ES2645157T3 - Procedimiento y dispositivo de medición para determinar errores de bobinado en aparatos eléctricos - Google Patents

Procedimiento y dispositivo de medición para determinar errores de bobinado en aparatos eléctricos Download PDF

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Abstract

Procedimiento para determinar errores de bobinado en aparatos eléctricos (4), caracterizado por las siguientes etapas: - Suministrar una tensión de por lo menos 500 V, en particular de por lo menos 1000 V, por medio de un multímetro (1) que comprende una fuente de alta tensión (16), - aplicar esta tensión a la entrada de una unidad de impulsos (2) que presenta una capacidad, por lo que se carga la capacidad, y en donde la capacidad está conectada a un descargador de chispas de conmutación (11), - emitir por lo menos un impulso de tensión a través del descargador de chispas de conmutación (11) a la salida (14, 15) de la unidad de impulsos (2), - aplicar sucesivamente la salida (14, 15) de la unidad de impulsos (2) a por lo menos dos bobinados (3, 5, 6) de un aparato eléctrico (4), - evaluar las señales de respuesta (24), que se generan en cada caso por la emisión del impulso de tensión, mediante una unidad de evaluación (20), en donde para la evaluación se determina la duración del tiempo (27) de la primera parte de oscilación negativa de la señal de respuesta, en donde el multímetro (1) que suministra la tensión se usa para medir el tiempo y la duración del tiempo (27) de la primera parte de oscilación negativa se indica en microsegundos en la pantalla de visualización del multímetro (1).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo de medicion para determinar errores de bobinado en aparatos electricos
La presente invencion se refiere a un procedimiento para determinar errores de bobinado en aparatos electricos, as! como a un dispositivo de medicion para realizar el procedimiento.
Es conocido comprobar los bobinados en aparatos electricos despues del arrollamiento, con el fin de detectar errores de bobinado.
Para esto existen aparatos de medicion de bobinado especiales, que estan concebidos especlficamente para comprobar el bobinado. Un dispositivo correspondiente con un procedimiento de prueba se describe en el documento DE 197 26 394 A1.
All! se describe un procedimiento de prueba para detectar puntos debiles en el aislamiento y errores de aislamiento en bobinados, en el que se emplea una capacidad ajustada al objeto de prueba. Para esto, la calidad del aislamiento se determina por separado para cada espira.
El documento JP 2003 075500 A1 desvela un procedimiento y un dispositivo para detectar bobinados defectuosos de un estator de una maquina electrica. El dispositivo comprende un objeto de referencia que corresponde a la maquina que se va a comprobar. De acuerdo con el procedimiento, los desarrollos de tension-tiempo que se obtienen al aplicar uno o varios impulsos de tension en la maquina que se va a comprobar y en el objeto de referencia se comparan entre si, y las desviaciones indican un bobinado defectuoso en la maquina que se esta comprobando.
El documento US 3 064 183 A desvela un dispositivo de prueba para la comprobacion de componentes electronicos. El dispositivo de prueba comprende un descargador de chispas de conmutacion.
El documento GB 732 749 A desvela un generador de impulsos para vallas electricas.
Existe la demanda de proveer un procedimiento para determinar errores de bobinado en aparatos electricos, que puede ser realizado de manera simplificada y que, dado el caso, tambien permita un uso movil en el sitio.
Este objetivo se consigue a traves de un procedimiento con las caracterlsticas de la reivindicacion 1. Desarrollos adicionales ventajosos se derivan de las reivindicaciones subordinadas.
Como nucleo de la invencion, se considera que a partir de una capacidad y una bobina de un aparato electrico se forma un circuito oscilante, cuya senal de respuesta aun impulso de tension se evalua correspondientemente.
En un aparato electrico se puede tratar de un motor electrico, tanto para artefactos de cocina, vehlculos automotores, etc., actuadores, bobinas de sensor, valvulas, bobinas de deflexion, transformadores o tambien electro motores. Preferentemente, se trata de un motor de corriente trifasica.
Para detectar un error de bobinado, en particular un cortocircuito de bobinado, una tension generada en un multimetro de mano se aplica a una unidad de impulsos acoplada que presenta una capacidad, por lo que la capacidad se carga. En la capacidad normalmente se trata de un condensador. Un descargador de chispas de conmutacion conectado con la capacidad se conecta tan pronto como la tension del condensador sobrepase la tension de conmutacion del descargador de chispas de conmutacion, por lo que se emite un impulso de tension.
El objeto de prueba que se encuentra en la salida de la unidad de impulsos, es decir, el bobinado, forma junto con la capacidad un circuito oscilante LC, que genera una senal de respuesta a ese impulso de tension. Para esto no es importante si la bobina se conecta a la unidad de impulsos antes o despues de que se aplique la tension. Sin embargo, es preferente que la bobina se conecte primero a la salida de la unidad de impulsos y que despues se aplique la tension. Preferentemente se provee una alta tension, es decir, una tension de 1000 V o mas.
La descarga de impulsos del circuito oscilante LC es la senal de respuesta, que se registra y se evalua a traves de un dispositivo de medicion del tiempo que se provee en el multimetro. El comportamiento cronologico de la senal de respuesta es caracterlstico para el numero y posicion de las espiras. A este respecto, las mismas representan la inductividad del circuito oscilante LC. Como parametro de la senal de respuesta, se determina la duracion del tiempo de la primera parte de oscilacion de la oscilacion total. Este valor se puede visualizar o imprimir o tambien se puede almacenar.
Para poder efectuar una medicion economicamente favorable, la unidad de impulsos se conecta al multimetro. Este proporciona la tension requerida, incluso 1 kV, y evalua la senal de respuesta, es decir, la duracion del tiempo de la primera parte de la oscilacion. Por lo tanto, es posible determinar la ausencia de errores en una bobina unicamente a traves de un aparato complementario en forma de una unidad de impulsos, en lo que todas las funciones no
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proporcionadas por la unidad de impulsos son proporcionadas por un multimetro normalmente disponible, que sin embargo debe cumplir ciertos requisitos basicos en lo referente a la tension de salida y las posibilidades de evaluacion comparativa para poder emplearse en el procedimiento de medicion.
Si se mide solamente un bobinado, se requiere un conocimiento previo para poder evaluar la senal de respuesta. Por lo tanto, un desarrollo adicional particularmente ventajoso consiste en medir consecutivamente por lo menos dos bobinados de un aparato electrico y comparar las duraciones de tiempo. Si estas presentan una mayor diferencia que un valor de umbral predeterminado, uno de los bobinados esta defectuoso. Si se prueban tres bobinados o se evaluan las duraciones de tiempo determinadas entre si, respectivamente, la probabilidad de que todos los tres bobinados esten igualmente defectuosos es extremadamente pequena.
As! se obtiene de manera simple, y sobre todo sin conocimiento previo, una informacion que indique que todos los bobinados de un motor electrico esten libres de error. No es posible obtener informacion sobre el tipo de los errores de bobinado individuales de los respectivos bobinados, pero a cambio el procedimiento se puede realizar de manera rapida, flexible y simple.
La salida y la entrada de la unidad de impulsos pueden presentar varias, preferentemente dos, conexiones. La entrada es el lado de la unidad de impulsos que esta conectado con la fuente de tension, en particular el multimetro, mientras que la salida esta conectada o se conecta con el objeto de prueba.
La atencion se aplica continuamente, por medio del dispositivo de medicion se emiten periodicamente impulsos de tension y se generan senales de respuesta. Las senales de respuesta en un bobinado o bien pueden calcularse y emitirse por separado nuevamente cada vez, pero los valores de duracion de tiempo determinados tambien pueden computarse para dar un valor medio. Obviamente, la formacion de un valor medio solo tiene sentido con los datos de medicion de un bobinado.
La unidad de evaluacion puede comprender en particular un comparador.
La presente invencion se describe mas detalladamente a continuacion basandose en ejemplos de realizacion representados en los dibujos. En los dibujos:
La Fig. 1 muestra un dispositivo de medicion con una unidad de impulsos.
La Fig. 2 muestra un desarrollo de senal.
La Fig. 1 muestra un dispositivo de medicion que comprende un multimetro 1, una unidad de impulsos 2 y un objeto de prueba en forma de un bobinado 3 en un motor electrico 4.
Los otros bobinados 5 y 16 del motor electrico 4 pueden comprobarse despues de examinar el bobinado 3.
A continuacion se describe mas detalladamente la unidad de impulsos 2. La entrada de la unidad de impulsos 2 comprende dos conexiones 7 y 8, con las que la unidad de impulsos 2 se conecta o se puede conectar al multimetro
1. El condensador 9 como capacidad y la resistencia de descarga 10 estan conectados en paralelo, en lo que la resistencia de descarga 10 tambien sirve como proteccion personal.
Con el condensador 9 se encuentra conectado un descargador de chispas de conmutacion 11. Este comprende un espacio de descarga entre dos electrodos. Si la tension entre los electrodos es mayor que la tension disruptiva, se ioniza un gas que se encuentra dispuesto entre los electrodos y el descargador se pone brevemente en cortocircuito. De esta manera, el impulso de tension puede inducirse al circuito oscilante LC formado por la unidad de impulsos 2 y el bobinado 3.
Adicionalmente, la unidad de impulsos 2 comprende un fusible 12 y una resistencia de proteccion 13, as! como las conexiones 14 y 15 de la salida.
Por lo tanto, la unidad de impulsos 2 presenta una construccion simple y as! no solo es transportable, sino que tambien se puede usar en combinacion con un multimetro 1 apropiado.
El multimetro 1 comprende una fuente de alta tension 16, un circuito de medicion de tension 17, un comparador 18, un procesador 19, una unidad de evaluacion 20 y una visualizacion 21.
La senal obtenible con el dispositivo de medicion descrito y mensurable en la conexion 15 se representa en la figura
2. A este respecto, el eje 22 indica el tiempo y el eje 23 indica la tension de la senal. La curva 24 representa la senal. La curva 24 presenta varios parametros tales como la tension de la senal inicial, el momento del primer punto de anulacion, etc. Para fines comparativos, sin embargo, se usa preferentemente la duracion de tiempo de la primera parte de oscilacion negativa, que se ubica entre los puntos 25 y 26, es decir que se trata de la primera oscilacion parcial negativa.
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La duracion del tiempo 27 es un valor de medicion ubicado en el alcance de algunos microsegundos.
Para hacer que la evaluacion sea lo mas sencilla posible, esta previsto el siguiente procedimiento:
Como objeto de prueba se conecta un primer bobinado, por ejemplo, el bobinado 3, a la unidad de impulsos 2.
En el multimetro 1 se genera, preferentemente mediante dos pilas de 1,5 V, una alta tension de 1050 Vdc. Esta alta tension carga el condensador 9. Si su tension sobrepasa la tension disruptiva del descargador de chispas de conmutacion 11, este entra en estado de conduccion. Debido a esto se aplica un impulso de tension a la salida de la unidad de impulsos 2.
El bobinado 3 es una inductividad, que conjuntamente con el condensador 9 forma un circuito oscilante LC. El impulso de tension se transforma as! en una oscilacion decreciente periodica.
El desarrollo cronologico de esta oscilacion se evalua en el multimetro 1 con el procesador 19 en la unidad de evaluacion 20. Para esto, en el circuito de medicion de tension 17 se detecta la descarga del impulso y se envla al comparador 18 y despues al procesador 19. Mediante la unidad de evaluacion 20 se calcula la duracion del tiempo 27 de la primera parte de oscilacion de la oscilacion total. Esta duracion de tiempo 27 puede indicarse en la visualizacion 21 o tambien se puede almacenar en una memoria.
De la misma manera arriba descrita, tambien para los otros bobinados 5 y 6 del electromotor 4 se determinan las duraciones de tiempo 27.
Estas se comparan entonces de tal manera entre si que se determinan las diferencias. Las diferencias solo pueden diferir por un valor predeterminado entre si, porque de lo contrario se considerara que uno de los bobinados esta defectuoso.
Si no se pueden comparar entre si las duraciones de tiempo de varios objetos de prueba, se requiere un conocimiento previo para poder evaluar correctamente la duracion del tiempo 27.
En principio es posible preparar un multimetro 1, que se emplea en conexion con la unidad de impulsos 2, de tal manera en lo referente al hardware y el software que el multimetro 1 efectua una primera medicion al introducirse un impulso inicial y despues de introducirse otro impulso inicial adicional efectua una segunda medicion, y luego otras mediciones adicionales.
El numero de mediciones se puede indicar en la pantalla de visualizacion 21, los resultados determinados se pueden indicar separadamente, por ejemplo, en microsegundos y se guardan en una memoria del multimetro 1.
El multimetro 1 tiene la capacidad de recuperar los valores almacenados de una serie o de varias series de mediciones e indicar la mayor desviacion de error entre las diferentes mediciones, que primero se indican en microsegundos, como error relativo, lo que se puede realizar, por ejemplo, mediante una visualizacion de grafico de barras practicamente analogica. Obviamente, tambien es posible representar las desviaciones de error de alguna otra manera, por ejemplo, mediante la indicacion alfanumerica de que un error de medicion maximo en la ultima serie se ubico en un 10 %.
Para el operador es posible entonces reconocer a simple vista si se han excedido determinados valores de umbral en una medicion individual o en una serie de mediciones y basandose en ello sacar conclusiones sobre la calidad del aparato individual o de una serie de aparatos.

Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para determinar errores de bobinado en aparatos electricos (4), caracterizado por las siguientes etapas:
    - Suministrar una tension de por lo menos 500 V, en particular de por lo menos 1000 V, por medio de un multimetro (1) que comprende una fuente de alta tension (16),
    - aplicar esta tension a la entrada de una unidad de impulsos (2) que presenta una capacidad, por lo que se carga la capacidad, y en donde la capacidad esta conectada a un descargador de chispas de conmutacion (11),
    - emitir por lo menos un impulso de tension a traves del descargador de chispas de conmutacion (11) a la salida (14, 15) de la unidad de impulsos (2),
    - aplicar sucesivamente la salida (14, 15) de la unidad de impulsos (2) a por lo menos dos bobinados (3, 5, 6) de un aparato electrico (4),
    - evaluar las senales de respuesta (24), que se generan en cada caso por la emision del impulso de tension, mediante una unidad de evaluacion (20), en donde para la evaluacion se determina la duracion del tiempo (27) de la primera parte de oscilacion negativa de la senal de respuesta, en donde el multimetro (1) que suministra la tension se usa para medir el tiempo y la duracion del tiempo (27) de la primera parte de oscilacion negativa se indica en microsegundos en la pantalla de visualization del multimetro (1).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la existencia de un error de bobinado se determina en funcion de la concordancia de un parametro de las senales de respuesta (24).
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que un error de bobinado se indica si la diferencia de un parametro de las senales de respuesta evaluadas (24), en particular la duracion de tiempo de una oscilacion o de una semioscilacion, sobrepasa un valor de umbral predeterminado o si difiere de un valor comparativo previamente determinado en mas que un valor predeterminado.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como capacidad se usa un condensador (9).
  5. 5. Dispositivo de medicion para determinar errores de bobinado a traves de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
    - un multimetro (1) que comprende una fuente de alta tension (16) , as! como
    - una unidad de impulsos (2) que presenta una capacidad y un descargador de chispas de conmutacion (11) conectado a la misma, en donde la capacidad se puede cargar con una tension y con el descargador de chispas de conmutacion (11) se puede emitir un impulso de tension al sobrepasarse una tension disruptiva.
  6. 6. Dispositivo de medicion de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado por que una resistencia de descarga (10) se encuentra conectada en paralelo a la capacidad.
  7. 7. Dispositivo de medicion de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que la unidad de impulsos (2) presenta una resistencia protectora (13).
  8. 8. Dispositivo de medicion de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que la unidad de impulsos (2) comprende por lo menos un fusible (12).
  9. 9. Dispositivo de medicion de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por que la unidad de impulsos (2) como salida presenta por lo menos dos conexiones (14, 15), con las que la unidad de impulsos (2) se puede conectar a un bobinado (3, 5, 6).
  10. 10. Dispositivo de medicion de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado por que la unidad de impulsos (2) como entrada presenta por lo menos dos conexiones (7, 8), con las que la unidad de impulsos (2) se puede conectar a un dispositivo externo, en particular a un multimetro (1).
  11. 11. Dispositivo de medicion de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado por que la unidad de impulsos (2) forma parte de un dispositivo de medicion electronico, en particular de un multimetro (1).
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