DE102017119029B4

DE102017119029B4 - Method and device for measuring electrotechnical machines with different parameters

Info

Publication number: DE102017119029B4
Application number: DE102017119029.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Betz
Original assignee: DEUTRONIC ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: DEUTRONIC ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2037-08-22
Also published as: DE102017119029A1

Abstract

Verfahren zum Messen elektrotechnischer Maschinen, insbesondere Statoren für Elektromotoren, mit unterschiedlichen Parametern wie Kapazitäten, Widerstände und Induktivitäten sowie Stoßspannungen mit Teilentladungsprüfung, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kabelschuh (38) der Prüflinge (24) ohne Kabelverdrahtung gegen eine Doppelschiene (42) gedrückt wird, wobei die Ansteuerung und Kontaktierung ohne Relais mechanisch erfolgt.Method for measuring electrotechnical machines, in particular stators for electric motors, with different parameters such as capacitances, resistances and inductances as well as impulse voltages with partial discharge test, characterized in that each cable lug (38) of the test objects (24) is pressed against a double rail (42) without cable wiring, whereby the control and contacting takes place mechanically without a relay.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen elektrotechnischer Maschinen mit unterschiedlichen Parametern, insbesondere von Statoren für Elektromotore.The invention relates to a method and a device for measuring electrotechnical machines with different parameters, in particular stators for electric motors.

An Statoren der Automotivbranche müssen unterschiede Messungen für Widerstände (im mOhm-Bereich durch Vierleitertechnik), Induktivitäten, Kapazitäten und Stoßspannungen mit Teilentladungsprüfung durchgeführt werden. Da die Messwerte von Kapazitäten, Widerständen und Induktivitäten teils im µBereich liegen, hingegen die Messungen der Stoß- und Teilentladungsprüfung im kV-Bereich liegen, passen diese Prüfungen physikalisch nicht zusammen.Different measurements for resistances (in the mOhm range using four-wire technology), inductivities, capacitances and surge voltages with partial discharge testing must be carried out on stators in the automotive industry. Since the measured values of capacitances, resistances and inductances are partly in the µ range, whereas the measurements of the surge and partial discharge test are in the kV range, these tests do not physically fit together.

Aus diesem Grund ist es bekannt, entweder eine Umschaltmatrix oder getrennte Aufschaltsysteme zu verwenden.For this reason it is known to use either a switching matrix or separate connection systems.

Durch die Verkabelung einer Umschaltmatrix treten Impulse bis 10.000 V sowie Leitungsinduktivitäten und Kapazitäten im Bereich der Relais auf, die die Stoß- und Teilentladungsprüfung erheblich negativ beeinflussen.The wiring of a switchover matrix results in pulses of up to 10,000 V as well as line inductances and capacitances in the area of the relays, which have a significant negative impact on the surge and partial discharge test.

Getrennte Aufschaltsysteme haben den Nachteil großer Taktzeiten durch das Kontaktieren der Prüflinge zunächst auf Bus 1, danach auf Bus 2.Separate connection systems have the disadvantage of long cycle times due to the contacting of the test objects first on bus 1, then on bus 2.

Aus DE 10 2012 220 798 A1 sind ein Verfahren und ein System zum Stoßtesten für einen Stator mit Stabwicklungen bekannt, bei denen ein kalibrierter Spannungsstoß über leitfähige Anschlüsse in leitfähige Wicklungen des Stators hinein an verschweißte Haarnadeln angelegt wird. Das entsprechende Testsystem kann als Nagelbett ausgebildet sein, das aus einer Testhalterung mit einer Matrix aus federbelasteten Pogo-Nadeln besteht.Out DE 10 2012 220 798 A1 a method and a system for impact testing for a stator with bar windings are known in which a calibrated voltage surge is applied to welded hairpins via conductive connections in conductive windings of the stator. The corresponding test system can be designed as a bed of nails, which consists of a test holder with a matrix of spring-loaded pogo needles.

Gegenstand von DE 36 34 802 A1 ist eine Einrichtung zur selektiven Erfassung eines Erdschlusses im Rotorkreis einer elektrischen Maschine. Hierbei ist in den Sekundärkreis eines Ringkernwandlers ein Relais geschaltet.Subject of DE 36 34 802 A1 is a device for the selective detection of an earth fault in the rotor circuit of an electrical machine. A relay is connected to the secondary circuit of a toroidal core converter.

In DE 12 12 610 A ist eine Einrichtung zum Schnellanschluss elektrischer Geräte auf einem Prüfstand beschrieben und dargestellt, bei der in der Prüfstellung federnd ausgebildete Anschlusskontakte gegen die Anschlussklemmen der Geräte gedrückt werden.In DE 12 12 610 A a device for the quick connection of electrical devices on a test stand is described and shown, in which, in the test position, spring-loaded connection contacts are pressed against the connection terminals of the devices.

Schließlich zeigt DE 846 135 B einen Prüfstand für Elektromotoren mit Prüfbockreihen. Hierbei werden die aus der Fließfertigung der Wickelei ankommenden Motorenständer auf prismenförmige Böcke aufgesetzt und ihre Anschlussenden zwischen federnde Backen von Federklemmen gesteckt.Finally shows DE 846 135 B a test bench for electric motors with rows of test stands. Here, the motor stands arriving from the flow production of the winding plant are placed on prism-shaped brackets and their connection ends are inserted between the springy jaws of spring clips.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung anzugeben, die bei der zur Prüfung der unterschiedlichen Größen alle Prüflinge nur einmal kontaktiert werden müssen.The invention is based on the object of specifying a solution in which all test objects have to be contacted only once in order to test the different sizes.

Wie sich aus den Patentansprüchen ergibt, werden zur Lösung dieses Problems die Litzen mit ihren Kabelschuhen mit einem bestimmten Druck, der eingestellt werden kann, auf eine zweipolige Kupfer- oder Messingleiste gedrückt. An den dachförmig gefrästen Leisten ist der Kontakt mit den Kabelschuhen gleichmäßig groß, so dass kaum Induktivitäten und keinerlei Teilentladungen entstehen. Die Verschaltung erfolgt ohne Relais über voneinander getrennte Zylinder, die mechanisch, elektromechanisch oder pneumatisch angesteuert werden, so dass im Gegensatz zu einem Relais keinerlei Kapazitäten entstehen. Aufgrund der gefrästen Kupfer- oder Messingschienen lassen sich bei Nachbauten absolut reproduzierbare Messergebnisse erzielen. Der Aufbau selbst ist auch bei hohen Spannungen frei von Teilentladungen.As can be seen from the patent claims, to solve this problem, the strands with their cable lugs are pressed onto a two-pole copper or brass strip with a certain pressure that can be adjusted. The contact with the cable lugs on the roof-shaped milled strips is uniform, so that hardly any inductances and no partial discharges occur. The interconnection takes place without relays via separate cylinders, which are controlled mechanically, electromechanically or pneumatically, so that, in contrast to a relay, no capacities arise. Due to the milled copper or brass rails, absolutely reproducible measurement results can be achieved with replicas. The structure itself is free from partial discharges even at high voltages.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen:

1 die perspektivische Darstellung einer Messstation mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
2 die Seitenansicht der Station der 1,
3 die Draufsicht auf die Station der 1 und 2,
4 einen Querschnitt in der Ebene IV-IV der 2,
5 in vergrößerter Darstellung die perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
6 eine nochmals vergrößerte Ansicht der Vorrichtung der 5 und
7 die schematische Darstellung einer Doppelschiene mit Andruckstempel.

The invention is explained below using an exemplary embodiment which is shown in the drawing. In this show:

1 the perspective view of a measuring station with a device according to the invention,
2 the side view of the station of the 1 ,
3 the top view of the station of the 1 and 2 ,
4th a cross-section in the plane IV-IV of 2 ,
5 an enlarged view of the perspective view of the device according to the invention,
6th a further enlarged view of the device of 5 and
7th the schematic representation of a double rail with pressure stamp.

Wie die 1 bis 4 zeigen, hat die Messstation 10 ein schrankförmiges Gehäuse 12 mit einer Schiebetür 14, in dem eine Vorrichtung 16 gemäß der Erfindung zum Messen elektrotechnischer Maschinen untergebracht ist. Das Gehäuse 12 hat an einer Seite einen Einlauftunnel 18 und auf der gegenüberliegenden Seite einen Auslauftunnel 20 und wird von einer Förderbahn 22 durchquert, auf der die Prüflinge, hier Statoren 24 für Elektromotoren, in die Vorrichtung 16 gelangen und nach der Messung der Parameter wieder abgegeben werden.As the 1 to 4th show has the measuring station 10 a cabinet-shaped housing 12th with a sliding door 14th in which a device 16 is housed according to the invention for measuring electrical machines. The case 12th has an inlet tunnel on one side 18th and on the opposite side an outlet tunnel 20th and is from a conveyor belt 22nd crossed on which the test objects, here stators 24 for electric motors, in the device 16 and released again after the parameters have been measured.

Wie 3 zeigt, ist an der Rückseite des Gehäuses 12 ein Schaltschrank 26 mit einer Doppeltür 28 vorgesehen. An einer Seite des Gehäuses 12 ist ein Monitor 30 mit einer Bedienkonsole 32 angebracht.As 3 shows is on the back of the case 12th a control cabinet 26th with a double door 28 intended. On one side of the case 12th is a monitor 30th with a control console 32 appropriate.

Die in den 5 und 6 vergrößert dargestellte Vorrichtung 16 gemäß der Erfindung dient zum Messen der eingangs erläuterten Parameter der Statoren 24. Diese werden auf der Förderbahn 22 mittels eines Greifarms 34 erfasst, der einen quer zur Förderbahn 22 verschiebbaren Rechen 36 aufweist, welcher die drei Drehstrom-Kabelschuhe 38 (vgl. 2 und 7) des Stators 24 in den Messbereich 40 führen und dort halten, so dass jeder Kabelschuh 38 über einer Doppelschiene 42 positioniert wird, über der sich ein Ansteuerzylinder 44 befindet, der vertikal verschiebbar ist. Jedem Ansteuerzylinder 44 ist eine Doppelschiene 42 zugeordnet, die aus zwei parallelen, gefrästen Kupferleisten 46 mit dachförmigem Querschnitt besteht (vgl. 7).The ones in the 5 and 6th device shown enlarged 16 according to the invention is used to measure the parameters of the stators explained at the beginning 24 . These are on the conveyor track 22nd by means of a gripper arm 34 that one across the conveyor track 22nd movable rake 36 has, which the three three-phase cable lugs 38 (see. 2 and 7th ) of the stator 24 in the measuring range 40 lead and hold there so that each lug 38 over a double rail 42 is positioned, over which a control cylinder 44 which can be moved vertically. Every control cylinder 44 is a double rail 42 assigned, consisting of two parallel, milled copper strips 46 with a roof-shaped cross-section (cf. 7th ).

Von jedem Ansteuerzylinder 44 steht mittig eine Spitze 48 ab, die beim Niederdrücken in den darunterliegenden Ringkabelschuh 38 eingreift und diesen dabei gegen die dachförmige Oberseite der beiden Kupferleisten 46 drückt. Durch diese Geometrie wird erreicht, dass der Ringkabelschuh 38 bei entsprechendem Druck satt auf den Doppelschienen 42 anliegt, so dass keine Teilentladungen oder Kapazitäten entstehen können.From every control cylinder 44 there is a point in the middle 48 which when pressed down into the ring cable lug below 38 engages and this against the roof-shaped top of the two copper strips 46 presses. This geometry ensures that the ring cable lug 38 if the pressure is right, you can sit down on the double rails 42 is applied so that no partial discharges or capacities can arise.

Insbesondere die 5 und 6 zeigen, dass die Doppelschienen 42 mit durch Federdruck belasteten Kontaktiernadeln 50 mit federnden Verschaltungszylindern 52 ausgerüstet sind, die den Kontakt zu dem jeweils gewünschten Messgerät herstellen, an dem der zugehörige Messparameter ermittelt wird. Mit dieser Lösung sind keine Relais erforderlich.especially the 5 and 6th show that the double rails 42 with contact needles loaded by spring pressure 50 with resilient connection cylinders 52 that establish contact with the respective desired measuring device on which the associated measuring parameter is determined. With this solution, no relays are required.

Claims

Method for measuring electrotechnical machines, in particular stators for electric motors, with different parameters such as capacitances, resistances and inductances as well as surge voltages with partial discharge test, characterized in that each cable lug (38) of the test objects (24) is pressed against a double rail (42) without cable wiring, whereby the control and contacting takes place mechanically without a relay.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that each test item (24) is contacted only once to test all parameters.

Device for measuring electrotechnical machines, in particular stators with cable lugs for electric motors, with different parameters such as capacitances, resistances and inductances as well as impulse voltages with partial discharge test, characterized in that for simultaneous, relay-free pressing of the cable lugs (38) of a test object (24), a mechanical or pneumatic controllable cylinder (44) is provided which presses the respective ring cable lug (38) against a double rail (42) in such a way that a tip (48) protruding in the middle from the cylinder (44) engages in the ring cable lug (38), which extends onto the supports both the double rail (42) forming strips (46) with a roof-shaped cross section.

Device according to Claim 3 , characterized in that the double rails (42) consist of milled copper strips (46).

Device according to Claim 3 or 4th , characterized in that the contact pressure for each cylinder (44) is adjustable.

Device according to one of the Claims 3 to 5 , characterized in that the double rails (42) are equipped with spring-loaded contact needles (50) to which connection cylinders (52) are assigned to control the desired measuring device.

Device according to one of the Claims 3 to 6th , characterized in that a horizontally displaceable rake guide (36) is provided for the simultaneous gripping and holding of the ring cable lugs (38).