DE102009020479A1 - Method for testing conductivity or insulation fault of laminated stack in e.g. squirrel-cage rotor of asynchronous electric motor, involves outputting indication signal when difference of output voltages of sensors exceeds preset value - Google Patents
Method for testing conductivity or insulation fault of laminated stack in e.g. squirrel-cage rotor of asynchronous electric motor, involves outputting indication signal when difference of output voltages of sensors exceeds preset value Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Mess-Anordnung zur Überprüfung der Leitfähigkeit oder von Isolationsfehlern eines magnetisierbaren, in einer Längsdimension betonten Messobjekts, insbesondere eines Blechpakets eines Elektromotors.The The invention relates to a method and a measuring arrangement for checking the conductivity or insulation faults of a magnetizable, in a longitudinal dimension emphasized DUT, in particular a laminated core of an electric motor.
Kurzschluss-Läufer von Elektromotoren bestehen aus einem Käfig (aus Kupfer oder Aluminium) mit Kurzschluss-Ringen und einem Paket aus einer Mehrzahl von Elektroblechen, die gegeneinander elektrisch isoliert auf einer Welle aus Rundstahl befestigt sind. Die elektrischen Leiter liegen in Stabform in nach außen offenen Nuten der Einzelbleche. Die Leiter liegen parallel zueinander, aber geneigt zur Welle und werden stirnseitig von einer Kurzschluss-Platte oder einem Kurzschluss-Ring kurzgeschlossen, wodurch sie den sogenannten Käfig bilden.Short runner of electric motors consist of a cage (made of copper or aluminum) with short rings and a package of a plurality of electrical sheets that are electrically insulated against each other Shaft made of round steel are attached. The electrical conductors are lying in rod form in outwardly open grooves of the individual sheets. The conductors are parallel to each other, but inclined to the shaft and be frontal of a shorting plate or a shorting ring short-circuited, forming the so-called cage.
Der im Betrieb des Elektromotors stromdurchflossene Käfig soll den elektrischen Strom mit möglichst geringem Widerstand leiten. Die elektrischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften der Materialien eines Kurzschluss-Läufers bestimmen die Qualität (Funktionseigenschaft) eines Elektromotors. Bei einer Änderung der Materialeigenschaften und/oder Beschädigung des Käfigs verschlechtern sich dessen Eigenschaften.Of the during operation of the electric motor current-carrying cage should the electric current with the lowest possible resistance conduct. The electrical, mechanical and chemical properties the materials of a short-circuit runner determine the Quality (functional property) of an electric motor. at a change in material properties and / or damage of the cage deteriorate its properties.
Häufig beruhen Fehler in Kurzschluss-Läufern auf Beschädigung der Bleche und/oder des Käfigs (als Alterungserscheinung oder Fabrikationsfehler), so dass Isolationsfehler entstehen. Es können Risse, Verbindungsschwäche der Leiter untereinander und Anreicherung von Legierungsmaterialen entstehen. Durch Änderung der Leitereigenschaft ändern sich die magnetische Flussdichte und die elektrischen Eigenschaften im betroffenen Bereich.Often errors in short-circuited runners are due to damage the sheets and / or the cage (as an aging phenomenon or manufacturing defects), so that insulation defects arise. It can cracks, connecting weakness of the ladder with each other and enrichment of alloy materials arise. By change the conductor property, the magnetic flux density change and the electrical properties in the affected area.
Als elektrisches Messverfahren kann eine Vergleichsmessung durchgeführt werden. Dabei wird durch eine Spule eine Spannung in den Läuferkäfig induziert und neben der Induktionsfläche durch eine Sekundärspule die Spannung ermittelt. Dabei werden die Werte von verschiedenen Messungen miteinander verglichen. Dabei können zwar eventuelle Unterschiede gemessen werden, aber es kann nicht auf die Art des Fehlers rückgeschlossen werden, weil die induzierten Spannungen nur ein globales, aber nicht lokales Bild des Läuferkäfigs liefert.When electrical measurement, a comparative measurement can be performed become. In this case, a voltage is induced in the rotor cage by a coil and next to the induction surface by a secondary coil the voltage is determined. Here are the values of different Measurements compared. Although possible Differences are measured, but it can not depend on the type of Error can be deduced because the induced voltages just a global but not local picture of the runner cage supplies.
Ein
Verfahren zur Messung von Beschädigungen an einem Käfig
oder an Endplatten von Asynchronmotoren, welches auch im Betrieb
des Motors einsetzbar ist, ist in der
Ein
Verfahren zur Ermittlung von hot-spots in einem Stator eines Elektrogenerators
ist in der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, die geeignet sind, Isolationsfehler, insbesondere in Kurzschlussläufern von Elektromotoren festzustellen.task the invention is to provide a method and an arrangement, which are suitable insulation faults, especially in squirrel cage rotors of Determine electric motors.
Die Lösung der Aufgabe findet sich in den nebengeordneten Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen formuliert.The Solution of the problem can be found in the independent claims. Advantageous embodiments are formulated in the respective subclaims.
Der Kern des Verfahrens besteht darin, dass zur Überprüfung der Leitfähigkeit oder von Isolationsfehlern eines magnetisierbaren, in einer Längsdimension betonten Messobjekts, insbesondere eines Blechpakets eines Elektromotors, beispielsweise Läufer oder Stator, folgende Verfahrensschritte vorzunehmen sind:
- – Aufbau eines Magnetfelds in dem Messobjekt,
- – berührungsloses Erfassen der Magnetfeldstärke an der Messobjektoberfläche in der Längsdimension mittels mindestens zweier, vorzugsweise als Hallsensoren ausgebildeter Magnetfeldsensoren, deren jeweiligen (Hall- oder) Ausgangsspannungen gegenpolig geschaltet sind, und eine Indikationsspannung (oder Fehlersignal) ausgegeben wird, wenn die Differenz der beiden Ausgangsspannungen lokal an einer Stelle der Längsdimension einen vorbestimmten Wert als voreinstellbare Empfindlichkeitsschwelle überschreitet, wodurch Inhomogenitäten der Magnetfeldstärke an der Messobjektoberfläche erfassbar werden.
- Construction of a magnetic field in the measurement object,
- - Non-contact detection of the magnetic field strength at the measuring object surface in the longitudinal dimension by means of at least two, preferably designed as Hall sensors magnetic field sensors whose respective (Hall or) output voltages are connected in opposite polarity, and an indication voltage (or error signal) is output, if the difference of the two output voltages locally at a position of the longitudinal dimension exceeds a predetermined value as a presettable sensitivity threshold, whereby inhomogeneities of the magnetic field strength at the measuring object surface can be detected.
Eine entsprechende Mess-Anordnung, die dem Verfahren zugrunde liegt, wird ebenfalls beansprucht. Mit einer solchen Mess-Anordnung lassen sich Fehler beispielsweise an Kurzschlussläufern von elektrischen Asynchronmotoren ermitteln. Die Mess-Anordnung ermöglicht eine Lokalisierung der Fehler und Rückschlusse auf Fehlerursachen. Die Mess-Anordrung ist besonders geeignet zum Einsatz bei der Qualitätskontrolle in der Neuproduktion oder bei Wartungsunternehmen von elektrischen Asynchronmotoren.A corresponding measuring arrangement on which the method is based, is also claimed. With such a measuring arrangement can be Error, for example, squirrel cage electrical Determine asynchronous motors. The measuring arrangement allows a localization of errors and conclusions on causes of errors. The measuring arrangement is particularly suitable for use in quality control in new production or maintenance companies of electrical Asynchronous motors.
Im folgenden sind Merkmale aufgeführt, die einzeln oder gemeinsam beansprucht werden sollen.in the The following are characteristics listed individually or in common to be claimed.
Das Indikationssignal – als Spannungs-Weg-Diagramm – kann auf einem Messgerät angezeigt oder auf einem Speichergerät aufgezeichnet und/oder angezeigt werden.The Indication signal - as a voltage-path diagram - can displayed on a meter or on a storage device recorded and / or displayed.
Das Bewegen der Mess-Anordnung an der Messobjektoberfläche kann sowohl in einer ersten Richtung der Längsdimension der Mess-Anordnung als auch in Gegenrichtung erfolgen, so dass ein dop peltes Spannungs-Weg-Diagramm entsteht und ausgewertet werden kann. Die Mess-Anordnung weist eine geometrische Vorzugsrichtung auf, die möglichst parallel zur Längsrichtung des Messobjekts ausgerichtet sein sollte.The movement of the measuring arrangement on the measuring object surface can take place both in a first direction of the longitudinal dimension of the measuring arrangement and in the opposite direction, so that a dop peltes voltage-path diagram is created and can be evaluated. The measuring arrangement has a preferred geometric direction, which should be aligned as parallel as possible to the longitudinal direction of the measurement object.
In der Mess-Anordnung sind mindestens zwei Magnetfeldsensoren (Hallsensoren) entweder parallel nebeneinander in Längsrichtung der Längsdimension (Vorzugsrichtung), oder nebeneinander quer zur Längsrichtung der Längsdimension angeordnet.In of the measuring arrangement are at least two magnetic field sensors (Hall sensors) either parallel next to each other in the longitudinal direction of the longitudinal dimension (Preferred direction), or side by side across the longitudinal direction the longitudinal dimension arranged.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann einem ersten Paar von Magnetfeldsensoren ein zweites Paar Magnetfeldsensoren zugeordnet sein. Beide Paare liegen parallel in Vorzugsrichtung nebeneinander. Wiederum ist die Ausgangs- oder Hallspannung des ersten Paars der Ausgangs- oder Hallspannung des zweiten Paars gegenpolig geschaltet und es wird ein Indikationssignal ausgegeben, wenn die Differenz der beiden Ausgangsspannungen lokal an einer Stelle der Längserstreckung einen vorbestimmten Wert überschreitet.In A further advantageous embodiment may be a first pair magnetic field sensors associated with a second pair of magnetic field sensors be. Both pairs are parallel in the preferred direction next to each other. Again, the output or Hall voltage of the first pair is the Output or Hall voltage of the second pair connected in opposite polarity and an indication signal is output when the difference of the both output voltages locally at a location of the longitudinal extent exceeds a predetermined value.
Vorzugsweise sollte eine Mess-Anordnung so ausgestaltet sein, dass mindestens zwei Magnetfeldsensoren auf einem Träger oder Halterung aus Keramik oder aus Kunststoff angeordnet sind, und die Mess-Anordnung berührungslos über die Messobjektoberfläche bewegbar ist.Preferably a measuring arrangement should be designed so that at least two magnetic field sensors on a support or bracket made of ceramic or plastic, and the measuring arrangement contactless over the target surface is movable.
In der Mess-Anordnung können die Magnetfeldsensoren in durch magnetleitenden Körper gebildete Magnetkreise angeordnet sein. Eine solche Anordnung kann darin bestehen, dass auf einer der Messobjektoberfläche abgewandten Seite ein zwei Magnetfeldsensoren überbrückendes Joch aus einem magnetleitenden Material angeordnet ist, so dass auf der Rückseite der Mess-Anordnung eine magnetische Durchflutung über das Joch stattfindet.In the measuring arrangement, the magnetic field sensors in through arranged magnetic conducting body formed magnetic circuits be. Such an arrangement may consist in that on one the measurement object surface side facing away from a two magnetic field sensors bridging Yoke made of a magnetic material, so that on the back of the measuring arrangement a magnetic flux over the yoke takes place.
Weiterhin kann auf einer der Vorderseiten der Mess-Anordnung jedem Magnetfeldsensor ein magnetleitender Magnetschenkel vorgelagert sein. Als Vorderseite der Mess-Anordnung ist die Seite der Magnetfeldsensoren gemeint, die dem Mess-Objekt zugewandt ist. Das Magnetfeld an der Mess-Objektoberfläche durchflutet somit einen ersten Magnetschenkel, einen ersten Magnetfeldsensor, ein Joch, einen zweiten Magnetfeldsensor und einen zweiten Magnetschenkel. Der Querschnitt der magnetleitenden Körper soll im wesentlichen der Fläche des Sensor-Plättchens eines Magnetfeldsensors entsprechen.Farther can on any of the front sides of the measuring arrangement every magnetic field sensor a magnetic-conducting magnetic leg be upstream. As front side the measuring arrangement is meant the side of the magnetic field sensors, which faces the measuring object. The magnetic field at the measuring object surface thus flows through a first magnetic leg, a first magnetic field sensor, a yoke, a second magnetic field sensor and a second magnetic leg. The cross section of the magnetic conductive body should substantially the surface of the sensor plate of a magnetic field sensor correspond.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die den Magnetfeldsensoren zum Mess-Objekt hin vorgelagerten Magnetschenkel keilförmig ausgebildet sein. Damit ist eine dem Mess-Objekt zugewandte Stirnfläche der Keilform schmaler ausgebildet, als eine den Magnetfeldsensoren zugewandte Rückenfläche der Keilform. Die keilförmigen Magnetschenkel verjüngen sich von der Rückenfläche, die die Fläche (den Querschnitt) der Sensor-Plättchen haben, zur Stirnfläche hin (an der Oberfläche des Messobjekts). Die Stirnfläche ist in der Regel echteckig, wobei dann die Längsseite des Rechtecks parallel zur Vorzugsrichtung der Mess-Anordnung zu liegen kommt.In a further advantageous embodiment, the the Magnetic field sensors to the measuring object upstream magnetic legs be wedge-shaped. This is a measurement object facing end face of the wedge shape narrower, as a back surface facing the magnetic field sensors the wedge shape. The wedge-shaped magnet legs rejuvenate extending from the back surface covering the surface (the cross-section) of the sensor platelets have, to the end face down (on the surface of the test object). The face is usually rectangular, in which case the long side of the Rectangles to lie parallel to the preferred direction of the measuring arrangement comes.
Einem aus zwei Magnetfeldsensoren (Hallsensoren) gebildeten ersten Paar von Magnetfeldsensoren mit Magnetschenkeln und Joch kann ein zweites Paar aus ebenfalls zwei Magnetfeldsensoren mit Magnetschenkeln und Joch zugeordnet sein. Die Paare sind parallel nebeneinander auf dem Träger angeordnet, wobei zur Ausgabe eines ersten Indikationssignals die Ausgangs- oder Hallspannungen des ersten Paars der Ausgangs- oder Hallspannung des zweites Paars gegenpolig geschaltet sind.a from two magnetic field sensors (Hall sensors) formed first pair of magnetic field sensors with magnetic legs and yoke can be a second Pair of also two magnetic field sensors with magnetic legs and Be assigned yoke. The pairs are parallel next to each other the carrier arranged, wherein for outputting a first indication signal the output or Hall voltages of the first pair of output or Hall voltage of the second pair are connected in opposite polarity.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Mess-Anordnung liegt darin, dass einer Zusammenstellung von zwei parallel nebeneinander liegenden Paaren von Magnetfeldsensoren beiderseits parallel zu den Paaren von Magnetfeldsensoren jeweils eine weitere Zusammenstellung von zwei Magnetfeldsensoren mit Magnetschenkeln und Joch auf dem Träger zugeordnet ist. Wiederum sind die Ausgangs- oder Hallspannungen der ersten Zusammenstellung der Ausgangs- oder Hallspannungen der weiteren Zusammenstellung gegenpolig geschaltet. Es kommt zur Ausgabe eines Indikationssignals, wenn sich die beiden Ausgangsspannungen unterscheiden.A particularly preferred embodiment of a measuring arrangement lies in the fact that a compilation of two parallel juxtaposed Pairing magnetic field sensors on both sides parallel to the pairs of magnetic field sensors in each case a further compilation of two magnetic field sensors with magnetic legs and yoke on the support assigned. Again, the output or Hall voltages the first compilation of the output or Hall voltages of the other Compilation switched to opposite polarity. It comes to the issue of a Indication signal if the two output voltages differ.
Die magnetleitenden Magnetschenkel und die Joche sollten vorzugsweise aus Ferrit hergestellt sein.The magnetically conductive magnet legs and the yokes should preferably be made of ferrite.
Zwei Magnetfeldsensoren (Hallsensoren) können in einem Mess-Zweig einer Brückenmess-Schaltung liegen, so dass der Differenzwert der Ausgangs- oder Hallspannungen über die Brückenmess-Schaltung ausgebbar ist.Two Magnetic field sensors (Hall sensors) can be used in a measuring branch a bridge measuring circuit lie, so that the difference value of the Output or Hall voltages via the bridge measurement circuit is dispensable.
Als Magnetfeldsensoren können integrierte Hallgeneratoren, einschließlich Verstärkerbaustein eingesetzt werden, die in Form eines Chips auf einem Träger angeordnet sind.When Magnetic field sensors can be integrated Hall generators, including amplifier module are used, which are arranged in the form of a chip on a support.
Die Mess-Anordnung kann zur Prüfung von Kurzschluss-Läufern von Elektromotoren als mobiles Mess-Gerät ausgebildet sein.The Measuring arrangement can be used to test short-circuited runners be designed by electric motors as a mobile measuring device.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Figuren dargestellt, welche im Einzelnen zeigen:preferred Embodiments of the invention are illustrated in the figures, which show in detail:
Zur Einleitung eines Messvorgangs wird in einem Messobjekt ein Magnetfeld aufgebaut Vorzugsweise soll das erfindungsgemäße Verfahren (und die Anordnung) zur Prüfung von Kurzschluss-Läufern von Elektromotoren eingesetzt werden. Daher wird an die Kurzschlussringe eines Kurzschluss-Läufers eine Konstantstromquelle angeschlossen. Der durchgeleitete elektrische Strom erzeugt ein Magnetfeld im Messobjekt, wobei das Blechpaket des Kurzschlussläufers von dem Magnetfelder durchflutet wird. Die magnetische Flussdichte wird an der Oberfläche des Kurzschlussläufers mit der dargestellten Schaltungsanordnung mit Magnetfeldsensoren (Hallsensoren) gemessen. Bei Auftreten eines (im Weiteren beschriebenen) Fehlersignals liegt eine Fehlerstelle im Kurzschlussläufer vor. Ein solcher Fehler kann bedeuten, dass ein Isolationsfehler zwischen mindestens zwei Elektroblechen vorhanden ist, oder dass Leiterelemente des Kurzschlussläufers unterbrochen sind oder dass zwischen ihnen ein schlechter (hochohmiger) Kontakt vorhanden istto Initiation of a measurement process becomes a magnetic field in a measurement object Preferably, the inventive Method (and arrangement) for testing short-circuited runners be used by electric motors. Therefore, to the shorting rings a short-circuit rotor connected to a constant current source. The transmitted electric current generates a magnetic field in the measurement object, wherein the laminated core of the squirrel cage of the magnetic fields is flooded. The magnetic flux density becomes at the surface the squirrel cage with the illustrated circuit arrangement measured with magnetic field sensors (Hall sensors). When a (described below) error signal is a fault in squirrel cage. Such a mistake can mean that an insulation fault between at least two electrical sheets is present, or that conductor elements of the squirrel cage are interrupted or that between them a bad (high-impedance) Contact is available
Stromdurchflossene Leiter haben ein Magnetfeld 90° zur Stromrichtung um den Leiter herum. Durch Inhomogenitäten der Leitfähigkeit in einem Leiter, beispielsweise durch nicht-leitende Einschlüsse in dem Leiter, verlaufen die Stromfäden im Leiter nicht homogen, insbesondere nicht parallel. Dies kann zu einer Veränderung der magnetischen Flussdichte an der Oberfläche des Leiters führen. Die vorliegende Mess-Anordnung ist somit auch geeignet, durch Abtasten entlang der Längsrichtung eines Leiters Inhomogenitäten der Leitfähigkeit in dem Leiter zu ermitteln.Current-carrying Conductors have a magnetic field 90 ° to the current direction around the Ladder around. Due to inhomogeneities of the conductivity in a conductor, for example by non-conductive inclusions in the conductor, the current threads do not run in the conductor homogeneous, especially not parallel. This can be a change the magnetic flux density at the surface of the conductor to lead. The present measuring arrangement is thus also suitable, by Scanning along the longitudinal direction of a conductor inhomogeneities to determine the conductivity in the conductor.
In
den
Mit
der Mess-Anordnung
In
der Situation, in der die Elektrobleche
An defekten Stellen entstehen erhöhte Wirbelströme, die eine Veränderung eines ansonsten homogenen Magnetfelds verursachen. Hallspannungen der beiden Magnetfeldsensoren (Hallsensoren) in Differenzschaltung ergeben einen endlichen Wert. Aus der Aufzeichnung, oder im einfachsten Fall aus der Betrachtung eines Messinstruments (Oszilloskop) lässt sich der Ort des Fehlers lokalisieren.At defective areas cause increased eddy currents, the one change of an otherwise homogeneous magnetic field cause. Hall voltages of the two magnetic field sensors (Hall sensors) in Differential circuit result in a finite value. From the record, or in the simplest case from the consideration of a measuring instrument (Oscilloscope) can locate the location of the error.
Das
Grundprinzip der Mess-Anordnung für eine Magnetflussdichte
liegt darin, dass die Ausgangs- oder Hallspannungen von zwei Magnetfeldsensoren
gegenpolig geschaltet werden (siehe
Zwei
Magnetfeldsensoren (Hallsensoren H1, H2) – wie in
Die
Erfindung geht in
Die
Die
Vorderseite der Mess-Anordnung liegt in den
Die
Dicke von Elektroblechen ist bei Elektromotoren in den unteren Leistungsklassen
relativ klein; etwa 0,5 mm dick. Hallsensoren mit integriertem digitalen
Verstärkerbaustein haben eine typische Größe
von etwa 5 × 5 mm. Da der Querschnitt solcher Hallsensoren
gegenüber der Dicke der Elektrobleche übermäßig
groß ist, wird vorgeschlagen, die Ausbildung der Magnetschenkel
Eine
solche Anordnung bietet sich an, weil die Hallsensoren dabei in
einer Brückenschaltung verschaltet werden können.
In einer solchen Mess-Anordnung liegen die Hallspannungen UH der beiden
Hallsensoren H1 und H2 in einem ersten Zweig einer Brücken-Schaltung
und die Hallspannungen UH der beiden anderen Hallsensoren H3 und H4
in dem zweiten Zweig der Brücken-Schaltung. Die Einzelheiten
der Brückenschaltung werden in
In
Zusammenfassend
kann zu den Mess-Anordnungen gesagt werden: Es liegen mindestens zwei,
vorzugsweise vier Magnetkreise parallel nebeneinander. Jeder Magnetkreis
umfasst einen ersten Schenkel
Die
magnetische Durchflutung in jedem Magnetkreis durchläuft
einen ersten Schenkel, einen ersten Halleffektsensor, ein Magnetjoch,
einen zweiten Schenkel, und den Luftraum vor den Stirnseiten der
beiden Schenkel (Vorderseite der Mess-Anordnung), in dem sich das
Messobjekt befindet. Jeder Magnetkreis wird geschlossen auf der
Vorderseite der Mess-Anordnung über ein Messobjekt, bzw. über eine
dort befindliche Luftstrecke. Die jeweiligen ersten Schenkel
Die aus einem Magnetfeld resultierende Messspannungen zweier Hallsensoren (H1, H2; H3, H4) eines Magnetkreises sind in ihrer Polarität gegeneinander geschaltet. Die Resultante (Spannungsdifferenz) wir als Indikationsspannung ausgegeben.The resulting from a magnetic field measuring voltages of two Hall sensors (H1, H2, H3, H4) of a magnetic circuit are in their polarity switched against each other. The resultant (voltage difference) we output as indication voltage.
Die Resultante (Spannungsdifferenz) (U1) des ersten Paars (H1, H2) ist der Resultante (Spannungsdifferenz) (U3) des zweites Paars (H3, H4) gegenpolig geschaltet und es wird ein endliches Indikationssignal UM ausgegeben, wenn die Differenz der beiden Resultanten (U1–U3) lokal an einer Stelle der Längsdimension einen vorbestimmten Wert überschreitet.The Resultant (voltage difference) (U1) of the first pair (H1, H2) the resultant (voltage difference) (U3) of the second pair (H3, H4) is switched in opposite polarity and it becomes a finite indication signal UM output when the difference between the two resultants (U1-U3) locally at a location of the longitudinal dimension a predetermined Value exceeds.
Die
Wesentliche Einzelheiten einer Brückenschaltung sind für den Fachmann naheliegend und nachvollziehbar, wie zum Beispiel der Einsatz einer oberwellenfreien Gleichstromquelle für die Steuerspannung US oder der Einsatz von weiteren Verstärkern, die die Empfindlichkeit der Mess-Anordnung erhöhen. Da die zu messenden Felder in der Regel schwach sind, müssen Verstärker eingesetzt werden. Die Halleffektgeneratoren sind in dieser Schaltung mit einem integrierten Verstärker ausgeführt. Der integrierten Verstärker befindet sich direkt hinter den Halleffektgeneratoren und wird mit einer Transistorschaltung realisiert. Die Schaltungsanordnung kann als Analog- aber auch als Digitalschal tung ausgeführt sein. Die Mess-Spannungen können über Operationsverstärker in digitalisierter Form aufbereitet sein.basics Details of a bridge circuit are for the Skilled and understandable, such as the use a harmonic-free DC power source for the control voltage US or the use of other amplifiers, the sensitivity increase the measuring arrangement. Because the fields to be measured usually weak, need to use amplifiers become. The Hall effect generators are in this circuit with a built-in amplifier running. The integrated Amplifier is located directly behind the Hall effect generators and is realized with a transistor circuit. The circuit arrangement can be designed as an analogue as well as a digital scarf device. The measuring voltages can be over operational amplifiers be prepared in digitized form.
In der Regel haben kommerzielle Hallsensoren und Verstärker unterschiedliche Grundspannungen und Toleranzen. Um diese Unterschiede auszugleichen, müssen die Magnetfeldsensoren und Verstärker einheitlich abgeglichen (kalibriert) werden. Dazu werden Abgleichpotentiometer R1 (z. B. mit 200 kOhm) verwendet.In usually have commercial Hall sensors and amplifiers different base voltages and tolerances. To these differences compensate, the magnetic field sensors and amplifiers uniformly calibrated (calibrated). These are tuning potentiometers R1 (eg with 200 kOhm) used.
Die
in
Die Hallsensoren H1 mit H2 liegen im selben Messkreis und dies gilt auch für H3 mit H4, H5 mit H6 und H7 mit H8.The Hall sensors H1 with H2 are in the same measuring circuit and this applies also for H3 with H4, H5 with H6 and H7 with H8.
Die Hallsensoren H1, H3, H5, H7 befinden sich in derselben Magnetfeldrichtung (austretendes bzw. eintretendes Magnetfeld) und die Hallsensoren H2, H4, H6 und H8 befinden sich in der entgegengesetzten Magnetfeldrichtung.The Hall sensors H1, H3, H5, H7 are in the same magnetic field direction (exiting or entering magnetic field) and the Hall sensors H2, H4, H6 and H8 are in the opposite magnetic field direction.
Nach der Ermittlung der Werte in einem Messpfad wird das Signal auf ein weiteres Potentiometer (R2) geleitet und erneut kalibriert und weiter auf einem Differenzialverstärker (S3) geleitet.To When the values in a measuring path are determined, the signal is switched to passed another potentiometer (R2) and recalibrated and continued on a differential amplifier (S3) passed.
In diesem Schritt werden die Unterschiede der Verstärkungsfaktoren der Operationsverstärker (S-Reihen) kompensiert und die Werte vergleichbar gemacht.In this step will be the differences in the gain factors the operational amplifier (S rows) compensates and the Values made comparable.
Die Messkreise werden mit dem Potentiometer R2 zueinander kalibriert und die Differenzen der zu messenden Kreise werden durch Differenzialverstärker S3 ermittelt als Potenzialunterschied zwischen Indikationssignal UM – Masse GRD und U2 – Masse GRD ausgegeben.The Measuring circuits are calibrated to each other with the potentiometer R2 and the differences of the circuits to be measured are by differential amplifiers S3 determined as the potential difference between the indication signal UM - mass GRD and U2 - mass GRD output.
Bei der Messung eines konstanten und homogen Feldes wird durch die Schaltungsanordnung ein Signal mit konstantem Wert ausgegeben. Bei einem Unterschied (Zunahme bzw. Abschwächung) des Feldes ändert sich das austretende Signal proportional zu Änderung des zu messenden Feldes. Die Steilheit der Änderung ist von den Einstellungen der Schaltung und Auslegung abhängig. Die Auswertungsart der Messung ist hier nicht relevant, da sie auf verschiedenen Wegen durchgeführt werden kann.at The measurement of a constant and homogeneous field is determined by the circuit arrangement Signal with constant value output. At a difference (increase or attenuation) of the field changes leaking signal proportional to change in the measured Field. The steepness of the change depends on the settings of the Circuit and design dependent. The evaluation type of Measurement is not relevant here as it is done in different ways can be carried out.
Die
Die Aufbauten werden tabellarisch beschrieben:
- A
- nur ein Magnetfeldsensor ohne Joch und ohne vorgelagerte Keilform; keine Vorzugsrichtung in Bezug auf einen stromführenden Leiter; der Magnetkreis liegt (mit Ausnahme des Magnetfeldsensors) vollständig in Luft;
- B
- zwei Magnetfeldsensoren in Reihe parallel zu einem stromführenden Leiter (ohne Joch und ohne vorgelagerte Keilform)
- C
- zwei Magnetfeldsensoren gegenüber quer zu einem stromführenden Leiter (ohne Joch und ohne vorgelagerte Keilform)
- D
- zwei Magnetfeldsensoren jeweils paarweise gegenüber quer zu einem stromführenden Leiter
- E
- ein Magnetfeldsensor (wie A) mit vorgelagerter Keilform
- F
- zwei Magnetfeldsensoren (wie B) mit vorgelagerten Keilformen
- G
- zwei Magnetfeldsensoren (wie C) mit vorgelagerten Keilformen.
- H
- zwei Magnetfeldsensoren jeweils paarweise (wie D) mit vorgelagerten Keilformen
- I
- zwei Magnetfeldsensoren überbrückt rückseitig mit einem Joch ohne vorgelagerte Keilform
- J
- zwei Magnetfeldsensoren überbrückt rückseitig mit einem Joch mit vorgelagerter Keilform
- K
- zwei Magnetfeldsensoren paarweise und paarweise überbrückt rückseitig mit einem Joch ohne vorgelagerte Keilform
- L
- zwei Magnetfeldsensoren
paarweise und paarweise überbrückt rückseitig
mit einem Joch mit vorgelagerten Keilformen (wie in
4 )
- A
- only a magnetic field sensor without yoke and without upstream wedge shape; no preferred direction with respect to a current-carrying conductor; the magnetic circuit is completely in air (except for the magnetic field sensor);
- B
- Two magnetic field sensors in series parallel to a live conductor (without yoke and without upstream wedge shape)
- C
- Two magnetic field sensors opposite to a current-carrying conductor (without yoke and without upstream wedge shape)
- D
- two magnetic field sensors in pairs opposite each other across a current-carrying conductor
- e
- a magnetic field sensor (like A) with an upstream wedge shape
- F
- two magnetic field sensors (like B) with upstream wedge shapes
- G
- two magnetic field sensors (like C) with upstream wedge shapes.
- H
- two magnetic field sensors in pairs (like D) with upstream wedge shapes
- I
- Two magnetic field sensors bridge the back with a yoke without an upstream wedge shape
- J
- Two magnetic field sensors bridge the back with a yoke with an upstream wedge shape
- K
- two magnetic field sensors in pairs and in pairs bridged at the back with a yoke without an upstream wedge shape
- L
- two magnetic field sensors in pairs and in pairs bridged at the back with a yoke with upstream wedge shapes (as in
4 )
- 10 (a, b, c, d) 10'a10 (a, b, c, d) 10'a
- erste Schenkelfirst leg
- 10S10S
- Stirnseite der ersten Schenkelfront the first leg
- 12S12S
- Stirnseite der zweiten Schenkelfront the second leg
- 11a ... 11d11a ... 11d
- Stirnseite der ersten Schenkelfront the first leg
- 12 (a, b, c, d) 12'a12 (a, b, c, d) 12'a
- zweite Schenkelsecond leg
- 13a ... 13d13a ... 13d
- Stirnseite der zweiten Schenkelfront the second leg
- 14 (a, b, c, d)14 (a, b, c, d)
- Magnetjocheyokes
- 1515
- Abstand der ersten Schenkel von zweiten Schenkelndistance the first leg of second thighs
- 1616
- Abstand der Schenkel vom zugehörigen Joch (Zwischenraum)distance the leg of the associated yoke (gap)
- 5050
- Blechpaket, ElektroblecheLaminated core electrical sheets
- 5252
- Nutgroove
- 5454
- Leiterladder
- 6060
- Magnetfeldmagnetic field
- 100100
- Mess-AnordnungMeasuring arrangement
- H1 ... H4 ... H8H1 ... H4 ... H8
- Magnetfeldsensor, Hallsensor, HallgeneratorMagnetic field sensor, Hall sensor, Hall generator
- L1-L1L1 L1
- Vorzugsrichtungpreferred direction
- L2-L2L2 L2
- Quererstreckungtransverse extension
- R1, R2R1, R2
- AusgleichpotentiometerAusgleichpotentiometer
- S, S2,S, S2,
- Subtrahierer, OP-Verstärkersubtractor OP amplifier
- GRDGRD
- Massepotentialground potential
- UHUH
- Ausgangsspannung, HallspannungOutput voltage, Hall voltage
- U1 ... U7U1 ... U7
- Differenz der Hallspannungendifference the Hall voltages
- UMAROUND
- Indikationssignalindication signal
- USUS
- Steuerspannungcontrol voltage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - WO 2006048470 A1 [0006] - WO 2006048470 A1 [0006]
- - WO 2004081594 A1 [0007] - WO 2004081594 A1 [0007]
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009020479A DE102009020479A1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | Method for testing conductivity or insulation fault of laminated stack in e.g. squirrel-cage rotor of asynchronous electric motor, involves outputting indication signal when difference of output voltages of sensors exceeds preset value |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102009020479A DE102009020479A1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | Method for testing conductivity or insulation fault of laminated stack in e.g. squirrel-cage rotor of asynchronous electric motor, involves outputting indication signal when difference of output voltages of sensors exceeds preset value |
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Family
ID=42932485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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AT389176B (en) * | 1983-07-07 | 1989-10-25 | Elin Union Ag | MEASURING ARRANGEMENT FOR DETECTING AN IRON |
WO2004081594A1 (en) | 2003-03-12 | 2004-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Laminated core testing device |
WO2006048470A1 (en) | 2004-10-26 | 2006-05-11 | Tsk Electronica Y Electricidad, S.A. | Squirrel-cage asynchronous motor and fault-detection method therefor |
-
2009
- 2009-05-08 DE DE102009020479A patent/DE102009020479A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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WO2004081594A1 (en) | 2003-03-12 | 2004-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Laminated core testing device |
WO2006048470A1 (en) | 2004-10-26 | 2006-05-11 | Tsk Electronica Y Electricidad, S.A. | Squirrel-cage asynchronous motor and fault-detection method therefor |
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