CN112834920A - 铁芯回路测试方法和铁芯回路测试夹具 - Google Patents

铁芯回路测试方法和铁芯回路测试夹具 Download PDF

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Abstract

铁芯回路测试方法，用于在组装旋转电机的定子铁芯之后检查定子铁芯。该铁芯回路测试方法包括：第一步骤，设置多根贯穿电缆集束而成的贯穿线束，以使贯穿线束在定子铁芯的径向内部贯通；第二步骤，在第一步骤之后，将贯穿线束的第一贯穿电缆连接至用于连接电源的第一极的第一电源连接电缆，并且将贯穿线束的第二贯穿电缆连接至用于连接电源的第二极的第二电源连接电缆；以及第三步骤，在第二步骤之后，将贯穿线束中的一根或多根其它贯穿电缆与一根或多根外部电缆连接。

Description

铁芯回路测试方法和铁芯回路测试夹具
技术领域
本发明涉及铁芯回路(core loop)测试方法和铁芯回路测试夹具
背景技术
对于旋转电机的定子铁芯，应用了层叠结构，其中，通过使用铁损较小的材料(例如，硅片)形成的薄电磁钢板在彼此电绝缘的状态下进行轴向层叠。该结构可以防止轴向产生涡流，因此，通常减少了定子铁芯整体的铁损(例如，日本专利申请公开号No.2002-010538)。
由层叠电磁钢板形成的定子铁芯通过厚板状的夹具从其轴向两侧夹持，并且通过螺栓来牢固地紧固，从而在结构上是一体的。
在定子铁芯的组装中，当定子铁芯的内侧被外部夹具等损坏时，存在导致电磁钢板之间的绝缘性降低的风险。在有上述风险的状态下组装旋转电机时，运转时在定子铁芯的损坏部分会局部地产生热量。异物粘附会造成同样的风险。
由于上述原因，在旋转电机的制造过程中，在组装定子铁芯之后并且在安装定子铁芯之前，通常进行用于检查定子铁芯是否具有诸如局部缺陷之类的异常的铁芯回路测试。
图12是在旋转电机的组装过程中的铁芯回路测试的传统示例的示意性纵向截面图。
进行铁芯回路测试，使得连接至单相交流电源7的测试电源电缆5缠绕在定子铁芯21上以形成线圈，从而在定子铁芯中产生交变磁场。之后，通过使用红外照相机6，判断是否存在温度异常升高的部分。这种铁芯回路测试能够检查是否存在异常(例如，电磁钢板的绝缘性下降)、是否存在异物等等。
但是，为了准备上述测试，需要重复进行使长电源电缆5从定子铁芯的径向外侧穿过定子铁芯的径向内侧的工作。电源电缆5具有例如大约30m的长度。因此，为了将电源电缆5多次地缠绕到定子铁芯21上，需要多个工人。此外，由于需要将电源电缆5均匀地缠绕在定子铁芯上，因此该缠绕工作需要技巧，并且铺设电源电缆5的工作效率较差。
发明内容
本发明的目的是提高铁芯回路测试的工作效率。
根据本发明的一个方面的铁芯回路测试方法，用于在组装旋转电机的定子铁芯之后检查定子铁芯，该铁芯回路测试方法包括：第一步骤，设置多根贯穿电缆集束而成的贯穿线束，以使贯穿线束在所述定子铁芯的径向内部贯通；第二步骤，在所述第一步骤之后，将所述贯穿线束的第一贯穿电缆连接至用于连接电源的第一极的第一电源连接电缆，并且将所述贯穿线束的第二贯穿电缆连接至用于连接所述电源的第二极的第二电源连接电缆；以及第三步骤，在所述第二步骤之后，将所述贯穿线束中的一根或多根其它贯穿电缆与一根或多根外部电缆连接。
根据本发明另一个方面的铁芯回路测试夹具，用于在组装旋转电机(50)的定子铁芯之后检查所述定子铁芯的铁芯回路测试，包括：多根贯穿电缆集束而成的贯穿线束；第一电源连接电缆，能够连接至所述多根贯穿电缆，并且用于连接电源的第一极；第二电源连接电缆，能够连接至所述多根贯穿电缆，并且用于连接所述电源的第二极；以及能够与所述多根贯穿电缆连接的多个外部电缆。
根据本发明，可以提高铁芯回路测试的工作效率。
附图说明
图1是示出应用了根据第一实施方式的铁芯回路测试方法的旋转电机的例子的纵向截面图；
图2是示出用于组装旋转电机的方法的典型例子的流程图；
图3是示出在旋转电机的组装过程中，铁芯回路测试中的状态的示意性透视图；
图4是示出根据第一实施方式的铁芯回路测试方法的步骤的流程图；
图5是示出了根据第一实施方式的铁芯回路测试夹具的贯穿线束悬挂夹具的定子铁芯端的外形图；
图6是示出了根据第一实施方式的铁芯回路测试夹具的贯穿线束悬挂夹具的包括定子铁芯的纵向截面图；
图7是用于解释根据第一实施方式的铁芯回路测试方法中的电缆之间的连接的示意图；
图8A和8B是示出根据第一实施方式的铁芯回路测试夹具的连接部的纵向截面图。图8A示出了在连接铁芯回路测试夹具之前的状态。图8B示出了铁芯回路测试夹具的插入连接的状态；
图9是用于在根据第一实施方式的铁芯回路测试方法中管理电缆连接的管理表的例子；
图10是用于根据第二实施方式的铁芯回路测试夹具的外部电缆支承板的前视图；
图11是根据第二实施方式的铁芯回路测试夹具的外部电缆支承夹具的纵向截面图；以及
图12是在旋转电机的组装过程中的铁芯回路测试的传统示例的示意性纵向截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述根据本发明的铁芯回路测试方法和铁芯回路测试夹具。相同或相似的部件使用相同的附图标记来表示，并且将不再重复描述。
第一实施方式
图1是示出应用了根据第一实施方式的铁芯回路测试方法的旋转电机的例子的纵向截面图。
旋转电机50包括转子10、定子20、框架40和轴承托架45。转子10包括：转子轴11，其在旋转轴向方向上延伸并且由轴承30可旋转地支承；以及安装到转子轴11上的转子铁芯12。定子20包括：经由间隙18而布置在转子铁芯12的径向外侧的圆筒状定子铁芯21；以及部分地容纳在定子铁芯21中的定子绕组22。框架40容纳转子铁芯12和定子20。轴承托架45安装到框架40的两端以静态地支承各个轴承30。
定子铁芯21包括：层叠结构21a，在该层叠结构21a中，薄电磁钢板沿轴向层叠；夹持器21b，其从轴向两侧夹持层叠结构21a。在定子铁芯21的内周面上，设置有多个定子槽21c(图3)和多个定子齿21d(图3)。将定子槽21c形成为在圆周上彼此间隔开，并且在轴向上贯穿定子铁芯21。通过周向邻接的定子槽21c来形成定子齿21d。
图2是示出用于组装旋转电机50的方法的典型示例的流程图。
首先，组装定子铁芯21(步骤S10)。
接下来，进行铁芯回路测试(步骤S20)。具体而言，在组装的定子铁芯21上进行测试以检查是否存在异常，例如电磁钢板中的绝缘性下降和异物的存在。
当通过铁芯回路测试确认没有异常时，对定子20进行组装(步骤S30)。具体而言，通过将定子绕组22的导体容纳在定子铁芯21的定子槽21c(图3)中，来形成定子绕组22。
另一方面，与步骤S10至步骤S30并行地组装转子10(步骤S40)。
对转子10和定子20中的每一个进行耐压测试(步骤S50)。此外，如果需要的话，执行绝缘加强(步骤S60)。
接下来，对旋转电机50进行组装(步骤S70)。具体而言，例如，将定子20容纳在框架40中，将转子10插入到定子铁芯21中，并且将轴承托架45安装到框架40上。
接下来，对组装好的旋转电机50进行平衡调整(步骤S80)。
图3是示出在旋转电机的组装过程中，铁芯回路测试中的状态的示意性透视图。
铁芯回路测试夹具100包括贯穿线束110、一个或多个外部电缆120、电源连接电缆130、一对贯穿线束悬挂夹具140(图5和图6)、红外摄像机160和电源170。将在后面参照图5和图6来描述贯穿线束悬挂夹具140。
贯穿线束110是多根贯穿电缆的束，并且贯穿定子铁芯21的径向内侧。将贯穿电缆在纵向方向上以一定间隔进行捆扎。可替代地，可以通过圆环状夹具来捆扎贯穿电缆。
将贯穿线束110设置在远离定子铁芯21的内周面的中央侧位置，以避免与定子铁芯21的内周面上形成的定子槽21c和定子齿21d接触。
电源连接电缆130包括：第一电源连接电缆131，其连接到电源170的一个极；以及第二电源连接电缆132，其连接到电源170的另一个极。
电源170是单相交流电源。当商用电源可用时，铁芯回路测试夹具100不需要包括电源170。
外部电缆120、第一电源连接电缆131和第二电源连接电缆132分别通过连接部105连接到贯穿线束110的贯穿电缆中的对应一个。结果，贯穿线束110的贯穿电缆、外部电缆120、第一电源连接电缆131和第二电源连接电缆132与电源并联地形成一条电线路径。该一条电线路径与电源170形成闭合电路。
红外摄像机160是在交流电流过该闭合电路的状态下观察定子铁芯21的内周面，来检查由例如定子铁芯21中的绝缘性下降和异物粘附等异常情况引起的升温点的存在的装置。
图4是示出根据第一实施方式的铁芯回路测试方法的步骤的流程图。图4示出了在用于组装旋转电机50的方法中，铁芯回路测试中的步骤S20(图2)的详细步骤。
在铁芯回路测试的步骤S20中，设置贯穿线束110(步骤S21：第一步骤)。
图5是示出了根据第一实施方式的铁芯回路测试夹具的贯穿线束悬挂夹具的定子铁芯端的外形图。图6是示出了贯穿线束悬挂夹具的包括定子铁芯的纵向截面图。
一对贯穿线束悬挂夹具140安装到定子铁芯21的轴向两端。每个贯穿线束悬挂夹具140包括支承部141和两个悬挂部142。支承部141和两个悬挂部142是非导电体。支承部141具有底部，该底部具有诸如半椭圆形表面的弯曲表面，能够搭载贯穿线束110。两个悬挂部142中的每一个形成为使得悬挂部142的一端可以连接到支承部141的一端，悬挂部142的另一端可以连接到设置在定子铁芯21上的悬挂耳20s的对应的一个，用于吊起整个定子20。悬挂部142中的每一个可以具有柔性，并且连结到相应的一个悬挂耳20s上。或者，每个悬挂部142可以具有钩在悬挂耳20s上的形状。
在用于设置贯穿线束110的步骤S21中，将贯穿线束悬挂夹具140中的每一个安装到定子铁芯21的对应的一个悬挂耳20s(步骤S21a：第一子步骤)。接着，设置贯穿线束110(步骤S21b：第二子步骤)。贯穿线束110通过悬挂耳20s来支承。
接下来，将贯穿线束110的贯穿电缆中的两条连接至电源(步骤S22：第二步骤)。
图7是用于说明根据第一实施方式的铁芯回路测试方法中的电缆之间的连接的示意图。
贯穿线束110包括第一贯穿电缆111至第六贯穿电缆116。在图7中，仅通过第一贯穿电缆111、第二贯穿电缆112、第五贯穿电缆115和第六贯穿电缆116来表示贯穿电缆。
第一贯穿电缆111的每一端设置有第一贯穿电缆插座插头(socket plug)111s和第一贯穿电缆销塞插头(pin plug)111p中的对应一个。第二贯穿电缆112的每一端设置有第二贯穿电缆插座插头112s和第二贯穿电缆销塞插头112p中的对应一个。第五贯穿电缆115的每一端设置有第五贯穿电缆插座插头115s和第五贯穿电缆销塞插头115p中的对应一个。第六贯穿电缆116的每一端设置有第六贯穿电缆插座插头116s和第六贯穿电缆销塞插头116p中的对应一个。
外部电缆120包括第一外部电缆121至第五外部电缆125。在图7中，仅通过第一外部电缆121和第五外部电缆125来表示外部电缆。
第一外部电缆121的每一端设置有第一外部电缆销塞插头121p和第一外部电缆插座插头121s中的对应一个。第五外部电缆125的每一端设置有第五外部电缆销塞插头125p和第五外部电缆插座插头125s中的对应一个。
应当注意，图7示出了其中贯穿线束110具有六根贯穿电缆并且提供了五根外部电缆的例子，但是本发明并不限于该示例。只要在外部电缆的数量比贯穿电缆的数量少1个的条件下提供多个贯穿电缆，则贯穿电缆的数量可以是任何期望的数量。
如上所述，电源连接电缆130包括第一电源连接电缆131和第二电源连接电缆132。
第一电源连接电缆131的每一端分别设有第一电源连接电缆销塞插头131p和第一电源连接电缆连接端子131c中的对应一个。第二电源连接电缆132的每一端分别设有第二电源连接电缆插座插头132s和第二电源连接电缆连接端子132c中的对应一个。这里，第一电源连接电缆连接端子131c和第二电源连接电缆连接端子132c中的每一个，用于与单相交流电源170连结的连接部。这些端子131c和132c中的每一个不是在其它连接中使用的插入式(plug in)系统端子，而是被配置为更牢固地结合到单相交流电源170的电缆的端子。
向上述端子中的每一个赋予表示插头号或端子号中的相应一个的标签。
在步骤S22(图4)，具体而言，选择贯穿电缆中的两个。假设这两个贯穿电缆为例如第一贯穿电缆111和第六贯穿电缆116。在这种情况下，第一贯穿电缆111的第一贯穿电缆插座插头111s和第一电源连接电缆131的第一电源连接电缆销塞插头131p以插入方式连接，第六贯穿电缆116的第六贯穿电缆销塞插头116p和第二电源连接线缆132的第二电源连接电缆插座插头132s以插入方式连接。
图8A和8B是各自示出根据第一实施方式的铁芯回路测试夹具的连接部的纵向截面图。图8A示出了在连接铁芯回路测试夹具之前的状态。图8B示出了铁芯回路测试夹具的插入连接的状态。
销塞插头101包括销塞101a和被覆盖部101b。被覆盖部101b设置在销塞101a的纵向内侧、即销塞101a的电缆侧，并且具有圆柱形状，并且在被覆盖部101b的径向外侧形成外螺纹。
插座插头102包括插座102a和覆盖部102b。插座102a形成为能够与销塞插头101的销塞101a相互嵌合。覆盖部102b包括圆柱形部件和安装到该圆柱形部件的一端的端板。在端板和电缆之间存在间隙。覆盖部102b可在电缆的纵向方向上移动，并且可在圆周方向上旋转。在圆柱形部件的内表面上形成有内螺纹，可以将形成在销塞插头101的被覆盖部101b中的外螺纹拧入该内螺纹中。
如图8B中所示，在将销塞插头101的销塞101a和插座插头102的插座102a相互嵌合之后，可以将形成在销塞插头101的被覆盖部101b中的外螺纹拧入到在插座插头102的覆盖部102b中形成的内螺纹中。通过将形成于销塞插头101的被覆盖部101b中的外螺纹拧入到在插座插头102的覆盖部102b的内表面上形成的内螺纹，而形成图3所示的连接部105。
随后，将贯穿线束110中的其余贯穿电缆(即，除了在步骤S22中连接到电源的两个电缆以外的电缆)连接至外部电缆120中的各个外部电缆(步骤S23：第三步)。此时，如果将外部电缆的两端分别连接到一根贯穿电缆的两端，则形成和与作为一个整体的一条相对应的回路分开的且不与电源相连的一个小回路。
此外，从外部电缆中的一个与第一贯穿电缆111的第一贯穿电缆销塞插头111p之间的连接开始(该第一贯穿电缆111的另一插头(111s)已经连接至第一电源连接电缆的第一电源连接电缆销塞插头131p)，顺序地进行其余外部电缆的其它连接。在该连接期间，如果将最后一条外部电缆以外的外部电缆连接至第六贯穿电缆116的第六贯穿电缆插座插头116s(该第六贯穿电缆116的另一插头(116p)连接至第二电源连接电缆132的第二电源连接电缆插座插头132s)，则留下了与作为整体的一条相对应的回路分开的且不与电源相连的一些外部电缆和贯穿电缆。
因此，在步骤S23中在其余的贯穿电缆和外部电缆之间连接时，可以通过以不引起上述问题的方式进行管理的同时进行连接，来确保工作质量并提高工作效率。
图9是根据第一实施方式，在铁芯回路测试方法中用于管理电缆连接的管理表的例子。
在管理表100a中，要连接的每对端子之间的组合是预定的。在管理表100a的第一列中，列出了外部电缆120的插头号和电源连接电缆130的插头号。第一电源连接电缆131和第二电源连接电缆132均具有一个插头以用于连接到贯穿电缆的对应的一个，因此仅为一行。第一外部电缆121至第五外部电缆125均具有两个插头以用于连接至贯穿电缆的对应一个，因此在管理表100a中利用两行来表示。
在第二列中，列出了用作连接目标的第一贯穿电缆111至第六贯穿电缆116的插座插头号。第四列列出了用作连接目标的第一贯穿电缆111至第六贯穿电缆116的销塞号。
第三列和第五列是用于在连接工作期间进行复选的复选框。
应当注意，可以在显示器上显示管理表100a。或者，可以在触摸面板上显示管理表100a，并且可以按每个连接触摸复选框以更新管理表100a的显示，并且还存储触摸时间。
可以以这样的方式执行另一种管理方法，例如，在步骤S31中将第一电源连接电缆131和第二电源连接电缆132中的每一个连接到贯穿电缆的对应一个之后，从连接到第一电源连接电缆131的贯穿电缆的另一个端子插头的连接开始，顺序地进行连接，同时，连接到第二电源连接电缆132的贯穿电缆的另一个连接插头被禁止连接到任何一根，并最后连接到最后一根外部电缆。
或者，可以以这样的方式执行另一种管理方法，即，在步骤S22中，仅执行第一电源连接电缆131和贯穿电缆之间的连接，并且从连接到第一电源连接电缆131的贯穿电缆的另一端子插头的连接开始，顺序地进行连接，最后第二电源连接电缆132连接到贯穿电缆。
如上所述，根据第一实施方式，可以容易且有效地铺设用于在定子铁芯中产生磁场的电路的电缆，从而可以提高铁芯回路测试中的工作效率。
第二实施方式
图10是根据第二实施方式的铁芯回路测试夹具的外部电缆支承夹具的前视图。图11是图10的XI-XI的纵向截面图。
第二实施方式是第一实施方式的变形。第二实施方式除了铁芯回路测试夹具100还包括一对外部电缆支承夹具150之外，与第一实施方式相同。
一对外部电缆支承夹具150安装到定子铁芯21的轴向两端。每个外部电缆支承夹具150包括支承板151和多个定位支承部152。
支承板151具有如图10所示的接近于圆形的椭圆形的板，或者呈圆板状。中心孔150b形成在支承板151的中心，并且在支承板151的上部形成两个悬挂耳通孔150a。设置中心孔150b以允许贯穿线束110的贯穿和用红外摄像机160观察内部。设置两个悬挂耳通孔150a以与定子20的悬挂耳20s连接，并且通过两个悬挂耳通孔150a，由悬挂耳20s来支承外部电缆支承夹具150。
每个定位支承部152分别是U字形构件，并且安装到支承板151以形成方形通孔，该方形通孔允许外部电缆120和电源连接电缆130穿过。
以大致相等的角度间隔，沿周向设置多个定位支承部152。
在图4中所示的铁芯回路测试的步骤S20处，在步骤S21a处安装贯穿线束悬挂夹具140之前，先安装外部电缆支承夹具150。
在上面所描述的本实施方式中，将外部电缆120和电源连接电缆130的每条电缆铺设成穿过定位支承部152的对应一个，从而可以从周向大致均等的方向，将电缆大致均匀地朝向贯穿线束110进行铺设。结果，有助于将对定子铁芯21中的磁场产生起作用的线圈布置成大致均匀地分散。结果，减小了例如在磁场的产生中的周向不均匀性，从而可以提高铁芯回路测试的质量。
虽然已经描述了某些实施方式，但是这些实施方式仅通过示例的方式给出，其并不旨在限制本发明的保护范围。实际上，本文所描述的新颖方法和系统可以以多种其它形式来体现；此外，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本文所描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在覆盖落入本发明的保护范围和精神之内的这种形式或修改。

Claims (9)

1.一种用于在组装旋转电机(50)的定子铁芯(21)(S10)之后检查所述定子铁芯的铁芯回路测试方法(S20)，包括：
第一步骤(S21)，设置多根贯穿电缆(111-116)集束而成的贯穿线束(110)，以使所述贯穿线束在所述定子铁芯的径向内部贯通；
第二步骤(S22)，在所述第一步骤(S21)之后，将所述贯穿线束(110)中的第一贯穿电缆连接至用于连接电源(170)的第一极的第一电源连接电缆(131)，并且将所述贯穿线束(110)中的第二贯穿电缆连接至用于连接所述电源(170)的第二极的第二电源连接电缆(132)；以及
第三步骤(S23)，在所述第二步骤(S22)之后，将所述贯穿线束(110)中的一根或多根其它贯穿电缆与一根或多根外部电缆(120)连接。
2.根据权利要求1所述的铁芯回路测试方法，其中，
所述第一步骤(S21)包括：
第一子步骤(S21a)，在所述定子铁芯(21)的轴向两端安装用于支承所述贯穿线束(110)的一对贯穿线束悬挂夹具(140)；以及
第二子步骤(S21b)，在所述第一子步骤(S21a)之后，通过所述贯穿线束悬挂夹具(140)支承所述贯穿线束(110)。
3.根据权利要求2所述的铁芯回路测试方法，其中，
在所述第二子步骤(S21b)中，通过设置在所述定子铁芯(21)上的悬挂耳(20s)来支承所述贯穿线束悬挂夹具(140)中的每一个。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的铁芯回路测试方法，
还包括：在所述第一步骤(S21)之前，将一对外部电缆支承夹具(150)安装到所述定子铁芯(21)的轴向两端的步骤，其中：
所述第二步骤(S22)的所述第一电源连接电缆(131)和所述第二电源连接电缆(132)、以及所述第三步骤(S23)的所述一根或多根外部电缆(120)通过所述外部电缆支承夹具(150)来支承。
5.根据权利要求1所述的铁芯回路测试方法，其中，
基于管理表(100a)执行所述第三步骤(S23)，在所述管理表(100a)中，要连接的每对端子之间的组合是预先确定的，所述一对端子是所述贯穿线束(110)的每个所述剩余的贯穿电缆的端子与每个所述外部电缆(120)的端子。
6.一种铁芯回路夹具(100)，用于在组装旋转电机(50)的定子铁芯(21)之后检查所述定子铁芯的铁芯回路测试，包括：
多根贯穿电缆(111-116)集束而成的贯穿线束(110)；
第一电源连接电缆(131)，能够连接至所述多根贯穿电缆(111-116)，并且用于连接电源(170)的第一极；
第二电源连接电缆(132)，能够连接至所述多根贯穿电缆(111-116)，并且用于连接所述电源(170)的第二极；以及
能够与所述多根贯穿电缆(111-116)连接的多个外部电缆(120)。
7.根据权利要求6所述的铁芯回路测试夹具，其中，
所述第一电源连接电缆(131)、所述第二电源连接电缆(132)和所述多个外部电缆(120)通过使用销塞插头(111p-116p；121p-125p；131p)和插座插头(111s-116s；121s-125s；132s)的结合系统，可拆装地结合到所述多个贯穿电缆(111-116)中的对应的一个。
8.根据权利要求6或7所述的铁芯回路测试夹具，还包括：
安装到所述定子铁芯(21)的轴向两端的一对贯穿线束悬挂夹具(140)，所述贯穿线束悬挂夹具(140)中的每一个支承所述贯穿线束(110)。
9.根据权利要求6所述的铁芯回路测试夹具，还包括：
安装到所述定子铁芯(21)的轴向两端的一对外部电缆支承夹具(150)，所述外部电缆支承夹具(150)中的每一个支承所述第一电源连接电缆(131)、所述第二电源连接电缆(132)和所述多个外部电缆(120)。
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