DE2133751C3 - Anordnung zur Ermittlung von Wicklungsfehlern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sicli auf eine Anordnung zur Ermittlung von Wicklungsfehlcrn 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 Weilen entsprechenden elektrischen Maschinen wurden auf Grunc dieser Messung aussortiert.

Um den Fehler an einem derartig schadhaften Mu tor beseitigen zu können, mußte der Motor demontiert werden und gegebenenfalls ein neuer Stände: eingebaut werden.

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

ίο elektrischen Maschine vor dem Zusammenbau zi überprüfen, an denen Wicklungsfehler auftreten können, d. h., es sollen Ständer und Läufer auf einfacht Weise vor dem Zusammenbau geprüft werden kön nen. Dies wird bei einer Anordnung der obengenannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dei zu prüfende Ständer (Prüfling) bzw. Läufer und eir entsprechend einem fehlerfreien Prüfling aufgebautei Normständer bzw. Normläufer parallel vom Neu eingespeist über einen gleich großen Luftspalt in winkelgleicher Lage in elektromagnetische Wirkverbindung mit je einem Läufer bzw. Ständer bringbai sind, die jeweils mit Spulen bzw. Spulengruppen gleichartig bewickelt sind, von denen jede des einer Läufers bzw. Ständers mit einer des anderen Läufen bzw. Ständers in Stromgegennchtur.g verbunden und jedes derart entstehende Spulen- rvw. Spulengruppenpaar an eine Stronimeßeinrichtung anschließbai ist

Durch die Erfindung ist es möglich, eine Meßan-Ordnung zu schaffen, bei der mit ruhenden Teilen gearbeitet wird Ks 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 vergösset sind, deren Außen- bzw. Innendurchmesser dem Innen- bzw. Außendurchmesser des Prüflings und de« Normständers- bzw. Normläufers entspricht, derart daP diese geführt auf bzw. in den Zylinder unter Einhaltung des gleichen Abstandes (Luftspalt) zur Wick lung bringbai sind. Es ist dann lediglich erforderlich den zu prüfenden Ständer über den Zylinder odei den zu prüfenden Läufer in den Hohlzyiinder einzu schieben, wobei der definierte Luftspalt bereits fest gelegt ist. Zur Besammung von groben Fehlern ist e< vorteilhaft, wenn als Stronimeßeimichtung Glühlam pen vorgesehen sind, die kreisförmig entsprechend der Lage der Spulen bzw. Spulengruppen angeordne sind. Hierdurch ist es möglich, auf einen Blick dit Lage des Fehlers einzukreisen. Sollen auch Fehlei geringeren Ausmaßes, beispielsweise Windungs· Schlüsse od. dgl. erkannt werden, ist es vorteilhaft daß die einen Seiten der Spulen bzw. Spulengrupper über Widerstände und gleichsinnig geschaltete Dio den gemeinsam an den einen Anschluß eines Strom messers angeschlossen sind, dessen anderer Anschlui an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der änderet Seiten der Spulen bzw. Spulengruppen liegt. Sol auch hier zusätzlich die genaue räumliche Lage dei Fehlers auf einfache Weise .'estgestellt werden, ist e:

vorteilhaft, wenn jeder Verbindungspunkt zwischei Spulen bzw. Spulengruppen und Widerständen ai einem Festkontal.tteii 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

F i g. 1 einen möglichen räumlichen Aufbau der eriindungsgemäßen Anordnung zur Ermittlung von W icklungsfehlern,

F i g. 2 bis 6 verschiedene Möglichkeiten der Ausbildung der Wicklung des Meßzylinders, '

F i g. 7 die Anordnung von Glühlampen zur Fehleranzeige und

F i g. S ein Schaltschema zur Ausbildung der Anzeige mit Strom- und Spannungsinesser.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Ermittlung von Wicklungsfehlern dargestellt, bei der der Grundbe-■landteil der Prüfeinrichtung ein Meßzylinder 1 ist, der mehr oder weniger fest vertikal auf einem Prüftisch befestigt werden kann. Der Meßzylinder wird \un einer vertikal durchlaufenden Welle 2 gebildet, .luf der zwei gleiche Blechpakete 3 und 4 aufgesetzt iiid. In den Nuten beider Blechpakete 3 und 4 ist ein«: spezielle Wicklung 5 untergebracht, die so aus- ;■ .bildet ist, daß sie die Wicklungsteile in den Nuten der beiden Blechpakete 3 und 4 gegensinnig durchi!n.i.'ii. I1V1 Ausfuhruiigsbeispiei sind beide Blechpaketc Λ und 4 in Kunststoff eingegossen, was in der ! 1 g 1 schraffiert angedeutet ist, so daß sich ein kompakter Zylinder 1 ergibt. Der auf den Zylinder 1 geschobene untere Ständer 6 ist ein Normständer, dessen Wicklung mit Sicherheit richtig ausgeführt ist. Dieser Ständer bleibt unbeweglich an derselben Niello, sofern gleiche Ständer mit gleicher Wicklung :.!lprüft werden. Der obere Ständer ist der Prüfling 7. I m die Lullspalte8 /wischen Blechpaket3 bzw. 4 und Ständer 6 bzw. Prüfling7 genau einzuhalten, ist es vorteilhaft, wenn die Luftspalte 8 durch den Kunststoff mit ausgefüllt wird. Hierzu ist es von Vorleil, wenn die Welle2 zur Lagerung der Blechpakete 3 und 4 dienen kann, um den Zylinder maßhaltig abdrehen /u können. Die Halterung der Ständer 6 und 7 ist in F i g. 1 nicht näher dargestellt.

Die Grundlage für die erfindungsgemäße Meßmethode bildet die Wicklung des Meßzylinders 1, welche aus den F i g. 2 bis 6 in verschiedenen Ausführungen zu ersehen ist. Die gekreuzten Spulen, wie sie die F i g. 2 darstellt, kann einfach so hergestellt werden, daß man auf einer Schablone eine gioße Spule wickelt und vor dem Einträufeln diese Spule zu einer Acht kreuzt. Man kann aber auch die einzelnen Windungen direkt in die Nuten einlegen und dabei die beiden Pakete entweder gleichzeitig oder nacheinander bewickeln, wie dies Fig.3 und4 zeigt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.5 ist dei Schritt der Wicklung des Meßzylinders gleich 1. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Spulenschritt gleich 3 und je zwei ncbeneinanderliegende Spulen sind zu einer Spulengruppe verbunden. Es können sowohl Ein- als auch Zweischichtwicklungen benutzt werden.

Die Spulenenden werden, um einen unterschiedlichen Stromfluß, d. h. ungleiche Augenblickswerte der Luftspaltinduktion, in den Luftspalten 8 der beiden Ständer 6 und 7 ,festzustellen, mit Glühlampen elektrisch leitend in Verbindung gebracht. Die Lampen werden vorteilhaf.'erweise in Kreisform, wie dies F i g. 7 zeigt, angeordnet, um die Lage des Fehlers räumlich feststellen zu können.

Welche der Wicklungen Fig. 2 bis 6 vorteilhafterweise benutzt wird, hängt davon ab, welche Energie zur Anzeige des Meßfehlers erforderlich ist. Für die Anzeige mit Glühlampen ist eine Wicklung gemäß Fig.fi mit größerem Spulenschritt von Vorteil. Eine zweckmäßige Nutenzahl di*s Meßzylinders ist in diesem FaIIN 4 p. Wenn die Nutenzahl des Meßzylinders wesentlich größer als 4 ρ ist, kann man nebeneinanderliegende Spulen in Reihe schalten. Die Anzahl der resultierenden Spulengriippeii soll jedoch wieder gleich oder annähernd gleich 4 ρ sein, wobei dann jede Polteilung mit zwei Glühlampen kontrolliert wird, was für die Entdeckung der Schaltfehler ausreicht. Sofern die Prüfeinrichtung auch Unterschiede „der Windungs-iiihlen und kurzgeschlossene Windungen entdecken soll, ist es von Vorteil, Meßmittel zu benutzen, wie sie in der Schaltungsanordnung nach Fig. 8 dargestellt sind. In der Reihe mit jeder gekreuzten Spule sind hier je ein Wiederstand 9 und eine Diode IO geschaltet. Die gleichsinnigen Anschlüsse der Dioden 10 sind gemeinsam an den Anschluß 11 eines Amperemeters 12 geführt, dessen anderer Anschluß 13 mit den /weiten Spulenanschlüssen 14 in Verbindung gebracht sind. Die Verbin dungspunkte der ersten Spulonaiwhlüsse 15 mil den Widerständen 9 sind mit 16 bezeichnet. Sie liegen an Festkontaktteilen 17 eines Umschalters 18, dessen bewegliches Kontaktteil 19 mit dem Anschluß 20 eines Voltmeters 21 in elektiiseh leitender Verbindung steht Der Anschluß 22 des Voltmeters 21 steht mit den Anschlüssen 14 der Spulen sowie mit dem Anschluß 13 des Amperemeters 12 in Stromverbinduiig. Das Amperemeter 12 zeigt bei dieser Schaltungsanordnung die gesamte Abweichung des geprüften Ständers von dem Normständer an. so.jrn die Anzeige des Amperemeters 12 von Null unterschiedlich ist. Die Stellung des Schalters 18 zeigt an, sofern das Voltmeter 21 ausschlägt, in welcher Spulengruppe der Fehler \orhanden ist. Wenn die Nutenzahl des Meßzylinders gleich der Nutenzahl des Prüflings gi>\ühlt wird, kann mit dieser Methode praktisch jeder Zahnfluß getrennt kontrol ^:ert werden.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung wird wie folgt beschrieben:

Die Wicklungen der beiden Ständer 6 und 7, wobei der Ständer 7 der Prüfling ist, sind bei der Prüfung parallel von einer Wechselspannungsquelle gespeist, nachdem beide Ständer beispielsweise in der in F 1 g. 1 ersichtlichen Weise auf den Zylinder 1 aufgesetzt sind. Die Wicklungen der Ständer 6 und 7 nehmen gegenüber dem Zylinder die gleiche Lage ein. Diese Lage kann nach den Wicklungsausführungen gefunden werden, weiche bei der Serienfertigung annähernd an derselben Stelle der Wicklung angeschlossen sind. Zur Feineinsteilarig kann nach dem Einstellen des Stromes der zu prüfende Ständer langsam hin und her gedreht werden, wobei sich eine Stelle ergeben muß, in der entweder der Ausschlag des Anzeigegerätes 12 auf Null geht oder aber die Anzeigeglühlampen ausgehen. Kann eine derartige Stelle nicht gefunden werden, ist die Wicklung verschaltet. Man kann dann nach der Anzahl und Lage der leuchtenden Glühlampen die Art und die Lage des Wicklungstehlers beurteilen.

Bei der Anzeige durch Meßgeräte findet man bei vorhandenem Fehler zuerst die Lage des kleinsten Ausschlages mit dem Amperemeter und dann kontrolliert man mit dem Schalter 18 und dem Spannungsmesser 21 die Meßspulen, welche den Fehler anzeigen. Die an den Spulenenden auftretenden Spannungen rühren von Differenzsnannuneen der ae-

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. Sofern 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 Drchfelder 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,

m die in äquivalenter Weise mit den Blechpaketen 3 und 4 übereinstimmen. Dem Blechpaket 3 wird ein Nonnläufer 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.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Ermittlung von Wicklungsfehlern in gewickelten Ständern oder Läufern elektrischer Maschinen, dadurch gekennzcic h net, daß der zu prüfende Ständer (Prüfling?) bzw. Läufer und ein entsprechend einem fehlerfreien Prüfling aufgebauter Normständer (6) bzw. Normläufer parallel vom N;tz eingespeist über einen gleich großen Luftspalt (8) in winkelgleicher Lage in elektromagnetische Wirkverbindung mil je einem Läufer (Blechpaket 3; 4) bzw. Stander 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. Spulenaruppenpaai (Wicklung 5) an eine Stiommeßeinnchtung 112 bzw. 21) anschließbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (BLchpakete 3; 4) bzw. Ständer in einem Z\linder (I) bzw. Hohlzylindevergossen sind, deren Außen- bzw. Innendurchmesser dem Innen- bzw. Außendurchmesser des Prüflings und des Normständeis- bnv. Normläufers entspricht, derart, daß diese geführt auf bzw. in den Zylinder unter Einhaltung des gleichen \bstandes (I uftspalt) zur Wicklung (5) bringbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Strommeßeinrichtung Glühlampen vorgesehen sind, die kreisförmig entsptechend 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 (Wicklung5) 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 Verbindungspunkl (16) zwischen Spulen bzw. Spulengruppen und Widerständen (9) an einem Festkontaktteil (17) eines Umschalters (18) angeschlossen. ist, tieren 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.