DE2133751B2 - Anordnung zur ermittlung von wicklungsfehlern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Ermittlung von Wicklungsfehlern in gewickelten Ständern oder Läufern elektrischer Maschinen. Bei der Fertigung von elektrischen Wechselstrommaschinen wurde zur Ermittlung von Fehlern eine Endkontrolle an der fertig montierten betriebsbereiten elektrischen Maschine durch Messung einer bestimmten Drehmomentenabgabe und der Drehrichtung durchgeführt. Die nicht den gewünschten Werten entsprechenden elektrischen Maschinen wurden auf Grund dieser Messung aussortiert.

Um den Fehler an einem derartig schadhaften Motor beseitigen zu können, mußte der Motor demonriert werden und gegebenenfalls ein neuer Ständer eingebaut werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der obengenannten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, die Teile der

ίο elektrischen Maschine vor dem Zusammenbau zu überprüfen, an denen Wicklungsfehler auftreten können, d. h., es sollen Ständer und Läufer auf einfache Weise vor dem Zusammenbau geprüft werden können. Dies wird bei einer Anordnung der obengenannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zu prüfende Ständer (Prüfling) bzw. Läufer und ein entsprechend einem fehlerfreien Prüfling aufgebauter Nonnständer bzw. Nonnläufer parallel vom Netz eingespeist über einen gleich großen Luftspalt in win-

kelgleicher Lage in elektromagnetische Wirkverbindung mit je einem Läufer bzw. Ständer bringbar sind, die jeweils mit Spulen bzw. Spulengruppen gleichartig bewickelt sind, von denen jede des einen Läufers bzw. Ständers mit einer des anderen Läufers bzw. Ständers in Stromgegenrichtung verbunden und jedes derart entstehende Spulen- bzw. Spulengruppenpaar an eine Strommeßeinrichtung anschließbar ist.

Durch die Erfindung ist es möglich, eine Meßan-

Ordnung zu schaffen, bei der mit ruhenden Teilen gearbeitet wird. Es wäre denkbar, den definierten Luftspalt mit Rippen od. dgl. herzustellen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Läufer bzw. Ständer in einem Zylinder bzw. Hohlzylinder vergossen sind, deren Außen- bzw. Innendurchmesser dom Innen- bzw. Außendurchmesser des Prüflings und des Normständers- bzw. Normläufers entspricht, derart, daß diese geführt auf bzw. in den Zylinder unter Einhaltung des gleichen Abstandes (Luftspalt) zur Wicklung bringbar sind. Es ist dann lediglich erforderlich, den zu prüfenden Ständer über den Zylinder oder den zu prüfenden Läufer in den Hohlzylinder einzuschieben, wobei der definierte Luftspalt bereits festgelegt ist. Zur Bestimmung von groben Fehlern ist es vorteilhaft, wenn als Strommeßeinrichtung Glühlampen vorgesehen sind, die kreisförmig entsprechend der Lage der Spulen bzw. Spulengruppen angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, auf einen Blick die Lage des Fehlers einzukreisen. Sollen auch Fehler geringeren Ausmaßes, beispielsweise Windungsschlüsse od. dgl. erkannt werden, ist es vorteilhaft, daß die einen Seiten der Spulen bzw. Spulengruppen über Widerstände und gleichsinnig geschaltete Dioden gemeinsam an den einen Anschluß eines Strommessers angeschlossen sind, dessen anderer Anschluß an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der anderen Seiten der Spulen bzw. Spulengruppen liegt. Sol! auch hier zusätzlich die genaue räumliche Lage de: Fehlers auf einfache Weise festgestellt werden, ist e; vorteilhaft, wenn jeder Verbindungspunkt zwischei Spulen bzw. Spulengruppen und Widerständen ai einem Festkontaktteil eines Umschalters angeschlos sen ist, deren gemeinsamer beweglicher Umschalt kontaktteil an dem einen Anschluß eines Voltmeter:

liegt, dessen anderer Anschluß mit den anderen Spu lenanschlüssen in Verbindung steht.

An Hand der Zeichnung wird der Gegenstand de Erfindung näher erläutert. Es zeigt

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F i g. 1 einen möglichen räumlichen Aufbau der er- Anzeige mit Glühlampen ist eine Wicklung gemäß findungsgemäßen Anordnung zur Ermitdung von F i g. 6 mit größerem Spulenschritt von Vorteil. Eine Wicklungsfehlern, zweckmäßige Nutenzahl des Meßzylinders ist in die-Fig.2 bis 6 verschiedene Möglichkeiten der Aus- sem FaIlN = 4p. Wenn die Nutenzahl des Meßzybildung der Wicklung des Meßzylinders, 5 linders wesentlich größer als 4 p ist, kann man ne-F i g- 7 die Anordnung von Glühlampen zur Feh- beneinanderliegende Spulen in Reiht schalten. Die leranzeige und Anzahl der resultierenden Spulengruppen soll jedoch F i g. 8 ein Schaltschema zur Ausbildung der An- wieder gleich oder annähernd gleich 4 ρ sein, wobei zeige mit Strom- und Spannungsmesser. dann jede Polteilung mit zwei Glühlampen kontrol-Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen io liert wird, was für die Entdeckung der Schaltfehler Bezugszeichen versehen. ausreicht. Sofern die Prüfeinrichtung auch Unterin F i g. 1 ist eine Anordnung zur Ermittlung von schiede der Windungszahlen und kurzgeschlossene Wicklungsfehlern dargestellt, bei der der Grundbe- Windungen entdecken soll, ist es von Vorteil, Meßstandteil der Prüfeinrichtung ein Meßzylinder 1 ist, mittel zu benutzen, wie sie in der Schaltungsanordder mehr oder weniger fest vertikal auf einem Prüf- 15 nung nach F i g. 8 dargestellt sind. In der Reihe mit tisch befestigt werden kann. Der Meßzylinder wird jeder gekreuzten Spule sind hier je ein Wiederstand 9 von einer vertikal durchlaufenden Welle 2 gebildet, und eine Diode 10 geschaltet. Die gleichsinnigen Anauf der zwei gleiche Blechpakete 3 und 4 aufgesetzt Schlüsse der Dioden 10 sind gemeinsam an den Ansind. In den Nuten beider Blechpakete 3 und 4 ist Schluß 11 eines Amperemeters 12 geführt, dessen aneine spezielle Wicklung 5 untergebracht, die so aus- 20 derer Anschluß 13 mit den zweiten Spulenanschlüsgebildet ist, daß sie die Wicklungsteile in den Nuten sen 14 in Verbindung gebracht sind. Die Verbinder beiden Blechpakete 3 und 4 gegensinnig durch- dungspunkte der ersten Spulenanschlüsse 15 mit den fließt. Im Ausführungsbeispiel sind beide Blechpa- Widerständen 9 sind mit 16 bezeichnet. Sie liegen an kete3 und 4 in Kunststoff eingegossen, was in der Festkontaktteilen 17 eines Umschalters 18, dessen F i g. 1 schraffiert angedeutet ist", so daß sich ein 25 bewegliches Kontaktteil 19 mit dem Anschluß 20 kompakter Zylinder 1 ergibt. Der auf den Zylinder 1 eines Voltmeters 21 in elektrisch leitender Verbin- -eschobene untere Ständer 6 ist ein Normständ^r, dung steht. Der Anschluß 22 des Voltmeters 21 steht dessen Wicklung mit Sicherheit richtig ausgeführt ist. mit den Anschlüssen 14 der Spulen sowie mit dem Dieser Ständer bleibt unbeweglich an derselben Anschluß 13 des Amperemeters 12 in Stromverbin-Stelle, sofern gleiche Ständer mit gleicher Wicklung 30 dung. Das Amperemeter 12 zeigt bei dieser Schalgeprüft werden. Der obere Ständer ist der Prüfling 7. tungsanordnung die gesamte Abweichung des geprüf Um die Luftspalte 8 zwischen Blechpaket 3 bzw. 4 ten Ständers von dem Normständer an, sofern die und Ständer 6 bzw. Prüfling 7 genau einzuhalten, ist Anzeige des Amperemeters 12 von Null Unterschiedes vorteilhaft, wenn die Luftspalte 8 durch den lieh ist. Die Stellung des Schalters 18 zeigt an, sofern Kunststoff mit ausgefüllt wird. Hierzu ist es von Vor- 35 das Voltmeter 21 ausschlägt, in welcher Spulenteil, wenn die Welle 2 zur Lagerung der Blechpa gruppe der Fehler vorhanden ist. Wenn die Nutenkete 3 und 4 dienen kann, um den Zylinder maßhal- zahl des Meßzylinders gleich der Nutenzahl des Prüftig abdrehen zu können. Die Halterung der Ständer 6 lings gewählt wird, kann mit dieser Methode prak- und 7 ist in F i g. 1 nicht näher dargestellt. tisch jeder Zahnfluß getrennt kontrolliert werden.

Die Grundlage für die erfindungsgemäße Meßme- 40 Die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung

ihode bilde' die Wicklung des Meßzylinders 1, wird wie folgt beschrieben:

welche aus den F i g. 2 bis 6 in verschiedenen Aus- Die Wicklungen der beiden Ständer 6 und 7, wobei uihrungen zu ersehen ist. Die gekreuzten Spulen, wie der Ständer 7 der Prüfling ist, sind bei der Prüfung sie die F i g. 2 darstellt, kann einfach so hergestellt parallel von einer Wechselspannungsquelle gespeist, werden, daß man auf einer Schablone eine große 45 nachdem beide Ständer beispielsweise in der in Spule wickelt und vor dem Einträufeln diese Spule F i g. 1 ersichtlichen Weise auf den Zylinder 1 aufgezu einer Acht kreuzt. Man kann aber auch die einzel- setzt sind. Die Wicklungen der Ständer 6 und 7 nennen Windungen direkt in die Nuten einlegen und da- men gegenüber dem Zylinder die gleiche Lage ein. bei die beiden Pakete entweder gleichzeitig oder Diese Lage kann nach den Wicklungsausführungen nacheinander bewickeln, wie dies Fig.3 und4 zeigt. 50 gefunden werden, welche bei der Serienfertigung an-Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist der Schritt nähernd an derselben Stelle der Wicklung angeder Wicklung des Meßzylinders gleich !. Im Ausfüh- schlossen sind. Zur Feineinstellung kann nach dem rungsbeispiel nach F i g. 6 ist der Spulenschritt Einstellen des Stromes der zu prüfende Ständer langgleich 3 und je zwei nebeneinanderliegende Spulen sam hin und her gedreht werden, wobei sich eine sind zu einer Spulengruppe verbunden. Es können 55 Stelle ergeben muß, in der entweder der Ausschlag sowohl Ein- als auch Zweischichtwicklungen benutzt des Anzeigegerätes 12 auf Null geht oder aber die werden. Anzeigeglühlampen ausgehen. Kann eine derartige Die Spulenenden werden, um einen unterschiedli- Stelle nicht gefunden werden, ist die Wicklung verchen Stromfluß, d. h. ungleiche Augenblickswerte der schaltet. Man kann dann nach der Anzahl und Lage Luftspaltinduktion, in den Luftspalten 8 der beiden 60 der leuchtenden Glühlampen die Art und die Lage Ständer 6 und 7 festzustellen, mit Glühlampen elek- des Wicklungsfehlers beurteilen,
irisch leitend in Verbindung gebracht. Die Lampen Bei der Anzeige durch Meßgeräte findet man bei werden vorteilhafterweise in Kreisform, wie dies vorhandenem Fehler zuerst die Lage des kleinsten F i g. 7 zeigt, angeordnet, um die Lage des Fehlers Ausschlages mit dem Amperemeter und dann konräumlich feststellen zu können. 65 trolliert man mit dem Schalter 18 und dem Span-Weiche der Wicklungen F i g. 2 bis 6 vorteilhafter- nungsmesser 21 die Meßspulen, welche den Fehler weise benutzt wird, hängt davon ab, welche Energie anzeigen. Die an den Spulenenden auftretenden zur Anzeige des Meßfehlers erforderlich ist. Für diu Spannungen rühren von Differenzspannungen der ge-

kreuzten Spulenteile der Meßwicklung 5 her, welche der Differenz der Luftspaltinduktionen an gleicher Stelle der beiden Ständer 6 und 7 proportional ist. Wenn beide Ständer gleich gewickelt sind, ist die Spannung aller gekreuzten Spulen gleich Null. Sofeirn der Meßzylinder genau gefertigt ist, kann man mit der Meßeinrichtung auch Differenzen der Windungszahlen der Ständerspulen erfassen. Weiterhin kann auch die falsche Drehrichtung ebenso wie andere Schaltfehler angezeigt werden. Wenn sich die Drehfelder beider Ständer 6 und 7 in entgegengesetzten Richtungen drehen, so findet man im Bereich eines jeden magnetischen Pols eine Stelle, wo die Luftspaltinduktionen umgekehrte Polarität besitzen. So weisen bei der falschen Drehrichtung mindestens 2 ρ gleichmäßig am Umfang verteilte Spulen des Meßzylinders Spannungen auf. Man kann daher nach der Anzahl und Verteilung der Spulen, welche Spannungen aufweisen, sehr gut die Art des Schaltfehlers erkennen. Bei polumschaltbaren Motoren mit mehreren Ständerwicklungen prüft man diese Wicklungen nacheinander auf demselben Meßzylinder.
Die Fehlersuche läßt sich in äquivalenter Weise auch mit zwei zu einem Hohlzylinder zusammengefügten Ständer, die den Ständern 6 und 7 entsprechen und mit einer der Wicklung 5 entsprechenden Meßwicklung versehen sind, bei Läufern durchführen,

ίο die in äquivalenter Weise mit den Blechpaketen 3 und 4 übereinstimmen. Dem Blechpaket 3 wird ein Normläufer entsprechen und dem Blechpaket 4 der zu prüfende Läufer.

Außerdem können die Blechbreiten der Blechpakete3,4 den Erfordernissen frei angepaßt werden. Sie können auch getrennt angeordnet und durch eine flexible Leitung verbunden werden. Auch können die Meßmittel am Meßzylinder selbst befestigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

2 133 Patentansprüche:

1. Anordnung zur Ermittlung von Wicklungsfehlern in gewickelten Ständern oder Läufern elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der zu prüfende Ständer (Prüfling?) bzw. Läufer und ein entsprechend einem fehlerfreien Prüfling aufgebauter Normständer (6) bzw. Normläufer parallel vom Netz eingespeist über einen- gleich großen Luftspalt (8) in winkelgleicher Lage in elektromagnetische V»'irkverbindung mit je einem Läufer (Blechpaket 3: 4) bzw. Ständer bringbar sind, die jev-eils mit Spulen bzw. Spulengruppen gleichartig bewickelt sind, von denen jede des einen Läufers bzw. Ständers mit einer des anderen Läufers bzw. Ständers in Stromgegenrichtung verbunden und jedes derart entstehende Spulen- bzw. Spulengrappenpaar (Wicklung 5) an eine Strommeßeinrichtung (12 bzw. 21) anschließbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (Blechpakete 3; 4) bzw. Ständer in einem Zylinder (1) bzw. Hohlzylinder vergossen sind, deren Außen- bzw. Innendurchmesser dem Innen- bzw. Außendurchmesser des Prüflings und des Normständers- bzw. Isormläufers entspricht, derart, daß diese geführt auf bzw. in den Zylinder unter Einhaltung des gleichen Abstandes (Luftspalt) zur Wicklung (5) bringbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Strommeßeinrichtung Glühlampen vorgesehen sind, die kreisförmig entsprechend der Lage der Spulen (5) bzw. Spulengruppen angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Seiten der Spulen bzw. Spulengruppen (Wicklung 5) über Widerstände (9) und gleichsinnig geschaltete Dioden (10) gemeinsam an den einen Anschluß (11) eines Strommessers (12) angeschlossen sind, dessen anderer Anschluß (13) an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der anderen Seiten (14) der Spulen bzw. Spulengruppen liegt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungspunkt (16) zwischen Spulen bzw. Spulengruppen und Widerständen (9) an einem Festkontaktteil (17) eines Umschalters (18) angeschlossen ist, deren gemeinsamer beweglicher Umschaltkontaktteil (19) an dem einen Anschluß (20) eines Voltmeters (21) liegt, dessen anderer Anschluß (22) mit den anderen Spulenanschlüssen (14) in Verbindung steht.