DE3028027A1

DE3028027A1 - Interwinding short circuit and insulation testing - using resistive comparison with multiple tapping secondary transformer, esp. for induction coil

Info

Publication number: DE3028027A1
Application number: DE19803028027
Authority: DE
Inventors: Albert 8251 Wasentegernbach Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1982-02-18

Abstract

The arrangement is for testing for interwinding short circuits and testing of insulating of induction coils performs a resistive comparison between a test object connected across the secondary of a transformer supplied from a battery or mains voltage and a similarly connected reference object. The arrangement results in a low current consumption and simple and economical measurement instrument. The primary (7) of the transformer (8) is connected to the current supply via a conventional static inverter (6) and, if required, a rectifier (18) and mains transformer (17). The transformer secondary (9) has several tappings with switch cutouts (10 to 16) to enable short circuit testing of coils of different resistances. It is connected to a conventional Greinacher circuit (24) for testing of insulation of coils with different resistances.

Description

Anordnung zur Windungsschluss- und Isolations- Arrangement for interturn fault and insulation

Prüfung von Inauktionsspulen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur tlinungsschluss- und Isolationsprüfung von Induktionsspulen durch Widerstandsvergleich zwischen einen. an ult; Sekundärwicklung eines an einer Batterie- ouer Xetzversorgungsspannung liegenden Translormators adzuschliessenden Prüfling und einem in gleicher Weise an diese Sekundärwicklung adzuschliessenden Normal. Testing of auction coils The invention relates to an arrangement For short-circuit and insulation testing of induction coils by comparing resistance between one. at ult; Secondary winding of a battery or mains supply voltage lying Translormators ad to be connected test object and one in the same way Normal to be connected to this secondary winding.

Es ist bekannt, bei der Aicklungsprüfung bo vorzugehen, dass in Reihe mit dem Prüfling ein Strommesser geschaltet wird. Durch Vergleich des Ausschlages dieses füro@-messers mit demjenigen bei Anschluss tines vergleichbaren Normals lässt sich feststellen, ob eine Ünterbrechung bzw. ein Wicklungsschluss verhan@en ist. In gleicher Weise wird zur Isolationsprüfung mit Hochspannung der von der Sekundärwicklung @b@@gebene Feb@-strom mit einer emprin@lichen trommesser angzeigt. @@ hierbei das Messergecnis @icht dllzusehr @@rch den Inn@nwider@tand der @@kuadärwicklung zu verfälschen bzw. die Stromstärke nicht so weit zu verringern, dass hochemp@ indliche Messunstromente b@au@zt werden Tüssen, ist der Drahtquerschnitt der Sekuadärwicklung eintsprechend gross zu wählen, was einen entsprechend gressen Platzbedarf und insbesondere einen verhältnismässig hohen @tromverbrauch, der bei @atteriebetrjenenen @eräten besonders ins Gewicht fällt, zur Eolge hat.It is known to proceed with the development test bo that in series an ammeter is switched with the test item. By comparing the deflection this füro @ -knife leaves comparable normals with the one at connection tines determine whether an interruption or a winding short has occurred. In the same way, that of the secondary winding is used for the insulation test with high voltage @ b @@ give Feb @ -strom indicated with an emprin @ lichen earphone. @@ here that Messergecnis @icht dllzusehr @@ rch to falsify the Inn @ nwider @ tand of @@ Kuadärwicklung respectively. not to reduce the amperage so much that highly sensitive measuring currents b @ au @ zt be tusses, the wire cross-section of the secondary winding is appropriate large to choose what a correspondingly larger space requirement and especially a relatively high @power consumption, especially at @atteriebetrjenenen @ devices is important.

Durch aie DA@ 1 7)1 051 ist auch eine Anordnung zur Isolations- und Windungschlussprüfung von Indaxtionsspulen tni L ei.aem seitens einer Versorgungswechselspannung zu betreibenden Jmpul@@eber zur Spannungsbeaufschlagung des Früflings bekadnt, der ein Verfahren zum Früfen Gurch Widerstandsvergleich des an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossenen Erüflings mit einem an aieselben Kle@men anzuschliesenden Normal zugrundeliegt, wobei als Vergleichsmasstab die Klemmen-Spannung dtir Sekundärwicklung oder eines Teils derselben dient.Aie DA @ 1 7) 1 051 is also an arrangement for insulation and End-turn test of induction coils tni L ei.aem on the part of an alternating supply voltage Jmpul @@ eber to be operated for the application of tension to the early bird who a method of checking the resistance by comparing the resistance to the secondary winding of a transformer connected to an inventor with a glue to be connected to the same glue Normal, with the terminal voltage of the secondary winding as a comparative standard or a part thereof.

Die Erfindung betrifft eine golche Anordnung und hat die Aufgabe, eine methode zur Verfügung zu stellen, bei der man einen geringen Stromverbrauch hat und trotzdem mit einem einfachen und billigen Messinstrument auskom@t.The invention relates to a golche arrangement and has the task of to provide a method that consumes less electricity and still get by with a simple and cheap measuring instrument.

Erfindungsgemäss wird aies dadurch erreicht, dass die Primärwicklung des Transformators über einen an sich bekannten wechselrichter sowie gegebenenfalls einen Gleichrichter und einen Netztransformator mit der Stromversorgungsquelle verbunden ist, dass zur Prüfung von windungsschlussprüflimgen verschiedener Widerstandswerte die Sekundärwicklung des Transformators mit mehreren hazepfungen mit Schaltkontakten versehen und zur Prüfung von Isolationsprüflingen verschiedener Widerstandswerte der Sekundärwicklung eine mit dieser verbundene an sich bekannte Greinacher-Schaltung mit mehreren Isolationsprüfleitungen mit Schaltkontakten nachgeschaltet ist, und dass zwischen zwei bestimmeten Anzapfungen ein Spannungsmesser vorgesehen ist.According to the invention, this is achieved in that the primary winding of the transformer via an inverter known per se and, if applicable a rectifier and a power transformer connected to the power source is that for testing interturn fault tests of different resistance values the secondary winding of the transformer with several hazepfung with switch contacts and for testing insulation test objects of different resistance values the secondary winding is connected to this per se acquaintance Greinacher circuit with several insulation test leads with switch contacts connected downstream and that a voltmeter is provided between two specific taps is.

Der erfindungsgemässen Anordnung liegt die Tatsache zugrunde, dass cie Klemmenspannung einer Transformatorwicklung von der sie durchfliessenden Stromstärke abhängig ist. Dies gilt nicht nur für die gesamte Wicklung, sondern auch für beliebige Abschnitte derselben. Wenn also an einen bestimmten Wicklungsabschnitt ein Voltmeter angeschlossen wird, so zeigt dieses eine bestimmte Leerlaufspannung an. Wird nun an denselben oder an einen anderen Wicklungsabschnitt ein induktiver Widerstand angeschlossen, so sinkt die von dem Voltmeter angezeigte Spannung wegen des die Wicklung nunmehr durchfliessenden Stromes mehr oder weniger stark ab. Dieses Zurücksehee des Ausschlages kann als Mass für den Wert des indukiven Widerstandes bzw. für einen Vergleich desselben mit einem Normalwiderstand dienen, Bei einem Prüfgerät entsprechend der erfindungsgemässen Anordnung sind die betreffenden Anzapfungen vorzugsweise so gewählt, dass im Leerlauf der Spannungsmesser Vollausschlag zeigt. Er wird dann beim Anschliessen eines Prüflings um einen gewissen Grad zurückgehen und man wählt die Anzapfung, an welche der Prüfling angeschlossen wird, z.B. so aus, dass für einen guten Prüfling bzw. das mit ihm zu vergeichende Normal der Ausschlag ungefähr auf die Hälfte zurückgeht. Werden dann verschiedene Prüflinge init verOleichbarem Widerstandswert angeschlossen, so darf Qie Anzeige des Spannungsmessers nur in einem gewissen, erfahrungsgemäss festzulegenden Bereich schwanken; Prüflinge, die einen stärker abweichenden Ausschlag hervorrufen, sind auszu- scheiden.The arrangement according to the invention is based on the fact that The terminal voltage of a transformer winding depends on the current intensity flowing through it is dependent. This applies not only to the entire winding, but also to any Sections of the same. So if a voltmeter is attached to a certain section of the winding is connected, it shows a certain open circuit voltage. Will now an inductive resistor on the same or on a different winding section connected, the voltage displayed by the voltmeter decreases because of the Winding of the current flowing through it more or less strongly. This looking back of the deflection can be used as a measure for the value of the inductive resistance or for a Serve comparison of the same with a normal resistance, with a test device accordingly In the arrangement according to the invention, the relevant taps are preferred chosen so that the voltmeter shows full deflection when idling. He will then when connecting a test item go back a certain amount and you choose the tap to which the DUT is connected, e.g. so that for a good test specimen or the normal to be compared with it, the rash approximately goes back to half. Then different test specimens can be compared with one another Resistance value connected, the display of the voltmeter may only be in one fluctuate certain area to be determined based on experience; Test subjects, the one cause more deviating rashes are to be avoided. divorce.

Durch den nschluss von Isolationsprüfklemmen an die Sekundärwicklung des Transformators über Gleichrichter wird erreicht, dass in einfachster Weise mit dem gleichen Gerät nicht nur eine wechselstrom-Windungsschlussprüfung, sondern auch eine Gleichspannungs-Isolationsprüfung bei geeigneten Prüfgleichspannungen durchgeführt werden kann.By connecting insulation test terminals to the secondary winding of the transformer via rectifier is achieved that in the simplest way with the same device not only does an alternating current interturn short test, but also a DC voltage insulation test is carried out at suitable test DC voltages can be.

Um die Sekundärströme des Transformators stärker herabzusetzen, empfiehlt es sich, mit hoherer Frquenz als Netzfrequenz zu arbeiten und so einen höheren induktiven idrstand der Prüflinge zu erzeugen. Bei Verwendung einer Batterie als Stromversorgungsquelle lasst sich dies dadurch erreichen, dass die PriLarwicklung des Transformators an einen von der Batterie betriebenen Wechselrichter passender Frequenz, beispielsweise von 300 Hz, angeschlossen wird.To reduce the secondary currents of the transformer more, we recommend it is worth working with a higher frequency than the mains frequency and thus a higher inductive frequency to generate idrstand of the test objects. When using a battery as a power source can this be achieved by connecting the primary winding of the transformer an inverter operated by the battery and of a suitable frequency, for example of 300 Hz.

Sofern anstelle des Batteriebetriebes oder zusätzlich zu diesem ein Netzbetrieb vorgesehen wird, lässt sich das Gleiche dadurch erreichen, dass zwischen Netzanschlus und Wechselrichter ein Netztransformator mit nachgeschaltetem Gleichrichter vorgesehen wird. ZwecKmässig wird hierbei der Netztransormator so ausgelegt, dass seine Sekundärspannung derjenigen der Batterie entspricht, so dass am Ausgang des Gleichrichters dann aieselbe Gleichspannung wie an der Batterie anliegt und dementsprechend über ein uad denselben Wechselrichter sowohl bei Batterie als auch bei Netzbetrieb an der Primärwicklung dse Transformators ein und dieselbe Wechselspannung gleicher Frequenz zur Verfügung steht.If instead of or in addition to battery operation Network operation is provided, the same can be achieved that between Mains connection and inverter a mains transformer with downstream rectifier is provided. For this purpose, the mains transformer is designed in such a way that its secondary voltage corresponds to that of the battery, so that at the output of the The rectifier then has the same DC voltage as is applied to the battery and accordingly via the same inverter both for battery and grid operation one and the same alternating voltage is the same on the primary winding of the transformer Frequency is available.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei die einzige Figur ein Schaltbild eines der erfidungsgemässen Anordnung entsprechenden Früfgerätes zeit.The invention is illustrated below with reference to the drawing in one Embodiment described, the single figure is a circuit diagram of one of the according to the invention, the corresponding breakfast device time.

Das Prüfgerät kann über en Umschalter 4 wahlweise aus der Batterie 1, nie beispielsweise aus vier in Reihe geschilteten Monozellen zu je 1,5 V besteht, odcr über die Anschlussklemmen 2 una 3 aus dem nicht dargestellten Netz betrieben werden. In jedem Falle sorgt der Taster 5 dafür, dass das Gerät nicht länger als notwendig eingeschaltet wird, was insbesondere bei Batteriebetrieb vorteilhaft ist Die Batterie ist mit aem transistorierten Wechselrichter 6 benannter Art vervbunden, der nicht im einzelnen beschrieben zu werJen braucht. Seine Ausgange sind mit der Primärwicklung 7 des Transformators ^ verbunden. Der Wechselrichter 5 ebe ae. di- Frimärwicklung 7 beispielsweise eine Wechselspannung ven @twa 6 V mit einer Frequenz von 8 @o Hz.The test device can optionally be taken from the battery via a switch 4 1, never consists, for example, of four mono cells of 1.5 V each connected in series, or operated via the connection terminals 2 and 3 from the network, not shown will. In any case, the button 5 ensures that the device is not longer than necessary is switched on, which is particularly advantageous in battery operation The battery is connected to a transistorized inverter 6 of the named type, which does not need to be described in detail. His exits are with the Primary winding 7 of the transformer ^ connected. The inverter 5 ebe ae. di- Primary winding 7, for example, an alternating voltage ven @ about 6 V with a frequency of 8 @o Hz.

Für den Betrieb aus dem Vetz bei entsprechender Stellung des Umschalters 4 und Betätigung des Tasters 5 ist der Netztransformator 17 vorgesehen, der über den Gieichrichter 18 ebenfalls mit der echselrichter 6 verbunden ist. Der Netztransformator 17 sei hier so ausgelegt, dass an der Sekundärwicklung 6 V Wechselspannung anliegen, die im Gleichrichter 18 auf 6 V Gliechstrom usceformt werden so dass auch in diesem Falle der .echselrichter 6 auX aie Frimärwicklung 7 des Transformators 8 eine Wechselspannung von etwa 6 V mit einer Frequenz von 800 Hz gibt.For operation from the mains when the switch is in the appropriate position 4 and actuation of the button 5, the power transformer 17 is provided, which is about the rectifier 18 is also connected to the rectifier 6. The power transformer 17 is designed here so that 6 V AC voltage is applied to the secondary winding, which are usceformt in the rectifier 18 to 6 V DC current so that in this too In the case of the inverter 6 auX aie primary winding 7 of the transformer 8 an alternating voltage of about 6 V with a frequency of 800 Hz.

Auf der Sekundärseite des Transformators 8 befindet ich die Sekundäwicklung 9, deren eines Fn Je als gemeinsame, mit 0 bezeichnete, Rückleitung dient. Die Wicklung 9 hat die Ansapfungen 1o bis 16, die an entsprechende Kontakte des Drehschalters 19 gelegt sind. Der Schaltarm wo des Drehschalters ist mit der Ausgangsklemme 21 für den Anschluss der Priiflinge bzw. Normale verbunden.The secondary winding is on the secondary side of the transformer 8 9, one of which Fn Je serves as a common return line labeled 0. The winding 9 has the tapping 1o to 16, the corresponding Contacts of Rotary switch 19 are placed. The switch arm where the rotary switch is with the output terminal 21 for the connection of the test specimens or standards.

Über die mittels der Verbindung 22 an aie Rückleitung 0 und mittels Ger Leitung 23 an die Anzapfung 16 angeschlossene bekannte @reinacher-Schaltung 24 werden über die Leitungen 25 bis 29 Gleichspannungen von hier z.B.Via the by means of the connection 22 to aie return line 0 and by means of Ger line 23 connected to the tap 16 known @ Reinacher circuit 24 DC voltages are supplied from here via lines 25 to 29, e.g.

500 V, 1, 2, 3 und 4 KV an den entsprechenden weiteren Kontakten des Drehschalters 19 für die Isolationsprüfung bereigestellt. wie durch die Anganbe 6x neben dem zwischen den Verbindungen 22 und 29 angeordneten Widerstand 30 angedeutet, sollen den Verhaltflissen entsprechende Widerwstände auch zwischen der Verbindung 22 und. den Leitungen 25 bis 29 sowie der Leitung 31 vorgesehen sein.500 V, 1, 2, 3 and 4 KV at the corresponding further contacts of the Rotary switch 19 provided for the insulation test. as by the information 6x indicated next to the resistor 30 arranged between the connections 22 and 29, the resistance should also correspond to the behavior between the connection 22 and. the lines 25 to 29 and the line 31 may be provided.

Der Spannungsmesser 32 ist einerseits an die Rückleitung 0 und andererseits an die Anzapfung lo angeschlossen. Ferner sind zur Sicherung des Gerätses gegenüber Fremdspannungen netzseitig und ausgangsseitig in der Leitung 33 bzw. in der Rückleitung 0 uie Sicherungen 34 und 35 mit beispielsweise 63 rA bzw. 2 A vorgesehene Soweit weitere elektrische Bauelemente in der Zeichnung dargestellt, hier aber nicht weiter beschrieben sind, handelt es sich um die an sich bekannte Anwendung bekannter Elemente, die das Wesen der Erfindung jedoch nicht berühren.The voltmeter 32 is on the one hand to the return line 0 and on the other hand connected to the tap lo. Furthermore, to secure the device against External voltages on the network side and on the output side in line 33 or in the return line 0 uie fuses 34 and 35 with, for example, 63 rA or 2 A provided further electrical components shown in the drawing, but not further here are described, it is the known application of known elements, which do not, however, affect the essence of the invention.

Es vergeht sich, dass die Verhaltnisse sowohl beim Wechselspannungs- als auch beim Gleichspannungsprüfteil so gewählt sind, dass die zur Verfügung stehenden Spannungen den für die vorzesehenen Prüfungen zutreffencien bzw. in Betracht kommenden Bereien üLerdecken, wie er für den Betrieb von Induktionsmaschinen üblich ist, also beispielsweise zwischenl,5und 250 V, bzw. dass die für die Isolationsprüfung erforderlichen Gleichspannungen im Betrieb erreicht werden, also beispielsweise zwischen o,5 und 4 kV.It goes without saying that the conditions in both the AC voltage as well as for the DC voltage test part are selected so that the available Tensions that apply or are considered for the tests to be carried out Prepare a cover, as it is usual for the operation of induction machines, so for example between, 5 and 250 V, or that the DC voltages required for the insulation test can be achieved during operation, for example between 0.5 and 4 kV.

Zur Vorbereitung der Induktionsprüfung schliesst man zunächst ein Normal, d.h. eine mit dem Prüfling gleichartige Wicklung, von der man weiss, dass sie gut ist, d.h. den Anforderungen entspricht, an die Klemmen 0 und 21 an und verstellt den Schaltarm 20 des Drehschalters 19 so lange, bis ein gewünschter, beispielsweise etwa der halbe Zeigerausschlag des Spannungsmessers 32 zustandekommt. Dieser eingestellte Zeigerausschlag muss dann bei gleichen Maschinen für alle gleichartigen Wicklungen gleichgross sein. Ist dies für eine Wicklung nicht der Fall und zeigt diese insbesondere einen stark verringerten Zeigerausschlag, so hat aie betreffende Wicklung oder Wicklungsgruppe Windungsschlusse Zur Rotor- bzw. Ankerprüfung einer Maschine schliesst man die Bürsten derselben an die Klemmen 21 und 0 an und dreht den Anker von Hand langsam durch. Hierbei tritt je nach Grösse und Bauart des Ankers ein mehr oder weniger starkes gleichmässiges periodisches Pendeln oder auch ein Stillstand des Zeigers ein. Bei einem schlechten Anker bzw. Rotor werden dagegen die Bewegungen ungleichmässig und stärker.To prepare for the induction test, one first includes Normal, i.e. a winding of the same type as the test object, which is known to be it is good, i.e. it meets the requirements, on terminals 0 and 21 and adjusted the switching arm 20 of the rotary switch 19 until a desired, for example about half the pointer deflection of the voltmeter 32 comes about. This set The pointer deflection must then for the same machines for all windings of the same type be the same size. If this is not the case for a winding and shows this in particular a strongly reduced pointer deflection, then each winding or winding group in question has Winding shorts To test the rotor or armature of a machine, the brushes are closed same to terminals 21 and 0 and slowly turns the armature by hand. Here, depending on the size and type of anchor, a more or less strong one occurs uniform periodic oscillation or a standstill of the pointer. at a poor armature or rotor, however, the movements are uneven and stronger.

Zur Isolationsprüfung werden die voneinander zu isolierenden Teile an die Klemmen 21 und 0 angeschlossen und der Schaltarm 20 je nach Bedarf und Vorschrift auf eine der Anschlüsse 25 bis 29 gestellt. Wenn die Isolation gut ist, darf der Zeiger des Spannungsmessers 32 nicht aus seiner Leerlaufstellung zurückgehen.The parts to be isolated from each other are used for the insulation test connected to terminals 21 and 0 and the switching arm 20 depending on requirements and regulations placed on one of the connections 25 to 29. If the isolation is good, he can The pointer of the voltmeter 32 does not return from its idle position.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h: Approval for interturn short circuit and insulation testing of induction coils by comparing resistance between one to the secondary winding a transformer to be connected to a battery or mains supply voltage Early and one to be connected to this secondary winding in the same way Normal, there are no indications that the primary winding (9) @ of the transformer (8) via an inverter (6) and if necessary a rectifier (18) and a mains transformer (17) with the power supply source connected is that for testing winding leakage tests of various resistance values the secondary winding (9) of the transformer (8) with several taps with switching contacts (lo to 1G) and for testing insulation specimens of different resistance values the secondary awakening (9) has a Greinacher circuit connected to it, which is known per se (24) connected downstream with several insulation test leads with switch contacts (23 to 29) is, and that a Soainungsmesser (32) is provided between two specific taps is.