绕组焊接端处温度较低，说明扁铜线焊接质量合格。
当所述热成像仪上的温度分布图像显示蓝色或绿色标识，且三相温度不平衡率小于等于2％，且三相线电阻不平衡率Smax小于等于2％；当三相温度不平衡率处于1.2％-2％之间时，且三相线电阻不平衡率Smax处于1.2％-2％之间时，热成像仪上的温度分布图像显示蓝色；当当三相温度不平衡率处于0.8％-1.2％之间时，且三相线电阻不平衡率Smax处于0.8％-1.2％之间时，热成像仪上的温度分布图像显示绿色；都说明扁铜线焊接端处产生的温度较低，不会影响产品的正常使用，不存在焊接缺陷或存在的焊接缺陷很小，则扁铜线焊接质量为合格。
所述扁铜线绕组焊接热成像仪检测的方法还包括扁铜线定子夹持结构6；所述扁铜线定子夹持结构6包括夹持体61和旋转盘62；驱动装置的旋转轴与旋转盘62中心底部驱动连接；所述旋转盘62表面设置有轨道621；多个夹持体61下端卡设于轨道621内，且滑动连接；外力作用多个所述夹持体61相互靠近，且多个所述夹持体61上端夹住扁铜线定子。外力作用多个夹持体61靠拢夹持住扁铜线定子；驱动装置的旋转轴驱动旋转盘62转动，从而带动夹持体61上的扁铜线定子转动，促使扁铜线定子焊接端旋转到与热成像仪的检测端对准并稳固，便于检测。
所述夹持体61包括连接柱611和弧型承载块612；所述连接柱611下端卡设于轨道621内，且滑动连接；所述连接柱611上端与弧型承载块612的凸出面固定；多个所述弧型承载块612相互远离的一端固设有弧形卡片613；所述弧形卡片613设置于弧型承载块612的凹进面边缘。外力推动连接柱611在轨道621内滑动，进而带动弧型承载块612相互靠近；将扁铜线定子放置在弧型承载块612的凹进面上且相契合，在推动过程中，多个弧形卡片613对向移动，并挤紧扁铜线定子两端的边缘；这样扁铜线定子就被稳定住了，在将扁铜线定子焊接端通过旋转盘调节对准热成像仪的检测端；能有效避免检测时扁铜线定子滚动等。
以上是本发明的优选实施方案，对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提的情况下，还可以做出若干改进和润色，这些改进和润色同样视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于，包括如下方法：扁铜线绕组三相电阻检测、扁铜线绕组通电电流检测和扁铜线绕组焊接热成像仪检测的三种检测评价方法。
2.根据权利要求1所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于，所述扁铜线绕组三相电阻检测的方法步骤如下：
(1)采用艾诺直流低电阻测试仪检测扁铜线绕组三相阻值，并记录电阻Ruv、Ruw、Rvw；
(2)计算三相电阻平均值Ra，Ra＝(Ruv+Ruw+Rvw)/3；
(3)计算三相线电阻不平衡率Smax，且要求线电阻不平衡率小于等于2％，设永磁同步电机三个线端U、V、W中任意两个线端之间的直流电阻分别为Ruv、Ruw、Rvw，且设Ruv最大，Rvw最小，则Smax＝|Ruv-Rvw|/Ra。
3.根据权利要求1所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于，所述扁铜线绕组通电电流检测的方法步骤如下：
(1)采用直流恒压恒流电源、霍尔电流传感器和电流表测量三相绕组电流，且记录电流Imax；
(2)把温度传感器和定子绕组焊接处绑定，通电一分钟后，分别记录Tuv、Tuw、Tvw；
(3)计算三相温度平均值Ta，Ta＝(Tuv+Tuw+Tvw)/3；
(4)计算三相温度不平衡率Tmax，且要求三相温度不平衡率小于等于2％，且设Tuv最大，Tvw最小，则Tmax＝|Tuv-Tvw|/Ta。
4.根据权利要求1所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于，所述扁铜线绕组焊接热成像仪检测的方法步骤如下：将红外热成像仪的检测端对准扁铜线绕组焊接端；之后观察所述热成像仪上的温度分布图像。
5.根据权利要求4所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于：所述热成像仪上的温度分布图像显示红色或粉色标识，则表示扁铜线绕组焊接端处温度较高。
6.根据权利要求5所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于：当所述热成像仪上的温度分布图像显示红色或粉色标识，且三相温度不平衡率大于2％，且三相线电阻不平衡率Smax大于2％；则扁铜线焊接质量为不合格。
7.根据权利要求4所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于：所述热成像仪上的温度分布图像显示蓝色或绿色标识，则表示扁铜线绕组焊接端处温度较低。
8.根据权利要求7所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于：当所述热成像仪上的温度分布图像显示蓝色或绿色标识，且三相温度不平衡率小于等于2％，且三相线电阻不平衡率Smax小于等于2％；则扁铜线焊接质量为合格。
9.根据权利要求4所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于：所述扁铜线绕组焊接热成像仪检测的方法还包括扁铜线定子夹持结构(6)；所述扁铜线定子夹持结构(6)包括夹持体(61)和旋转盘(62)；驱动装置的旋转轴与旋转盘(62)中心底部驱动连接；所述旋转盘(62)表面设置有轨道(621)；多个夹持体(61)下端卡设于轨道(621)内，且滑动连接；外力作用多个所述夹持体(61)相互靠近，且多个所述夹持体(61)上端夹住扁铜线定子。
10.根据权利要求9所述的扁铜线定子焊接端焊接质量检测评价系统方法，其特征在于：所述夹持体(61)包括连接柱(611)和弧型承载块(612)；所述连接柱(611)下端卡设于轨道(621)内，且滑动连接；所述连接柱(611)上端与弧型承载块(612)的凸出面固定；多个所述弧型承载块(612)相互远离的一端固设有弧形卡片(613)；所述弧形卡片(613)设置于弧型承载块(612)的凹进面边缘。
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