TWI588498B - 馬達線圈缺損的檢測裝置及其檢測方法 - Google Patents

Description

馬達線圈缺損的檢測裝置及其檢測方法

本發明係關於一種馬達線圈缺損的檢測裝置及其檢測方法，特別是一種依據馬達線圈產生輝光放電來檢測馬達線圈缺損的檢測裝置及其檢測方法。

馬達（motor）或稱電動機是目前工業上最常應用的致動元件。馬達的線圈係經由層層的堆疊捲繞而形成，且馬達的線圈通常披覆絕緣漆，來使每一層的線圈彼此絕緣。然而，若馬達的線圈上有彎折、刮傷或其他使得絕緣漆缺損的情形，馬達就有可能會在運作時發生短路跳電的情況，更嚴重地會造成線圈發熱甚至燒毀。

一般而言，馬達捲繞線圈後，會經過耐壓測試及層間測試兩道程序，測試通過的馬達之後再組裝為完整的馬達。然而，當馬達的線圈真的有缺損時，於耐壓測試及層間測試的程序中，施加予馬達的高電壓很可能直接造成馬達損壞燒毀而無法挽救，從而增加了馬達製造的成本。

本發明在於提供一種馬達線圈缺損的檢測裝置及其檢測方法，藉以解決耐壓測試及層間測試程序中，施加予馬達的高電壓很可能直接造成馬達損壞燒的問題。

本發明所揭露的馬達線圈缺損的檢測方法，具有提供氣壓於預設氣壓範圍內的檢測腔室。於檢測腔室中設置待測馬達。提供電壓值範圍內的測試電壓至待測馬達。依據待測馬達的線圈是否產生輝光放電，判斷待測馬達的線圈是否有缺損。

本發明所揭露的馬達線圈缺損的檢測裝置，具有容置腔體、抽氣幫浦及測試分析儀。容置腔體具有檢測腔室，檢測腔室用以設置待測馬達。抽氣幫浦用以對檢測腔室進行抽氣，使檢測腔室的氣壓於預設氣壓範圍內。測試分析儀提供電壓值範圍內的測試電壓至待測馬達，並依據待測馬達的線圈是否產生輝光放電，判斷待測馬達的線圈是否有缺損。

根據上述本發明所揭露的馬達線圈缺損的檢測裝置及其檢測方法，藉由將待測馬達設置於氣壓低於預設氣壓值的檢測腔室中，可以透過施加電壓值較低的電壓至待測馬達，讓線圈缺損的地方產生輝光放電，據以避免高電壓對待測馬達造成直接的傷害，並且在得知線圈缺損的部位時可以對待測馬達進行修補，從而降低馬達的生產成本。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1至圖3，圖1係根據本發明一實施例所繪示之檢測裝置的立體示意圖，圖2係根據本發明一實施例所繪示之檢測裝置的功能方塊圖，圖3係根據本發明一實施例所繪示之崩潰電壓與氣壓和電極距離乘積的曲線圖。如圖所示，檢測裝置10具有容置腔體11、抽氣幫浦15及測試分析儀13。容置腔體11具有用以提供氣壓於預設氣壓範圍內的檢測腔室，檢測腔室用以設置待測馬達20。測試分析儀13提供電壓值範圍內的測試電壓至待測馬達20，並依據待測馬達20的線圈是否產生輝光放電，判斷待測馬達20的線圈是否有缺損。

更詳細來說，容置腔體11例如為圖1所示圓柱狀的腔體，具有基座111及外罩112，於其他實施例中容置腔體11亦可以為蛋形或其他合適的形狀，本實施例不予限制。基座111和外罩112之間具有加強氣密性的膠條。基座111上設置有固定架113，固定架113用以讓待測馬達20置放。容置腔體11連通於抽氣幫浦15，由抽氣幫浦15抽取檢測腔室中的空氣，使檢測腔室的氣壓控制於預設氣壓範圍內。待測馬達20例如為繞線後的馬達，亦即待進行耐壓測試及層間測試的馬達或其他合適的馬達，本實施例不予限制。

當欲進行待測馬達20的層間測試時，測試分析儀13電性連接於待測馬達20的其中兩個線圈，亦即將正極端和負極端電性連接至馬達兩個不同的線圈中，以兩個線圈一組的方式測試待測馬達20的層間耐壓。當欲進行待測馬達的耐壓測試時，測試分析儀13的一端電性連接於待測馬達20的線圈，另一端電性連接於馬達外殼，以進行線圈的耐壓測試。此部分耐壓測試和層間測試的實施方式僅為方便說明之用，並非加以限制待測馬達20和測試分析儀13之間的連接方式。

於一個實施例中，檢測裝置10具有控制器17，用以依據檢測腔室的氣壓大小，從第一查找表中判斷測試電壓的電壓值範圍，並將電壓值範圍設定於測試分析儀13。例如圖3所示，以空氣的曲線來看，崩潰電壓的低點位置大致上位於0.4～1.5mmHg×cm之間，也就是說，當氣壓和電極距離乘積介於0.4～1.5mmHg×cm之間時，兩電極之間可以較低的崩潰電壓，產生崩潰電流。而依據湯遜（Townsend）的火花放電條件式（Sparking criterion）選擇輝光放電的氣壓範圍1～10mmHg。當檢測腔體的壓力範圍介於1～10mmHg之間時，控制器17依據氣壓和電極距離乘積介於0.4～1.5的範圍，設定測試分析儀13輸出對應電壓值範圍的測試電壓，以檢測馬達線圈是否有缺損。

舉例來說，以線圈缺損的距離為0.1cm來看，當檢測腔室的氣壓控制在10mmHg時，第一查找表可以指示測試分析儀13提供370V～410V的電壓予待測馬達20。當檢測腔室的氣壓控制在9mmHg時，第一查找表可以指示測試分析儀13提供360V～400V的電壓予待測馬達20。檢測腔室的氣壓控制在8mmHg時，第一查找表可以指示測試分析儀13提供350V～390V的電壓予待測馬達20，其他以此類推。據以建立於線圈缺損的距離為0.1cm下，檢測腔室的氣壓和測試分析儀13提供電壓範圍之間關係的第一查找表。同理地，第一查找表中可具有線圈缺損的距離為0.2cm下，檢測腔室的氣壓和測試分析儀13提供電壓範圍之間關係表，於間隙為0.3cm下，檢測腔室的氣壓和測試分析儀13提供電壓範圍之間關係表，之後以此類推。線圈缺損的距離例如是進行耐壓測試時，線圈缺損與馬達外殼之間的距離，或是進行層間測試時，待測馬達20兩個不同線圈上的缺損距離，但不以此為限。

於另一個實施例中，控制器17更依據提供給待測馬達20的測試電壓，從第二查找表中判斷待測馬達20的線圈缺損的距離範圍，第二查找表可以依據第一查找表來建立，例如依據檢測腔室的氣壓於不同的特定氣壓值下，建立測試電壓的電壓值範圍和缺損距離範圍的關係，詳細的說明容後以具體的實施例說明。

於本實施例中，由於輝光放電產生的氣壓範圍介於1～10mmHg之間，因此當檢測腔室的氣壓控制於1～10mmHg內時，如果待測馬達20的線圈有缺損，且測試分析儀13提供給待測馬達20的測試電壓達到可以讓待測馬達20的線圈缺損與外殼之間產生輝光放電時，線圈的缺損就會產生輝光放電，進而檢測出待測馬達20線圈具有缺損的位置。同理地，測試分析儀13提供給待測馬達20的測試電壓可以讓待測馬達20的兩個線圈上的缺損產生輝光放電時，亦可以依據輝光放電的位置檢測出待測馬達20兩個線圈的缺損位置。

在習知的馬達檢測中，為了進行馬達的耐壓測試及層間測試，施加予馬達的高電壓通常都高於2400V以上，讓線圈缺損的地方產生電弧放電，才能檢測出馬達線圈的缺損，惟電弧放電對馬達具有高度傷害，很可能直接造成馬達損壞燒毀而無法挽救。然而，於本實施例中，藉由將待測馬達20設置於氣壓低於預設氣壓值的檢測腔室中，本實施例可以透過施加電壓值至少低於1500V以下的電壓至待測馬達20，讓線圈缺損的地方產生輝光放電，以得知線圈缺損的部位，從而在線圈具有缺損，對線圈進行修補，進而降低馬達的生產成本。

接下來，請一併參照圖4及圖5，圖4係根據本發明另一實施例的繪示之測試治具的立體示意圖，圖5係根據本發明一實施例所繪示之第二查找表的曲線圖。如圖所示，檢測裝置10具有測試治具19。測試治具19具有第一導電件191、第二導電件192及位置調整件。位置調整件例如載盤193和轉動件194。於本實施例圖示中，第一導電件191設置於載盤193上，並且由轉動件194受控於其他自動化轉動裝置，例如轉動馬達，來轉動載盤193下的螺旋軸，使載盤193移動來位移第一導電件191，進而調整第一導電件191和第二導電件192之間的間隙寬度。於其他實施例中，位置調整件可以移動第一導電件191和第二導電件192其中之一來調整間隙的寬度，亦可以同時移動第一導電件191和第二導電件192來調整間隙的寬度，本實施例不予限制。此外，測試治具19亦具有刻度193，以提供使用者得知第一導電件191位移的距離和間隙的寬度，但並不以此為限。

於一個實施例中，測試治具19在檢測待測馬達20之前，可被設置於容置腔體11的檢測腔室中，由測試分析儀13提供電壓至第一導電件191及第二導電件192，並依據第一導電件191及第二導電件192之間的間隙是否產生輝光放電的結果，建立第二查找表。第二查找表指示間隙的寬度與測試分析儀13提供電壓的關係。

舉例來說，例如將氣壓和電極距離乘積的條件設定於0.5～1mmHg×cm，並將檢測腔室內的氣壓控制於1mmHg。當要檢測兩個線圈之間距離1cm內的缺損，或線圈缺損與馬達外殼距離1cm內的缺損時，依據例如圖3指示當氣壓和電極距離乘積為1時，測試分析儀13提供370V～410V的電壓對測試治具19進行測試。而測得當測試電壓為410V時，測試治具19產生輝光放電，據以建立第二查找表的內容。其他測試情形例如當檢測線圈缺損距離為0.9cm內的缺損時，依據圖3指示的電壓範圍對測試治具19進行測試，而測得當測試電壓為390V時，測試治具19會產生輝光放電，之後以此類推，而建立了第二查找表，如圖5和下表所示。 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0001"><TBODY><tr><td> 缺損距離(cm) </td><td> 1 </td><td> 0.9 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.6 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 測試電壓(V) </td><td> 410 </td><td> 390 </td><td> 375 </td><td> 365 </td><td> 355 </td><td> 345 </td></tr></TBODY></TABLE>

之後，控制器17便能依據第二查找表來設定測試分析儀13提供給待測馬達20的測試電壓，以確定當待測馬達20未產生輝光放電時，是由於測試電壓不足無法使缺損產生輝光放電，或是待測馬達確實沒有缺損的狀況。前述的實施例中，測試電壓的數值、檢測腔室內的氣壓和對應的缺損距離僅為方便說明之用，並非加以限制本發明。

於實際的例子中，當測試分析儀13提供測試電壓至待測馬達20時，待測馬達20會依據測試電壓，產生反饋的電流至測試分析儀13。測試分析儀13再依據待測馬達20反饋的電流是否超過預設電流值，來判斷待測馬達20的線圈是否具有缺損。換言之，當待測馬達20具有缺損而產生輝光放電時，待測馬達20反饋的電流值亦會超過預設電流值，透過測試分析儀13的判斷亦可據以得知待測馬達20的線圈是否具有缺損。

於一個實施例中，當待測馬達20反饋的電流超過預設電流值時，測試分析儀13將停止輸出測試電壓至待測馬達20，並發出警示訊息來告知測試人員。於另一個實施例中，檢測裝置10更具有感測器電性連接測試分析儀13，用以當測試分析儀13判斷待測馬達20的線圈有缺損時，由感測器對待測馬達20產生的輝光放電進行影像拍攝。感測器可以受控於測試分析儀13產生的控制訊號對待測馬達20進行影像拍攝，感測器亦可自行偵測待測馬達20上的光反應，而對待測馬達20進行拍攝。於其他實施例中，感測器可環繞於待測馬達20的四周圍來對待測馬達20進行影像拍攝，本實施例不予限制。

為了更清楚地說明檢測裝置10的檢測方法關係，請一併參照圖2與圖6，圖6係根據本發明一實施例所繪示之檢測方法的步驟流程圖。如圖所示，於步驟S301中，容置腔體11和抽氣幫浦15提供氣壓低於預設壓力值的檢測腔室。於步驟S303中，測試分析儀13提供一個電壓值範圍內的測試電壓至待測馬達20。於步驟S305中，測試分析儀13依據待測馬達20的線圈是否產生輝光放電，判斷待測馬達20的線圈是否有缺損。

於另一個實施例中，請一併參照圖2與圖7，圖7係根據本發明另一實施例所繪示之檢測方法的步驟流程圖。如圖所示，於步驟S401中，容置腔體11和抽氣幫浦15提供氣壓低於預設壓力值的檢測腔室。於步驟S403中，依據檢測環境的壓力，從第一查找表中判斷電壓值範圍。於步驟S405中，提供電壓值範圍內的測試電壓至待測馬達20。於步驟S407中，依據待測馬達20的線圈是否產生輝光放電，判斷待測馬達20的線圈是否有缺損。於步驟S409中，依據待測馬達20反饋的電流是否超過預設電流值，判斷該待測馬達20的線圈有缺損。於步驟S411中，依據提供給待測馬達20的測試電壓，從第二查找表中判斷待測馬達20線圈缺損的距離範圍。

綜合以上所述，本發明實施例提供一種馬達線圈缺損的檢測裝置及其檢測方法，藉由將待測馬達設置在氣壓於預設氣壓範圍內的檢測腔室中，可以透過施加電壓值較低的電壓至待測馬達，讓線圈缺損的地方產生輝光放電，據以得知馬達線圈是否有缺損，進而對線圈進行修補。據此，可以避免待測馬達在高電壓下產生電弧放電，直接對待測馬達造成傷害，並且降低馬達的生產成本。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

10‧‧‧檢測裝置

11‧‧‧容置腔體

111‧‧‧基座

112‧‧‧外罩

113‧‧‧固定架

13‧‧‧抽氣幫浦

15‧‧‧測試分析儀

17　控制器 19　測試治具 191　第一導電件 192　第二導電件 193　載盤 194　轉動件 195　刻度 20　待測馬達

圖1係根據本發明一實施例所繪示之檢測裝置的立體示意圖。 圖2係根據本發明一實施例所繪示之檢測裝置的功能方塊圖。 圖3係根據本發明一實施例所繪示之崩潰電壓與氣壓和電極距離乘積的曲線圖。 圖4係根據本發明另一實施例的繪示之測試治具的立體示意圖。 圖5係根據本發明一實施例所繪示之第二查找表的曲線圖。 圖6係根據本發明一實施例所繪示之檢測方法的步驟流程圖。 圖7係根據本發明另一實施例所繪示之檢測方法的步驟流程圖。

10　檢測裝置 11　容置腔體 111　基座 112　外罩 113　固定架 13　測試分析儀 15　抽氣幫浦 20　待測馬達

Claims (11)

1. 一種馬達線圈缺損的檢測方法，包括：設置氣壓於一預設氣壓範圍內的一檢測腔室，該檢測腔室中設置一待測馬達；提供一電壓值範圍內的一測試電壓至該待測馬達；以及判斷該待測馬達依據該測試電壓反饋的電流值是否超過一預設電流值；判斷該待測馬達的線圈是否產生一輝光放電；當該待測馬達的線圈產生該輝光放電且該待測馬達反饋的電流超過該預設電流值時，判斷該待測馬達的線圈有缺損。
2. 如請求項1所述之馬達線圈缺損的檢測方法，更包括依據該檢測腔室的氣壓大小，從一第一查找表中判斷該測試電壓的該電壓值範圍。
3. 如請求項1所述之馬達線圈缺損的檢測方法，更包括依據提供給該待測馬達的該測試電壓大小，從一第二查找表中判斷該待測馬達的線圈缺損的距離範圍。
4. 如請求項1所述之馬達線圈缺損的檢測方法，其中該預設氣壓範圍為1~10毫米汞柱。
5. 一種馬達線圈缺損的檢測裝置，包括：一容置腔體，具有一檢測腔室，該檢測腔室用以設置一待測馬達；一抽氣幫浦，用以對該檢測腔室進行抽氣，使該檢測腔室的氣壓於一預設氣壓範圍內；以及 一測試分析儀，提供一電壓值範圍內的一測試電壓至該待測馬達，該測試分析儀判斷該待測馬達依據該測試電壓反饋的電流是否超過一預設電流值，並依據該待測馬達的線圈是否產生一輝光放電，判斷該待測馬達的線圈是否有缺損，其中當該待測馬達的線圈產生該輝光放電且該待測馬達反饋的電流超過該預設電流值時，判斷該待測馬達的線圈有缺損。
6. 如請求項5所述之馬達線圈缺損的檢測裝置，更包括一控制器，用以依據該檢測腔室的氣壓大小，從一第一查找表中判斷該測試電壓的該電壓值範圍，並將該電壓值範圍設定於該測試分析儀。
7. 如請求項6所述之馬達線圈缺損的檢測裝置，更包括一測試治具，具有一第一導電件、一第二導電件及一位置調整件，該第一導電件及該第二導電件之間具有一間隙，該位置調整件用以移動該第一導電件和該第二導電件其中至少一以調整該間隙的寬度。
8. 如請求項7所述之馬達線圈缺損的檢測裝置，其中該測試治具設置於該檢測腔室中，該測試分析儀提供電壓至該第一導電件及該第二導電件，並依據該第一導電件及該第二導電件之間的該間隙產生該輝光放電的結果，建立一第二查找表，該第二查找表指示該間隙的寬度與該測試分析儀提供電壓的關係。
9. 如請求項8所述之馬達線圈缺損的檢測裝置，其中該控制器更依據提供給該待測馬達的該測試電壓，從該第二查找表中判斷該待測馬達的線圈缺損的距離範圍。
10. 如請求項5所述之馬達線圈缺損的檢測裝置，更包括一感測器，電性連接該測試分析儀，用以偵測該待測馬達的線圈產生的該輝光放電。
11. 如請求項5所述之馬達線圈缺損的檢測裝置，其中該預設氣壓範圍為1~10毫米汞柱。