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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Lackimprägnierungszustands
einer Kernbaugruppe mit einer Spule und einem Motorkern, die mit
Lack imprägniert
ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
einem Vorgang zur Herstellung eines Motors wird eine Spule, die
durch Wickeln eines Magnetdrahtes über ein Isolierpapier gebildet
wird, in einen Schlitz eines Motorkerns, der durch ein Zusammenschichten
elektromagnetischer Stahlplatten gebildet wird, eingefügt und angeordnet.
Als nächstes wird
in einem Lackimprägnierungsvorgang
ein Lack, der die Form eines flüssigen
wärmehärtbaren
Harzes annimmt, auf einen Spulenendabschnitt getropft, der einen
Teil der Spule bildet, der aus einer axialen Endoberfläche des
Motorkerns herausragt, wobei unter Verwendung der Kapillarwirkung
des Lackes die Innenseite bzw. der Innenraum des Schlitzes des Motorkerns
mit dem Lack gefüllt
wird. Die Spule und der Motorkern werden dann einer Erwärmung oder
dergleichen unterzogen, um den Lack auszuhärten, wobei somit die Kernbaugruppe
hergestellt ist.
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Ein
Verfahren zum Ausführen
der Lacktropfimprägnierung
auf diese Art und Weise ist bspw. in der Patentdruckschrift 1 offenbart.
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Durch
Füllen
des Schlitzinnenraums mit Lack werden durch den Lack die Spulen
aneinander fixiert, die Spule und das Isolierpapier werden aneinander
fixiert und das Isolierpapier und der Motorkern werden aneinander
fixiert. Als Ergebnis wird eine Isolationsbeschichtung auf dem Magnetdraht
vor einen durch eine elektromagnetische Schwingung während einer
Stromversorgung der Spule verursachten Bruch usw. geschützt. Außerdem verbessert
der Lack die Wärmeabstrahleigenschaft
des Motorkerns, unterstützt
die Isolierfunktion usw.
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Im Übrigen wird
die Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der der Lack in den Schlitz des
Motorkerns gefüllt
wird, (das Imprägnierungsverhältnis) stabilisiert,
indem die Lacktropfmenge bzw. Lacktropfgröße usw. gesteuert wird. Lack
kann jedoch von der Spule heruntertropfen und an der axialen Endoberfläche des
Motorkerns usw. anhaften, wobei es folglich unmöglich ist, die Lackmenge, die
tatsächlich
in den Schlitz gefüllt
worden ist, (das Imprägnierungsverhältnis) einfach
durch ein Steuern der Lacktropfmenge zu bestätigen.
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Folglich
wird zur Bestätigung
des Lackimprägnierungsverhältnisses
eine ein Probestück
zerstörende
Prüfung
ausgeführt.
In dieser ein Probestück zerstörende Prüfung wird
eine Kernbaugruppe aus einer Massenproduktion zufällig ausgewählt, die Kernbaugruppe
wird in einer zu der axialen Richtung des Motorkerns orthogonalen
Richtung aufgeschnitten und das Lackimprägnierungsverhältnis wird
bestimmt, indem der Oberflächenbereich
des Spalts bzw. der Lücke
in dem Schlitz auf der Schnittoberfläche unter Verwendung einer
Bildverarbeitung bestimmt wird.
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Wenn
jedoch die vorstehend beschriebene ein Probestück zerstörende Prüfung ausgeführt wird, um das Lackimprägnierungsverhältnis zu
prüfen, muss
die Kernbaugruppe, bei der die Prüfung ausgeführt wird, entsorgt werden.
Des Weiteren wird in der Prüfung
die Kernbaugruppe aufgeschnitten, wobei folglich ein großer Zeitbetrag
für die
Prüfung
erforderlich ist.
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Ebenso
ist es, wenn eine Kernbaugruppe in Massen produziert wird, unmöglich, alle
Kernbaugruppen unter Verwendung der ein Probestück zerstörende Prüfung zu prüfen, wobei dieses Verfahren somit
für eine
Verbesserung der Prüfgenauigkeit
des Lackimprägnierungsverhältnisses
unzureichend ist.
- Patentdruckschrift 1: Japanische Patentveröffentlichung
Nr. JP-A-2003-189523
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Durch
die Erfindung zu lösende
Aufgabe Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehend
beschriebenen Schwierigkeiten des Standes der Technik entworfen
worden, und es ist eine zugehörige
Aufgabe, ein Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
bereitzustellen, mit dem der Lackimprägnierungszustand unter Verwendung
einer zerstörungsfreien
Prüfung
geprüft
werden kann und die Genauigkeit der Lackimprägnierungszustandsprüfung verbessert
werden kann.
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Mittel zur Lösung der
Aufgabe
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
zur Bestimmung eines Lackimprägnierungszustands
einer Kernbaugruppe, die durch Anordnen einer Spule in einem Schlitz
eines Motorkerns und durch Imprägnieren
der Spule und des Innenraums des Schlitzes mit einem Lack gebildet
wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wechselspannung zwischen
den Motorkern und die Spule angelegt wird, um tan δ zu bestimmen,
der als ein dielektrischer Verlustfaktor dient, und wenn der Wert
von tan δ kleiner oder
gleich einem vorbestimmten Bezugswert für einen fehlerfreien Artikel
ist, wird der Lackimprägnierungszustand
der Kernbaugruppe als normal bestimmt.
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In
dem Lackimprägnierungszustandbestimmungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind eine Isolationsbeschichtung auf der Oberfläche der
Spule, der Lack, Isolierpapier, Luft usw. zwischen dem Motorkern
und der Spule in der Kernbaugruppe vorhanden, wobei folglich der
Lackimprägnierungszustand
der Kernbaugruppe bestimmt wird, indem der dielektrische Verlustfaktor
(dielektrische Verlust) gemessen wird, der erzeugt wird, wenn eine
Wechselspannung zwischen den Motorkern und die Spule angelegt wird.
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Im Übrigen nimmt,
wenn das Lackfüllverhältnis (Imprägnierungsverhältnis) des
Innenraums des Schlitzes in dem Motorkern klein ist, der Anteil
des Spaltes bzw. der Lücke
(der Luftanteil) in dem Schlitz zu, und wenn das Lackfüllverhältnis des
Innenraums des Schlitzes in dem Motorkern groß ist, nimmt der Lackanteil
des Innenraums des Schlitzes zu. Der Wert von tan δ, der als
der dielektrische Verlustfaktor dient, variiert unter dem Einfluss
des Verhältnisses zwischen
dem Lackanteil und dem Luftanteil in dem Schlitz des Motorkerns.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein zerstörender
Test oder dergleichen im Vorfeld bei einer Vielzahl von Kernbaugruppen
mit unterschiedlichen Lacktropfmengen ausgeführt, um den Lackimprägnierungszustand
jeder Kernbaugruppe zu messen und den Wert von tan δ zu bestimmen,
wenn eine Wechselspannung an jede Kernbaugruppe angelegt wird. Der
Wert von tan δ,
wenn der Lackimprägnierungszustand
normal ist, wird im Vorfeld als der Bezugswert für einen fehlerfreien Artikel
bzw. ein fehlerfreies Produkt definiert.
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Die
Kernbaugruppe wird dann hergestellt, wobei zur Bestimmung der Qualität des Lackimprägnierungszustands
in der Realität
der Wert von tan δ bei
einem Anlegen einer Wechselspannung an die Kernbaugruppe gemessen
wird.
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Anders
ausgedrückt
wird, wenn der tan-δ-Wert
der hergestellten Kernbaugruppe kleiner oder gleich dem Bezugswert
für einen
fehlerfreien Artikel ist, der Lackimprägnierungszustand der Kernbaugruppe
als normal bestimmt, und wenn der tan-δ-Wert den Bezugswert für den fehlerfreien
Artikel überschreitet,
wird der Lackimprägnierungszustand
der Kernbaugruppe als anormal bestimmt.
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Folglich
besteht, wenn das Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, kein Erfordernis, eine ein Probestück zerstörende Prüfung zum
Prüfen
des Lackimprägnierungszustands
der Kernbaugruppe auszuführen,
wobei statt dessen eine zerstörungsfreie
Prüfung
ausgeführt werden
kann. Folglich besteht kein Erfordernis, die Kernbaugruppe während des
Herstellungsvorgangs der Kernbaugruppe aufzubrechen, und außerdem kann
die zum Prüfen
des Lackimprägnierungszustands
erforderliche Zeit verkürzt
werden.
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Des
Weiteren kann gemäß der vorliegenden Erfindung
der Lackimprägnierungszustand
unter Verwendung einer zerstörungsfreien
Prüfung
geprüft werden,
wobei folglich alle Kernbaugruppen während einer Massenproduktion
der Kernbaugruppe geprüft werden
können.
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Somit
kann gemäß dem Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
der vorliegenden Erfindung eine zerstörungsfreie Prüfung ausgeführt werden,
um den Lackimprägnierungszustand
zu prüfen,
wobei die Genauigkeit, mit der der Lackimprägnierungszustand geprüft wird, verbessert
werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 zeigt
eine beschreibende Schnittdarstellung, die eine Kernbaugruppe zeigt,
die einer Lackimprägnierung
unterzogen wird, wenn sie von einer orthogonalen Richtung zu einer
axialen Richtung betrachtet wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt
eine beschreibende Schnittdarstellung der Kernbaugruppe, die einem
Anlegen einer Wechselspannung unterzogen wird, wenn sie von der
axialen Richtung betrachtet wird, gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
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3 zeigt
eine beschreibende Darstellung, die in einem Musterdiagramm die
Kernbaugruppe, die einem Anlegen einer Wechselspannung unterzogen
wird, gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
zeigt.
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4 zeigt
eine beschreibende Schnittdarstellung, die zur Beschreibung eines
mit Lack imprägnierbaren
Spalts in der Kernbaugruppe vor einer Lackimprägnierung verwendet wird, gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
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5 zeigt
eine beschreibende Schnittdarstellung, die zur Beschreibung eines
Lackimprägnierungsverhältnisses
der Kernbaugruppe nach einer Lackimprägnierung verwendet wird, gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
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6 zeigt
eine beschreibende Darstellung, die in einem Musterdiagramm einen
Zustand zeigt, bei dem eine Wechselspannung an ein Dielektrikum angelegt
wird, gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.
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7 zeigt
eine beschreibende Darstellung, die zur Beschreibung eines in dem
Dielektrikum auftretenden dielektrischen Verlustes verwendet wird, gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.
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8 zeigt
eine beschreibende Darstellung, die eine Ersatzschaltung des Dielektrikums
zeigt, gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.
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9 zeigt
einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Lackimprägnierungsverhältnis und
tan δ zeigt,
wobei das erstere auf der Abzisse und das letztere auf der Ordinate
verwendet wird, gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.
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10 zeigt
einen Graphen, der einen zu einem Kondensator fließenden Strom
und einen zu einem Widerstand fließenden Strom zeigt, wobei das Lackimprägnierungsverhältnis auf
der Abszisse und der Stromwert auf der Ordinate verwendet wird,
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend beschrieben.
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In
der vorliegenden Erfindung wird das Verhältnis zwischen dem Lackimprägnierungsverhältnis, das
die Menge bzw. Größe eines
imprägnierten Lacks
bezüglich
eines mit Lack imprägnierbaren Spalts
in dem Schlitz des Motorkerns ist, und tan δ im Vorfeld bestimmt, und wenn
der Wert von tan δ kleiner
oder gleich einem vorbestimmten Bezugswert für einen fehlerfreien Artikel
bzw. ein fehlerfreies Produkt ist, wird bestimmt, dass das Lackimprägnierungsverhältnis größer oder
gleich einem vorbestimmten Wert ist.
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In
diesem Fall kann, wenn der Wert von tan δ kleiner oder gleich dem Bezugswert
für einen
fehlerfreien Artikel ist, die Tatsache, dass der Schlitz in dem
Motorkern der Kernbaugruppe in geeigneter Weise mit dem Lack imprägniert worden
ist, auf einfache Weise bestätigt
werden. Ferner kann, indem der Wert von tan δ in der Kernbaugruppe bestimmt wird,
der Wert des Lackimprägnierungsverhältnisses in
dem Schlitz des Motorkerns der Kernbaugruppe gelernt werden.
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Es
ist anzumerken, dass der vorstehend genannte mit Lack imprägnierbare
Spalt als ein Spalt bzw. eine Lücke
(ein Hohlraum) bestimmt werden kann, der in dem Schlitz des Motorkerns
erzeugt wird, wenn Einfügelemente,
wie bspw. eine isolationsbeschichtete Spule und ein Isolierpapier,
in dem Schlitz angeordnet werden. Das Lackimprägnierungsverhältnis kann
als die Menge bzw. Größe von eingefülltem Lack
bezüglich
der Größe des Spalts bestimmt
werden.
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Ferner
kann der Wert des Lackimprägnierungsverhältnisses
als die Lackimprägnierungsgröße in einer
axialen Mittelposition des Motorkerns bestimmt werden.
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Während eines
Tropfimprägnierens
des Lackes wird Lack auf Spulenendabschnitte getropft, die jeweils
von den zwei axialen Endoberflächen
des Motorkerns herausragen, wobei unter Verwendung der Kapillarwirkung
des Lackes der Lack in den Schlitz des Motorkerns eingefüllt wird.
Es wird dann angenommen, dass das Lackimprägnierungsverhältnis einen
zugehörigen
kleinsten (schlechtesten) Wert in der axialen Mittelposition des
Motorkerns annimmt.
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Somit
kann in Bezug auf die Beziehung zwischen dem Lackimprägnierungsverhältnis und
tan δ durch
Bestimmen des Werts des Lackimprägnierungsverhältnisses
als die Lackimprägnierungsgröße (Füllgröße bzw.
Füllmenge)
in der axialen Mittelposition des Motorkerns bestätigt werden,
dass das Lackimprägnierungsverhältnis in
der für
den Lack zum Imprägnieren
schwierigsten Position der Kernbaugruppe einen vorbestimmten Wert
erreicht oder überschritten
hat, wenn der Wert von tan δ in
der hergestellten Kernbaugruppe kleiner oder gleich dem vorstehend
genannten Bezugswert für
einen fehlerfreien Artikel ist.
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Ausführungsbeispiel
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Nachstehend
ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Wie
es in den 1 und 2 gezeigt
ist, wird in dem Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel die
Qualität
des Lackimprägnierungszustands
einer Kernbaugruppe 1, die durch Anordnen eines Isolierpapiers 31 und
einer Spule 4 in einem Schlitz 21 eines Motorkerns 2 und
durch Imprägnieren
der Spule 4 und des Innenraums des Schlitzes 21 mit
Lack gebildet wird, unter Verwendung einer zerstörungsfreien Prüfung bestimmt.
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Genauer
gesagt wird, wie es in 2 gezeigt ist, in dem Bestimmungsverfahren
gemäß diesem Ausführungsbeispiel
tan δ, der
der dielektrische Verlustfaktor der Kernbaugruppe 1 ist,
durch Anlegen einer Wechselspannung E an die Kernbaugruppe 1 zwischen
den Motorkern 2 und die Spule 4 bestimmt. Wie
es in 9 gezeigt ist, wird bestimmt, dass der Lackimprägnierungszustand
der Kernbaugruppe 1 normal ist, wenn der Wert von tan δ kleiner
oder gleich einem vorbestimmten Bezugswert für einen fehlerfreien Artikel
ist.
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Das
Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist
nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 ausführlich beschrieben.
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Wie
es in den 3 und 5 gezeigt
ist, wird in dem Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
gemäß diesem Ausführungsbeispiel der
Lackimprägnierungszustand
der Kernbaugruppe 1 bestimmt, indem der dielektrische Verlustfaktor
(dielektrische Verlust) gemessen wird, der in der Kernbaugruppe 1 auf
Grund des Vorhandenseins einer Isolationsbeschichtung 411 auf
einem Magnetdraht 41, der die Spule 4 bildet,
eines Lacks 5, eines Isolierpapiers 31, von Luft 50 usw.
zwischen dem Motorkern 2 und der Spule 4 auftritt,
wenn die Wechselspannung E zwischen den Motorkern 2 und
die Spule 4 angelegt wird.
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Der
Motorkern 2, der gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
hergestellt wird, ist ein Statorkern 2 für einen
Drei-Phasen-Motor,
und die Spule 4, die in den Statorkern 2 eingefügt und angeordnet
wird, ist eine Drei-Phasen-Spule 4 mit einer U-Phase, einer V-Phase
und einer W-Phase. Jede Spule 4 wird durch Wickeln des
isolationsummantelten Magnetdrahtes 41 gebildet.
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Zur
Herstellung der Kernbaugruppe 1 wird zuerst das Isolierpapier 31 in
dem Schlitz 21 des Statorkerns 2 angeordnet, dann
wird die Spule 4 eingefügt
und bei der Innenseite des Isolierpapiers 31 angeordnet,
und dann wird ein Keil 32, der durch wärmehärtbares Harz oder dergleichen
gebildet ist, in einen Öffnungsabschnitt
des Schlitzes 21 eingefügt und
angeordnet.
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Als
nächstes
wird, wie es in 1 gezeigt ist, der Lack 5,
der ein flüssiges
wärmehärtbares
Harz ist, auf einen Spulenendabschnitt 42, der aus jeder axialen
Endoberfläche 22 des
Statorkerns 2 herausragt, getropft, woraufhin die Spule 4 und
der Innenraum des Schlitzes 21 mit dem Lack 5 unter
Verwendung der Kapillarwirkung des Lacks 5 imprägniert werden.
Der aufgetropfte Lack 5 wird dann durch ein Versorgen der
Spule 4 mit Strom, so dass die Spule 4 und der
Statorkern 2 erwärmt
werden, ausgehärtet, wobei somit
die Kernbaugruppe 1 hergestellt ist. Es ist anzumerken,
dass der Lack durch ein Auflösen von
wärmehärtbarem
Harz in einem Lösungsmittel gebildet
wird, wobei bei einem Erwärmen
ein Teil des Lösungsmittels
verdampft und ein Katalysator in dem Lack eine Radikalen-Reaktion erzeugt.
Als Ergebnis härtet
das wärmehärtbare Harz
aus.
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Des
Weiteren kann, wenn die Spule 4 und der Statorkern 2 erwärmt werden,
in der Kernbaugruppe 1 beinhaltete Feuchtigkeit verdampft
werden.
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In
dem Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel wird
die Kernbaugruppe 1 als ein Dielektrikum 10 behandelt,
wobei eine tan-δ-Prüfeinrichtung
zum Messen des tan δ,
der als der dielektrische Verlust (dielektrische Verlustfaktor)
des Dielektrikums 10 dient, verwendet wird.
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Der
tan δ wird
unter Verwendung der Tatsache berechnet, dass bei einem Anlegen
der Wechselspannung E mit einer Frequenz f an das Dielektrikum 10,
wie es in 6 gezeigt ist, die Phase eines
zu dem Dielektrikum 10 fließenden Stroms I um 90° bezüglich der
in dem Dielektrikum 10 erzeugten Spannung voreilt, wenn
in dem Dielektrikum 10 kein dielektrischer Verlust vorhanden
ist, wie es in 7 gezeigt ist, wohingegen eine
Verzögerung
von δ° in der Phase
des zu dem Dielektrikums 10 fließenden Stromes I auftritt,
wenn in dem Dielektrikum 10 ein dielektrischer Verlust
auftritt.
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Ferner
kann, wie es in 8 gezeigt ist, das Dielektrikum 10 durch
eine Ersatzschaltung verwirklicht werden, in der ein Widerstand
mit einem Widerstandswert R und ein Kondensator mit einer Kapazität C zu einer
Spannungsquelle 6 der Wechselspannung E in Reihe geschaltet
sind. Wenn ein zu dem Widerstand fließender Strom Ir ist und ein
zu dem Kondensator fließender
Strom Ic ist, kann der tan δ aus
tan δ =
Ir/Ic = 1/(2πfCR)
bestimmt werden.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird eine Vielzahl von Kernbaugruppen 1 mit unterschiedlichen
Lacktropfmengen bzw. Lacktropfgrößen (Anhaftungsgrößen) des
Lacks 5 hergestellt, wobei die Imprägnierungsgröße des Lacks 5 in
einer axialen Mittelposition 23 (siehe 1)
des Statorkerns 2 in jeder Kernbaugruppe 1 als
ein Lackimprägnierungsverhältnis X
bestimmt wird. Im Nachgang zu der Lackimprägnierung wird die axiale Mittelposition 23 des Statorkerns 2 in
der Kernbaugruppe 1 aufgeschnitten und das Lackimprägnierungsverhältnis X
wird als die Imprägnierungsgröße des Lacks 5 auf
der Schnittoberfläche
bezüglich
eines mit Lack imprägnierbaren Spalts
K (siehe 4) in dem Schlitz 21 des
Statorkerns 2 bestimmt.
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Es
ist anzumerken, dass die axiale Mittelposition 23 des Statorkerns 2 die
Position ist, die am Weitesten von einem Paar von Spulenendabschnitten 42 entfernt
ist, die aus den axialen Endoberflächen 22 des Statorkerns 2 herausragen,
wobei sie folglich als die Position betrachtet wird, bei der die Lackimprägnierung
am Schwierigsten ist. Somit wird angenommen, dass durch Messen des
Lackimprägnierungsverhältnisses
X in der axialen Mittelposition 23 des Statorkerns 2 der
minimale Wert des Lackimprägnierungsverhältnisses
X in der Kernbaugruppe 1 gemessen werden kann.
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Genauer
gesagt wird der mit Lack imprägnierbare
Spalt K als der Oberflächenbereich
des Spalts berechnet, der in dem Schlitz 21 bei dem Querschnitt
der axialen Mittelposition 23 des Statorkerns 2 in
der Kernbaugruppe 1 vor einer Lackimprägnierung gebildet ist. Anders
ausgedrückt
wird, wie es in 4 gezeigt ist, der mit Lack
imprägnierbare Spalt
K als ein Oberflächenbereich
K (K = A – B)
des Querschnitts der axialen Mittelposition 23 des Statorkerns 2 in
der Kernbaugruppe 1 vor einer Lackimprägnierung berechnet, wenn die
Spule 4 (die Vielzahl von isolationsbeschichteten Magnetdrähten 41),
das Isolierpapier 31 und der Keil 32 in dem Schlitz 21 des Statorkerns 2 angeordnet
sind, wobei dieser Oberflächenbereich
K erhalten wird, indem ein Oberflächenbereich B, der durch die
Spule 4 eingenommen wird, von einem Oberflächenbereich
A eines Raums, der durch das Isolierpapier 31 und den Keil 32 umgeben ist,
subtrahiert wird.
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Der
Oberflächenbereich
K vor einer Lackimprägnierung
kann aus Entwurfswerten, wie bspw. dem Oberflächenbereich des Schlitzes 21,
dem Außendurchmesser
und der Anzahl der Magnetdrähte 41,
der Dicke des Isolierpapiers 31 und der Position des Keils 32 berechnet
werden.
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Ferner
wird, nachdem die Kernbaugruppe 1 mit dem Lack 5 imprägniert worden
ist, ein Hohlraum 50, der nicht mit dem Lack 5 gefüllt ist,
in dem Schlitz 21 des Statorkerns ausgebildet, solange
der Lack 5 nicht vollständig
in den Schlitz 21 eingefüllt ist.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, wird bei einer Bestimmung des Lackimprägnierungsverhältnisses
X die axiale Mittelposition 23 des Statorkerns 2 in
der lackimprägnierten
Kernbaugruppe 1 aufgeschnitten, und eine Bildverarbeitung
wird bei der Schnittoberfläche
ausgeführt,
um einen Oberflächenbereich
L des unbefüllten
Hohlraums 50 zu berechnen. Das Lackimprägnierungsverhältnis X
wird aus X = (K-L)/K × 100%
bestimmt, wobei K-L der durch den Lack 5 eingenommene Oberflächenbereich
bezüglich
des mit Lack imprägnierbaren
Spalts K ist.
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Ferner
wird vor einem Aufschneiden der Kernbaugruppen 1 mit unterschiedlichen
Lacktropfmengen bzw. Lacktropfgrößen der
tan δ jeder
Kernbaugruppe 1 gemessen. Wie es in 2 gezeigt
ist, wird der tan δ aus
tan δ =
1/(2πfCR) × 100% bestimmt,
indem die Wechselspannung E mit der Frequenz f zwischen den Statorkern 2 und
die Spule 4 (wobei ein Leitungsanschlussabschnitt als ein
Endabschnitt einer Wicklung dient) in der Kernbaugruppe 1 angelegt
wird und die Kapazität
C der Kernbaugruppe 1 sowie der Widerstandswert R der Kernbaugruppe 1 gemessen
werden.
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3 zeigt
eine Zeichnung, die in einem Musterdiagramm einen Zustand zeigt,
bei dem die Wechselspannung E zwischen den Statorkern 2 und die
Spule 4 (den Magnetdraht 41) angelegt ist. Wie es
in der Zeichnung gezeigt ist, sind die Isolationsbeschichtung 411 auf
dem Magnetdraht 41, der Lack 5, das Isolierpapier 31 und
der Hohlraum 50 zwischen dem Statorkern 2 und
der Spule 4 vorhanden. Somit kann der tan δ gemessen
werden, indem die Wechselspannung E, die eine Coronaentladung erzeugt, zwischen
den Stator 2 und die Spule 4 angelegt wird.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, ist in der Kernbaugruppe 1 der
Raum zwischen dem Statorkern 2 und der Spule 4 durch
die Isolationsbeschichtung 411 auf dem Magnetdraht 41,
der die Spule 4 bildet, den Lack 5, das Isolierpapier 31 usw.
isoliert. Dementsprechend wird der Spannungswert der Wechselspannung
E auf oder über
den Spannungswert eingestellt, bei dem eine Coronaentladung in der
Kernbaugruppe 1 erzeugt wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist die Coronaentladung bei einem Anlegen einer Wechselspannung
E von 1,1 bis 1,4 kV oder mehr erzeugt worden. Somit ist aus Toleranzgründen eine
Wechselspannung I von 1,6 kV an die Kernbaugruppe 1 angelegt
worden. Ferner ist die Frequenz f der Wechselspannung E auf 60 Hz
eingestellt worden.
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Es
ist anzumerken, dass die Kernbaugruppe 1 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ein Statorkern 2 für
einen Drei-Phasen-Motor
ist und die Wechselspannung E zwischen den Leitungsanschlussabschnitt
der Drei-Phasen-Spule 4 und den Statorkern 2 angelegt
worden ist.
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In 9 sind
Ergebnisse gezeigt, die durch Messen des tan δ der jeweiligen Kernbaugruppen 1 mit
unterschiedlichen Lacktropfgrößen des
Lacks 5 erhalten werden. Wie es in der Zeichnung gezeigt
ist, sind der Wert des Lackimprägnierungsverhältnisses X
(%) und der Wert des tan δ (%)
in einen Graphen einzeichnet worden und eine Regressionsanalyse
ist ausgeführt
worden, um eine Beziehungslinie S zwischen dem Lackimprägnierungsverhältnis X
und dem tan δ zu
erhalten. Es ist aus der Beziehungslinie S ersichtlich, das bei
einer Zunahme des Lackimprägnierungsverhältnisses
X der Kernbaugruppe 1 der Wert des tan δ abnimmt.
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Des
Weiteren wird gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die Beziehungslinie S als eine Beziehungsabbildung zwischen dem
Lackimprägnierungsverhältnis X
und dem tan δ verwendet,
wobei durch Messen des tan δ der
Kernbaugruppe 1 nach einer Lackimprägnierung und durch Abschätzen des
Lackimprägnierungsverhältnisses
X der Kernbaugruppe 1 hiervon die Qualität des Lackimprägnierungszustands
der Kernbaugruppe 1 bestimmt wird.
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Es
ist anzumerken, dass bei einer Zunahme des Anteils des Lacks 5 die
dielektrische Leitfähigkeit bzw.
Permittivität des
Lacks 5 größer wird
als die dielektrische Leitfähigkeit
bzw. Permittivität
der Luft 50 (wenn die die dielektrische Leitfähigkeit
bzw. Permittivität
der Luft 50 1 ist, ist die die dielektrische Leitfähigkeit
bzw. Permittivität
des Lacks 5 näherungsweise
3 bis 4), wobei es folglich einfacher wird, einen Strom durch den
Lack 5 als durch die Luft 50 hindurchzuführen. Somit
könnte
angenommen werden, dass bei Zunahme des Anteils des Lacks 5 der
Wert des tan δ zunimmt.
Tatsächlich
nimmt jedoch der Wert des tan δ ab,
wenn der Anteil des Lacks 5 zunimmt. Es wird angenommen,
dass der Grund hierfür eine
Abnahme eines von der Spule 4 erzeugten Leckstroms bei
Versorgung der Spule 4 mit Strom ist, wenn der Anteil des
Lacks 5 zunimmt, wobei als Ergebnis eine Haltespannung
oder Spannungsfestigkeit der Kernbaugruppe 1 zunimmt.
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Als
eine weitere Referenz sind in 10 Ergebnisse
gezeigt, die durch Bestimmen der Beziehung des Lackimprägnierungsverhältnisses
X (%) zu einem zu dem Kondensator in der Ersatzschaltung der Kernbaugruppe 1 fließenden Strom
Ic (mA) und einem zu dem Widerstand in der Ersatzschaltung der Kernbaugruppe 1 fließenden Stroms
Ir (mA) erhalten werden.
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Wie
es in der Zeichnung gezeigt ist, ist es ersichtlich, dass der Wert
des Stroms Ic der Kernbaugruppe 1 im Wesentlichen keine
Variation zeigt, wenn sich das Lackimprägnierungsverhältnis X ändert, wohingegen
der Wert des Stroms Ir der Kernbaugruppe 1 abnimmt, wenn
das Lackimprägnierungsverhältnis X
zunimmt. Somit ist gelernt worden, dass der tan δ unter dem Einfluss einer Variation
in dem Strom Ir der Kernbaugruppe 1 in großem Umfang
variiert.
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In
dem Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel wird
die Beziehungsabbildung zwischen dem Lackimprägnierungsverhältnis X
(%) und dem tan δ (%), die
in der vorstehend beschriebenen Art und Weise bestimmt werden, wie
in 9 gezeigt verwendet, wobei, wenn das Lackimprägnierungsverhältnis X 80%
oder größer ist,
bestimmt wird, dass die Kernbaugruppe 1 fehlerfrei ist
(d.h., es wird bestimmt, dass eine Lackimprägnierung korrekt ausgeführt worden
ist). Ferner wird in der vorstehend beschriebenen Beziehungsabbildung
der Wert des tan δ, wenn
das Lackimprägnierungsverhältnis X
80% ist, (näherungsweise
1,3%) als der Bezugswert für
einen fehlerfreien Artikel verwendet.
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Es
ist anzumerken, dass der Bezugswert für einen fehlerfreien Artikel
mit einem kleinen Spielraum in dem tan-δ-Wert, der aus der Beziehungsabbildung ausgelesen
wird, definiert werden kann.
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Das
Lackimprägnierungsverhältnis X
der Kernbaugruppe 1 wird durch Messen des tan δ der Kernbaugruppe 1 nach
einer Lackimprägnierung
geschätzt.
Wenn der Wert des tan δ kleiner
oder gleich dem Bezugswert für
einen fehlerfreien Artikel ist, ist das Lackimprägnierungsverhältnis X
größer oder gleich
einem vorbestimmten Wert, wobei folglich erkannt wird, dass die
Lackimprägnierung
in der Kernbaugruppe 1 korrekt ausgeführt worden ist.
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Wenn
das Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
verwendet wird, besteht kein Erfordernis, eine ein Probestück zerstörende Prüfung auszuführen, um
den Lackimprägnierungszustand
der Kernbaugruppe 1 zu prüfen, wobei statt dessen eine
zerstörungsfreie
Prüfung
ausgeführt
werden kann. Folglich besteht kein Erfordernis, die Kernbaugruppe 1 während des Vorgangs
zur Herstellung der Kernbaugruppe 1 aufzubrechen, wobei
außerdem
die zum Prüfen
des Lackimprägnierungszustands
erforderliche Zeit abgekürzt
werden kann.
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Des
Weiteren kann gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Lackimprägnierungszustand
unter Verwendung einer zerstörungsfreien
Prüfung
geprüft werden,
wobei folglich während
einer Massenproduktion der Kernbaugruppe 1 alle Kernbaugruppen 1 geprüft werden
können.
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Somit
kann gemäß dem Lackimprägnierungszustandsbestimmungsverfahren
dieses Ausführungsbeispiels
eine zerstörungsfreie
Prüfung
ausgeführt
werden und die Genauigkeit, mit der der Lackimprägnierungszustand geprüft wird,
kann verbessert werden.
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Zusammenfassung
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Ein
Verfahren zur Beurteilung des Lackimprägnierungszustands einer Kernbaugruppe
(1), die durch Anordnen eines Isolierpapiers (31)
und einer Spule (4) in einem Schlitz (21) eines
Motorkerns (2) und durch Imprägnieren der Spule (4)
und des Schlitz (21) mit einem Lack (5) erhalten
wird, mittels einer zerstörungsfreien
Prüfung.
Eine Wechselspannung (E) wird zwischen den Motorkern (2)
und die Spule (4) für
die Kernbaugruppe (1) angelegt und der dielektrische Verlustfaktor
tan δ der
Kernbaugruppe (1) wird bestimmt. Wenn der Wert von tan δ nicht größer als
ein vorbestimmter Referenzwert eines annehmbaren Produkts ist, wird
eine Entscheidung getroffen, dass der Lackimprägnierungszustand der Kernbaugruppe
(1) normal ist.
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Bezugszeichenliste
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9
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- BEZUGSWERT FÜR
FEHLERFREIEN ARTIKEL
- LACKIMPRÄGNIERUNGSVERHÄLTNIS X(%)
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10
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- STROMWERT (MA)
- LACKIMPRÄGNIERUNGSVERHÄLTNIS X(%)