DE102006050551A1 - Vorrichtung zum Bestimmen einer Phasenlage von zwei Magnetfeldern und Verfahren zum Überprüfen von Statorwicklungen - Google Patents

Vorrichtung zum Bestimmen einer Phasenlage von zwei Magnetfeldern und Verfahren zum Überprüfen von Statorwicklungen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Phasenlage von zwei Magnetfeldern (H1, H2), mit einer Steuer- und Recheneinheit (108), zwei in einem vorbestimmten Abstand (d) angeordneten, mit der Steuer- und Recheneinheit (108) verbundenen Magnetfeldsensoren (101, 102) und mit der Steuer- und Recheneinheit (108) verbundenen Anzeigemitteln (103-107), wobei die Steuer- und Recheneinheit (108) dafür eingerichtet ist, die Phasenlage von zwei jeweils einen anderen der Magnetfeldsensoren (101, 102) wesentlichen beaufschlagenden Magnetfeldern (H1, H2) aus Messwerten (211, 212, 213, 214) der Magnetfeldsensoren (101, 102) zu bestimmen und die Anzeigemittel (103-107) derart anzusteuern, dass sie die bestimmte Phasenlage anzeigen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Überprüfen von Statorwicklungen, bei dem insbesondere eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommen kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Phasenlage von zwei Magnetfeldern sowie ein Verfahren zum Überprüfen von Statorwicklungen eines Elektromotors oder Generators.
  • Stand der Technik
  • Es ist notwendig, bei der Herstellung eines Elektromotors oder eines Generators die Statorwicklungen und deren Verbindungen zu überprüfen. Insbesondere ist darauf zu achten, dass die Drehrichtung des Rotors relativ zum Stator stimmt, wenn der Motor oder Generator zusammengesetzt ist. Dazu müssen die Verbindungen einzelner Statorwicklungen auf richtige Weise zusammengeführt und, im Falle eines Drehstrommotors, den richtigen Phasen des Drehstroms zugeordnet werden. Insbesondere bei neuen Generationen von Elektromotoren werden Statorwicklungen oftmals erst nach dem Einsetzen in den Stator verbunden, wodurch eine Reihe von Möglichkeiten für fehlerhafte Verbindungen oder Verkabelungen entstehen.
  • Die Möglichkeit der falschen Zuordnung der Anschlüsse zu den Drehstromphasen wurde bereits genannt. Andere Möglichkeiten sind eine fehlende Verbindung einer oder mehrerer Wicklungen mit den übrigen, ein falsch ausgerichtetes Einsetzen einer Wicklung oder das Vertauschen von zwei Wicklungen.
  • Ein weiteres Problem beim Überprüfen von Statorwicklungen eines Motors oder Generators besteht darin, dass üblicherweise viele verschiedene Typen, beispielsweise Dreh- oder Linearmotoren, Synchron- oder Asynchronmotoren usw. ebenso wie verschiedene Größen von Motoren oder Generatoren hergestellt werden.
  • Es ist bekannt, die Drehrichtung, die vom Stator vermittelt wird, mit einer Art Kompass zu bestimmen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein Drehstrom an die dafür vorgesehenen Anschlüsse eines Rundstators angelegt, um im Inneren des Stators ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Der Kompass wird in das Magnetfeld eingeführt, woraufhin die Nadel zu rotieren beginnt. Die Drehrichtung kann vom Anwender beobachtet werden. Es ist mit diesem Verfahren nicht möglich, nicht oder falsch angeschlossene Einzelwicklungen zu erkennen. Es kann ebenfalls vorkommen, dass das Rotieren des Magnetfelds in einem Teil des Stators in einer anderen Richtung als in anderen Teilen nicht erkannt wird. Auch kann dieses Verfahren nicht für Linearstatoren verwendet werden.
  • Bei einem Verfahren zum Überprüfen eines synchronen Linearmotors wird die Magnetfeldrichtung mittels dreier an ausgewählten Statorzähnen angeordneter Magnetfeldsensoren bestimmt. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig, da spezielle Ausrüstung zum genauen Anordnen der Magnetfeldsensoren notwendig ist. Weiterhin wird eine außergewöhnliche Spannungsversorgung benötigt, um ein spezielles Magnetfeld im Stator zu erzeugen. Diese Probleme werden durch das Vorhandensein verschiedener Statortypen weiter verschärft.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, die für eine Magnetfeldbestimmung und eine einfach durchzuführende, aber dennoch genaue Überprüfung von Statorwicklungen verschiedener Bauarten geeignet sind.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Phasenlage zweier Magnetfelder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Überprüfen einer Statorwicklung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer Phasenlage zweier Magnetfelder ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und weist entsprechende Mittel auf. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist insbesondere eine Steuer- und Recheneinheit, zwei beabstandete, mit der Steuer- und Recheneinheit verbundene Magnetfeldsensoren, deren Abstand insbesondere mehr als 10 mm und weniger als 30 mm, insbesondere 25 mm beträgt, sowie mit der Steuer- und Recheneinheit verbundene Anzeigemittel auf. Die Steuer- und Recheneinheit ist dafür eingerichtet, die Phasenlage von zwei Magnetfeldern aus Messwerten von zwei Magnetfeldsensoren zu bestimmen, wobei jeder der beiden Magnetfeldsensoren im wesentlichen von einem anderen der beiden Magnetfeld beaufschlagt wird. Die Anzeigemittel werden von der Steuer- und Recheneinheit derart angesteuert, dass sie die bestimmte Phasenlage anzeigen. Es bietet sich an, insbesondere bei Drehstrom die Wertebereiche von ] – (π – a); –a[, ]a; (π – a) [ und [–a; a] vorzusehen und für die Anzeige zusammenzufassen, wobei a im Bereich um 0, insbesondere ausreichend kleiner als π/3 gewählt werden sollte. Diesen Bereichen können dann die Phasenlagen "Minus", "Plus" und "Fehler" bzw. "Gleichphasig" zugeordnet werden. Die Magnetfeldsensoren können insbesondere als digitale oder analoge Hall- oder Magnetowiderstands(MR)-Sensoren oder als Förster-Sonden (Fluxgate) ausgebildet sein. Es bietet sich an, für die Steuer- und Recheneinheit eine integrierte Schaltung oder einen Mikroprozessor zu verwenden.
  • Die Erfindung geht von wenigstens zwei Magnetfeldern aus, wie sie beispielsweise von Wicklungen eines Stators erzeugt werden. Bei einem ersten und einem zweiten Magnetfeld, die von zwei benachbarten Wicklungen erzeugt werden, beaufschlagt jedes der Magnetfelder jeweils einen anderen Magnetfeldsensor wesentlich, d. h. z. B. das erste Magnetfeld beaufschlagt den ersten Sensor mehr als den zweiten Sensor und das zweite Magnetfeld beaufschlagt den zweiten Sensor mehr als den ersten Sensor.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eine einfache und genaue Bestimmung der Phasenlage zwischen benachbarten Statorwicklungen ermöglicht. Die Vorrichtung kann klein und handlich ausgebildet werden und erweist sich in der Praxis aufgrund des einfachen Aufbaus als besonders robust und zuverlässig. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere gut dazu geeignet, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet zu werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Steuer- und Recheneinheit dafür eingerichtet ist, die Anzeigemittel derart anzusteuern, dass sie eine Beaufschlagung jedes der Magnetfeldsensoren mit einem Magnetfeld anzeigen. Damit kann auf einfache Weise überprüft werden, ob beide Magnetfeldsensoren von einem Magnetfeld beaufschlagt werden, womit sich insbesondere die Unversehrtheit einer jeweiligen, das Magnetfeld erzeugenden Statorwicklung überprüfen lässt.
  • Zweckmäßigerweise weisen die Anzeigemittel wenigstens eine Leuchtdiode, eine grafische Anzeige und/oder eine numerische Anzeige auf. Zusätzlich kann die Vorrichtung eine Schnittstelle z. B. zum Verbinden mit einem Computer aufweisen. Eine bevorzugte Ausgestaltung weist drei oder fünf Leuchtdioden auf. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Leuchtdioden kann besonders einfach hergestellt werden und ist zur Anzeige der Magnetfeldrichtung besonders gut geeignet. Insbesondere kann jeweils eine Leuchtdiode einem Magnetfeldsensor zugeordnet sein, um, wie erläutert, die Beaufschlagung des Magnetfeldsensors mit einem Magnetfeld anzuzeigen. Jeweils eine Leuchtdiode kann für die Anzeige der genannten Phasenlagenbereiche vorgesehen sein.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhafterweise eine Stromversorgungseinrichtung, insbesondere eine Batterie, auf. Durch das Vorsehen einer Batterie kann die Vorrichtung besonders klein und handlich und leicht transportabel ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung auch für eine Versorgung von einer externen Stromversorgungseinrichtung, beispielsweise einem Netzgerät, ausgebildet sein.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überprüfen von Statorwicklungen eines Elektromotors oder Generators, an die ein elektrischer Dreh- oder Wechselstrom angelegt ist, wird zunächst eine erste Phasenlage der von dem Dreh- oder Wechselstrom in einem ersten Paar benachbarter Statorwicklungen erzeugten Magnetfelder bestimmt. Anschließend wird die erste bestimmte Phasenlage mit einer aufgrund des angelegten Dreh- oder Wechselstroms erwarteten Phasenlage und/oder mit einer zweiten Phasenlage von dem Dreh- oder Wechselstrom in einem zweiten Paar benachbarter Statorwicklungen erzeugten Magnetfeldern verglichen. Danach wird die Fehlerfreiheit der Statorwicklungen auf Grundlage des Vergleichs ermittelt. Dieses Erfahren ist besonders einfach durchzuführen und für verschiedene Arten von Motoren und Generatoren geeignet.
  • Zweckmäßigerweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schritte des Bestimmens einer ersten Phasenlage und des Vergleichens der ersten bestimmten Phasenlage mit der erwarteten Phasenlage und/oder mit der zweiten bestimmten Phasenlage () für weitere, insbesondere alle, Paare benachbarter Statorwicklungen () wiederholt.
  • Damit ist es auf besonders einfache und schnelle Weise möglich, alle Statorwicklungen komplett zu überprüfen.
  • Es ist bevorzugt, wenn die bestimmte Phasenlage numerisch ausgegeben wird. Sie kann dann insbesondere auf einer numerischen Anzeige dargestellt, über eine vorhandene Schnittstelle ausgegeben werden usw.
  • Es ist besonders zweckmäßig, wenn eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, um die Phasenlage zu bestimmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sind besonders gut zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie allgemein für Verfahren zum Überprüfen von Statorwicklungen eines Elektromotors oder Generators, da sie besonders klein und handlich baut und kostengünstig herzustellen ist.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 zeigt schematisch die Anordnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Stator eines Linearmotors;
  • 2 zeigt ein Diagramm, das die Sensorsignale zweier von der Vorrichtung gemäß 1 erfasster Magnetfelder zeigt; und
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt mit 100 bezeichnet. Die Vorrichtung 100 weist zwei als digitale Hall-Sensoren 101, 102 ausgeführte Magnetfeldsensoren und zwei zugeordnete, als LEDs 103, 104 ausgebildete Anzeigemittel auf. Weiterhin weist die Vorrichtung 100 als LEDs 105, 106, 107 ausgebildete Anzeigemittel, eine als Mikroprozessor 108 ausgeführte Steuer- und Recheneinheit sowie eine als Batterie 109 ausgeführte Stromversorgungseinrichtung auf. Die Hall-Sensoren 101, 102, die LEDs 103 bis 107, der Mikroprozessor 108 und die Batterie 109 sind untereinander, ggf. über weitere Bauteile wie z. B. Widerstände, Kondensatoren, Transistoren usw. verbunden, wie es für einen Fachmann bekannt ist.
  • Die Hall-Sensoren weisen einen Abstand d voneinander auf, der im vorliegenden Beispiel 25 mm beträgt. Der Abstand d ist so gewählt, dass die Vorrichtung 100 zur Verwendung mit gängigen Statoren geeignet ist. Beispielsweise haben die Statorzähne eines Typs moderner Motoren einen Zahnabstand D von etwa 25 mm. Die Vorrichtung kann auf besonders vorteilhafte Weise auch für Statoren mit geringerem Zahnabstand verwendet werden, indem die Vorrichtung schräg zu den Zähnen ausgerichtet wird. Der Abstand d entspricht dann einer Diagonale eines Rechtecks, dessen eine Seite durch den Zahnabstand D definiert wird.
  • Die LED 103 ist dem Sensor 101, die LED 104 dem Sensor 102 zugeordnet. Die LEDs 103 und 104 werden vom Mikroprozessor 108 so angesteuert, dass sie durch Aufleuchten oder Blinken signalisieren, wenn der jeweilige Sensor 101 bzw. 102 von einem Magnetfeld beaufschlagt wird. Diese LEDs unterstützen den Anwender dabei, die Vorrichtung 100 richtig über Statorwicklungen bzw. Statorzähnen anzuordnen. Weiterhin zeigen die LEDs 103 und 104 die magnetische Aktivität der jeweiligen Statorwicklungen an.
  • In 1 ist ebenfalls ein Abschnitt eines Stators 150 gezeigt. Der Stator 150 weist gleich beabstandete Zähne 151 bis 154 auf. Der Abstand der Zähne 151 bis 154 voneinander beträgt jeweils D. In gezeigtem Beispiel entspricht der Abstand D der Zähne 151 bis 154 voneinander dem Abstand d der Sensoren 101 und 102, nämlich 25 mm.
  • Jeder der Zähne 151 bis 154 weist eine Wicklung 151' bis 154' auf. Wie es bei Drehstrommotoren üblich ist, sind die Einzelwicklungen 151' bis 154' untereinander derart verbunden, dass jede dritte Wicklung miteinander in Verbindung steht. Im gezeigten Beispiel ist die Wicklung 151' mit der Wicklung 154' in Reihe geschaltet usw. Es versteht sich, dass ebenso eine Parallelschaltung möglich ist. Beim Zusammenbau des Motors oder Generators ist insbesondere auf die richtige Verkabelung bzw. Verbindung der Einzelwicklungen untereinander und die richtige Zuordnung zu den Phasen U, V, W zu achten. Ein Strom durch die Wicklung 151' erzeugt ein Magnetfeld H1 usw.
  • Zum Überprüfen des Stators wird dieser mit seinen Anschlüssen an die Anschlüsse U, V, W einer Drehstromquelle (nicht gezeigt) angeschlossen. In der Folge bildet sich ein rotierendes Magnetfeld aus, das mittels der Vorrichtung 100 überprüft werden kann.
  • Die Vorrichtung 100 wird dazu nacheinander über jeweils einem Paar benachbarter Zähne 151, 152; 152, 153; 153, 154 usw. angeordnet. Die LEDs 105, 106 sind dafür vorgesehen, die Phasenlage der beiden Magnetfelder anzuzeigen, die die Hall-Sensoren 101, 102 beaufschlagen. Die Phasenlage kann bei einem Elektromotor der Drehrichtung des Rotors zugeordnet. Die LEDs 105, 106 werden vom Mikroprozessor 108 derart angesteuert, dass die LED 105 leuchtet (oder blinkt), wenn das Magnetfeld in der Vorrichtungsebene (entspricht der Zeichenebene) nach links rotiert bzw. wandert, wohingegen die LED 106 leuchtet (oder blinkt), wenn das Magnetfeld in der Vorrichtungsebene (entspricht der Zeichenebene) nach rechts rotiert bzw. wandert.
  • Die Bewegungs- bzw. Rotationsrichtung kann aus der Phasenlage der Magnetfelder abgeleitet werden. Eilt ein den Sensor 102 beaufschlagendes Magnetfeld H2 einem den Sensor 101 beaufschlagenden Magnetfeld H1 voraus, entspricht dies einer Bewegung nach links, eilt ein den Sensor 102 beaufschlagendes Magnetfeld H2 einem den Sensor 101 beaufschlagenden Magnetfeld H1 nach, wie es in 2 gezeigt ist, entspricht dies einer Bewegung nach rechts.
  • Die LED 107 ist dafür vorgesehen, Fehlfunktionen anzuzeigen. Ist beispielsweise eine unter einem der Sensoren 101, 102 liegende Wicklung nicht bestromt oder die detektierte Phasenverschiebung nicht ausreichend, wird dies von der LED 107 angezeigt. In diesem Zusammenhang wird auf die bereits weiter oben beschriebene Konstante a verwiesen, die einen ausreichenden Phasenabstand beschreibt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überprüfen von Statorwicklungen eines Elektromotors oder Generators ordnet der Anwender die Vorrichtung 100 nacheinander über allen Paaren von Statorwicklungen 151', 152'; 152', 153'; 153', 154' usw. bzw. -zähnen 151, 152; 152, 153; 153, 154 usw. an und vergleicht die jeweils angezeigte Richtung (Phasenlage) mit der erwarteten oder mit der zuvor angezeigten. Im zweiten Fall ist darauf zu achten, dass bei jedem Paar dieselbe Richtung entweder durch die LED 105 oder durch die LED 106 signalisiert wird.
  • Anhand 2 wird erläutert, wie die Phasenlage zweier Magnetfelder und damit die Rotationsrichtung bestimmt werden kann. In 2 ist ein Diagramm 200 abgebildet, in dem Ausgabesignale der Magnetfeldsensoren 101, 102 gegen die Zeit aufgetragen sind. Die Ausgabesignale sind als Spannungen U auf einer y-Achse 201 gegen die Zeit t auf einer x-Achse 202 aufgetragen. In dem Diagramm 200 sind die zeitlichen Entwicklungen 211, 212 der Ausgangsspannungen der Sensoren 101 bzw. 102 aufgetragen. Der dargestellte Spannungsverlauf setzt sich aus einzelnen Messwerten (nicht gezeigt) zusammen, die jeweils einen zeitlichen Abstand im Bereich von einigen ns aufweisen. Die Sensoren sind als bipolare digitale Hall-Sensoren ausgebildet. Bipolare digitale Hall-Sensoren geben üblicherweise bei Vorhandensein eines Magnetfelds einer bestimmten Richtung (bspw. Süd nach Nord) eine Spannung aus, wohingegen sie bei Vorhandensein eines Magnetfelds der anderen Richtung (bspw. Nord nach Süd) keine Spannung ausgeben.
  • Die Messkurve (Spannungsverlauf) 211 entspricht im wesentlichen dem zeitlichen Verlauf des Vorzeichens des Magnetfelds H1, das den Sensor 101 beaufschlagt. Ebenso entspricht die Messkurve 112 im wesentlichen dem zeitlichen Verlauf des Vorzeichens des Magnetfelds H2, das den Sensor 102 beaufschlagt. Der Mikroprozessor 108 kann aus dem vorliegenden Verlauf die Phasenbeziehung der beiden Magnetfelder bestimmen. Er kann die Phasenbeziehung insbesondere aus dem Verhältnis zu den Anstiegs- oder Abfallzeitpunkten eines ausgewählten Sensors ableiten.
  • In gezeigtem Beispiel wird dazu der Sensor 101 ausgewählt und dessen Ausgabe 211 zu einem (beliebigen) Anstiegszeitpunkt (positive Flanke) mit dem Ausgabewert des anderen Sensors verglichen. Vorliegend wird ein Anstiegszeitpunkt 213 der Messkurve 211 mit einem zugehörigen Messwert 214 der Kurve 212 verglichen.
  • Ist, wie im gezeigten Beispiel, der Ausgabewert des Sensors 102 zum Anstiegszeitpunkt 213 des Sensors 101 Null, so eilt das den Sensor 201 bzw. die Messkurve 211 verursachende Magnetfeld H1 dem den Sensor 202 beaufschlagenden bzw. die Messkurve 212 verursachenden Magnetfeld H2 voraus. Diesem Verhalten ist eine Bewegungs- bzw. Drehrichtung in Richtung des Magnetfeldsensors 102 zuzuordnen. Der Mikroprozessor 108 steuert in der Folge die LED 106 an.
  • Ist hingegen der Ausgabewert des Sensors 102 zum Anstiegszeitpunkt 213 des Sensors 101 Positiv (nicht gezeigt), so eilt das die Messkurve 211 verursachende Magnetfeld H1 dem die Messkurve 212 verursachenden Magnetfeld H2 nach. Diesem Verhalten ist eine Bewegungs- bzw. Drehrichtung in Richtung des Magnetfeldsensors 101 zuzuordnen. Der Mikroprozessor 108 steuert in der Folge die LED 105 an.
  • Es versteht sich, dass ebenso die fallende Flanke betrachtet werden kann. Ebenso ist es für einen Fachmann möglich, die Phasenlage z. B. aus den Ausgabedaten analoger Sensoren abzuleiten.
  • In 3 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überprüfen von Statorwicklungen eines Elektromotors oder Generators, an die ein elektrischer Dreh- oder Wechselstrom angelegt ist, anhand eines Flussdiagramms erläutert.
  • Das Verfahren beginnt in einem Verfahrensschritt 301. In einem anschließenden Verfahrensschritt 302 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere die Vorrichtung 100 gemäß 1, über einem ersten Paar von benachbarten Statorwicklungen derart angeordnet, dass jeder der beiden Magnetfeldsensoren das Magnetfeld einer Statorwicklung detektieren kann. Der Anordnungsvorgang wird von den LEDs 103 und 104 unterstützt, die leuchten oder blinken, sobald ein Magnetfeld von dem zugehörigen Magnetfeldsensor 101 bzw. 102 detektiert wird. Sobald die Vorrichtung bestimmungsgemäß angeordnet ist, wird die Phasenlage vom Mikroprozessor 108 bestimmt und über die entsprechenden LEDs 105 bis 107 angezeigt.
  • In einem nachfolgenden Verfahrensschritt 303 wiederholt der Anwender die Tätigkeiten gemäß Verfahrensschritt 302 an einem nächsten benachbarten Paar von Statorwicklungen. Am Ende des Verfahrensschritts 303 kann die Phasenlage dieses betrachteten Paars von Statorwicklungen abgelesen werden.
  • Im nachfolgenden Verfahrensschritt 304 werden nun die beiden bisher bestimmten Phasenlagen miteinander verglichen. Sind die beiden Phasenlagen gleich, wird entweder zu Verfahrensschritt 303 zurückgekehrt, wobei ein nächstes Paar von Statorwicklungen betrachtet wird, oder das Verfahren in einem Schritt 305 beendet, wenn bereits alle Paare von Statorwicklungen überprüft sind.
  • Unterscheiden sich die Phasenlagen zweier benachbarter Paare von Statorwicklungen, bedeutet dies eine fehlerhafte Statorwicklung, woraufhin in einen Schritt 306 verzweigt und das Verfahren beendet wird. Die Statorwicklung muss dann repariert, bspw. ausgetauscht oder neu angeschlossen werden.
  • Es versteht sich, dass in den dargestellten Figuren nur besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Daneben ist jede andere Ausführungsform, insbesondere durch eine andere Anordnung oder Anzahl der Sensoren oder anderer Bauteile denkbar, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen.
  • 100
    Vorrichtung
    101, 102
    digitaler Hall-Sensor
    103–107
    LED
    108
    Mikroprozessor
    109
    Batterie
    150
    Stator
    151–154
    Statorzahn
    151'–154'
    Statorwicklung
    200
    Diagramm
    201
    y-Achse U
    202
    x-Achse t
    211, 212
    Sensordaten
    213
    aufsteigende Flanke
    214
    Messwert zum Zeitpunkt 213
    301–306
    Verfahrensschritt
    H1–H4
    Magnetfeld
    U, V, W
    Drehstromphasen

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Bestimmen einer Phasenlage von zwei Magnetfeldern (H1, H2), gekennzeichnet durch eine Steuer- und Recheneinheit (108), zwei in einem vorbestimmten Abstand (d) angeordnete, mit der Steuer- und Recheneinheit (108) verbundene Magnetfeldsensoren (101, 102), und mit der Steuer- und Recheneinheit (108) verbundene Anzeigemittel (103107), wobei die Steuer- und Recheneinheit (108) dafür eingerichtet ist, die Phasenlage von zwei jeweils einen anderen der Magnetfeldsensoren (101, 102) wesentlich beaufschlagenden Magnetfeldern (H1, H2) aus Messwerten (211, 212, 213, 214) der Magnetfeldsensoren (101, 102) zu bestimmen und die Anzeigemittel (103107) derart anzusteuern, dass sie die bestimmte Phasenlage anzeigen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Recheneinheit (108) dafür eingerichtet ist, die Anzeigemittel (103107) derart anzusteuern, dass sie eine Beaufschlagung jedes Magnetfeldsensors (101, 102) mit einem Magnetfeld (H1, H2) anzeigen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigemittel wenigstens eine Leuchtdiode (103107), eine graphische Anzeige und/oder eine numerische Anzeige aufweisen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Stromversorgungseinrichtung, insbesondere eine Batterie (109).
  5. Verfahren zum Überprüfen von Statorwicklungen (151'154') eines Elektromotors oder Generators, an die ein elektrischer Dreh- oder Wechselstrom angelegt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Bestimmen einer ersten Phasenlage der von dem Dreh- oder Wechselstrom in einem ersten Paar (151', 152'; 152', 153'; 153', 154') benachbarter Statorwicklungen (151'154') erzeugten Magnetfelder (H1, H2); anschließend b) Vergleichen der ersten bestimmten Phasenlage mit einer aufgrund des angelegten Dreh- oder Wechselstroms erwarteten Phasenlage und/oder mit einer zweiten Phasenlage von von dem Dreh- oder Wechselstrom in einem zweiten Paar (151', 152'; 152', 153'; 153', 154') benachbarter Statorwicklungen (151'154') erzeugten Magnetfeldern (H2, H3); und c) Ermitteln der Fehlerfreiheit der Statorwicklungen (151'154') auf Grundlage des Vergleichs.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Schritte des Bestimmens einer ersten Phasenlage und des Vergleichens der ersten bestimmten Phasenlage mit der erwarteten Phasenlage und/oder mit der zweiten bestimmten Phasenlage für weitere, insbesondere alle, Paare (151', 152'; 152', 153'; 153', 154') benachbarter Statorwicklungen (151'154') wiederholt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Phasenlage numerisch ausgegeben wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet wird, um die Phasenlage zu bestimmen.
  9. Verwenden einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Überprüfen von Statorwicklungen (151'154') eines Elektromotors oder Generators.
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