交直流電機多功能檢測儀的製作方法
2023-11-01 02:14:17
專利名稱：交直流電機多功能檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型所述的交直流電機多功能檢測儀是一種用於檢測判斷交流電機三相繞組引出線極性和直流電機電樞與換向極之間極性的檢測儀器。
目前在對電機檢修的現有技術中，分交流電機檢修和直流電機檢修。對交流電機(電動機、發電機)三相繞組的六根引出線極性的判斷一般採用萬用表與外加電池配合法或用燈泡法及變壓器法進行檢測，但上述方法操作麻煩、連線多、易產生失誤；故由於對繞組起端和末端判斷錯誤，使剛修復的電機繞組通電後很快燒毀，從而造成經濟損失。現有對交流電機三相繞組之間線圈匝數是否一致的檢測是採用電阻法檢測，而對於大型電機因繞組直流電阻很小，用萬用表電阻檔無法檢測；而對於小型電機雖然可以檢測，但其誤差很大。若使用線圈匝數測試儀對於已嵌入電機定子鐵芯的線圈又無法檢測，只有用電橋測量其各繞組間直流電阻；但此種儀器價格較高、操作麻煩、易於損壞。而對於交流電機各相繞組中線圈組之間極性連接錯誤及各線圈組多接或者漏接又無任何方法可檢測。在對直流電機(電動機、發電機)大修時，需要將電樞抽出，以往電機檢修人員需要先將與電刷架相連接的兩根主線拆開，並對主線以及與其相連接的電刷架上作出標記，以便在電機檢修後聯線不致接反。但在檢修過程中經常把所做的標記弄丟而搞錯、即使標記完好，而由於裝配時誤將端蓋掉轉180°而使兩根主線與電樞連接位置顛倒，從而將換向極與電樞間連接極性搞錯。而接線出錯在電機空載試驗時一般很難發現，但當電機安裝在設備上帶負載運行時，則將產生強烈的火花而使換向器換向片間的焊錫熔化，從而造成返修的嚴重後果。針對現有技術中所存在的問題，研製一種新型的交直流電機多功能檢測儀，以克服現有技術中存在的問題，適應目前交直流電機檢修的需要是十分必要的。
針對現有技術中所存在的問題，本實用新型的目的是研製一種結構新穎、性能先進、功能齊全、操作簡便、檢測可靠、價格低廉的新型交直流電機多功能檢測儀。本實用新型利用電磁感應原理與專用探測頭相配合可對交直流電機(電動機、發電機)完成不同的測試內容，從而保證檢修後的電機極性及各接線位置正確，無多接、漏接及繞組通斷判定等項目。從而可滿足對交直流電機檢修儀器的需求。所以本實用新型是一種適於實用的新型交直流電機多功能檢測儀。
本實用新型提供一種交直流電機多功能檢測儀，其結構由電磁感應控制電路和探測頭(2)所構成；電磁感應控制電路具有電源變壓輸出電路、整流電路、控制電路和檢測電路；可實現對交流電機的引出線極性判定、三相繞組之間匝數平衡檢測、各繞組中的線圈組之間極性連接狀況或漏接及通斷檢測、可實現對直流電機的各換向極繞組間連接極性排列是否正確的檢測判定及對與電刷架相連接的兩根主線與其相對應的電刷架之間接線位置的檢測。本實用新型所述的控制電路由四組交流接觸器、轉換開關K2、控制按鈕QAA、QAB、QAC、交流接觸器的四觸點開關H、K、M、N、Q、S及其連接線路所組成；每個四觸點開關H、K、M、N、Q、S分別與接線柱G、J、L、P、R、T相連接，並且其開關的另外相對應的四個觸點分別為與電機相連的六個極，而且根據電機起端和末端的偏號同電機輸出接線一一對應；交流接觸器J4為單個，其餘三組交流接觸器均為兩個並聯而成為一組。本實用新型所述的檢測電路由插孔開關ZEC、ZG、接線柱Z、＊、R、量程控制開關K3、極性按鈕開關QAZ、電壓表V1、V2、觸點開關J4、電阻R1～R4、二極體ZD2及其連接線路所組成。本實用新型所述的探測頭(2)由金屬導體和接線插頭所組成，其導體形狀為圓形式和扁形折線式以適應對不同工況的檢測。
本實用新型的採用為交直流電機的檢修部門提供了一種新型的檢測設備，從而解決了多年來電機檢修部門許多難以解決的問題。給電機檢修工作創造了極為方便的條件、提高了工作效率。本實用新型主要具有以下功能1、檢測判斷交流電機(電動機、發電機)三相繞組引出線極性(起端－末端)。
2、檢測判斷交流電機三相繞組之間線圈匝數是否平衡。
3、判斷交流電機各相線圈組之間極性連接是否正確。
4、判斷交流電機各相繞組中的線圈組是否多接或少接。
5、檢測繞組的通斷。
6、直流電機(電動機、發電機)電樞與換向極之間極性判斷。
7、判定直流電機激磁繞組之間極性連接是否正確。
8、檢測直流電機電樞繞組與換向片間有無斷路或接觸不良。
9、檢測電樞繞組匝間短路及換向片間短路等故障。
本實用新型具有體積小、重量輕、攜帶方便、使用簡單、功能齊全、檢測準確等特點。故而是一種效果極佳的新型交直流電機多功能檢測儀，本實用新型的採用必將具有重大的經濟效益和社會效益。
本實用新型共有九張附圖，其中附
圖1、2、3－－交直流電機多功能檢測儀的電磁感應控制電路結構圖。
附圖4－－電機繞組起、末端結構示意圖。
附圖5、6、7－－交流接觸器觸點開關控制轉換圖。
附圖8－－直流電機檢測示意圖。
附圖9－－探測頭、檢測線連接結構圖。
圖中K1－電源開關。
K2－測量「交」「直」流電機轉換開關。
K3－量程控制開關。
J1、J2、J3、J4－交流接觸器觸點開關1－換向極繞組和磁極鐵芯。
2－探測頭。
3－臨時短接線。
Z、＊、R－接線柱(Z為紅色接線柱、＊為黑色接線柱)QAZ－極性按鈕開關。
A、B－同電刷架相連接的兩根大線。
本實用新型的具體實施例如附圖所示，在實施例中分別對三相交流電機的檢測和對直流電機的檢測進行說明一、三相交流電機(電動機、發電機)三相繞組引出線(起－－末端)極性判定。三相繞組之間匝數誤差判斷，三相繞組中線圈組之間極性連接是否正確(接反)判斷，線圈通路、斷路判斷，繞組中線圈組是否有多接或少接判斷。
工作原理因交流電機三相繞組如圖4所示，共同嵌線在形成閉合磁路的定子(轉子－對於繞線型電機)鐵芯中。根據電磁感應原理，如將三相繞組中的某相繞組例WA接入交流電源(此時WA相當於單相變壓器的一次側繞組)則另兩相繞組(WB、WC)便有感應電壓產生(此時WB、WC相當於單相變壓器的兩個二次側繞組)其電壓大小與其匝數成正比。
如果把WB與WC繞組的同極性端(起端與起端之間或末端與末端之間)相串聯，則合成電壓UWBC＝UWB＋UWC。
根據上述原理和規律通過六個中間繼電器(相當於三個中間繼電器用－－因單個繼電器的接點數不夠用，所以將兩個繼電器，並聯使用見附圖1)。J1、J1、J2、J2、J3、J3的控制轉換(見附圖5、6、7)便完成上述檢測項目(詳圖見附圖1、2、3)。
使用方法和操作順序1、插上電源插頭，合上儀器箱面左側電源開關K1電源指示燈HD亮，把「交」「直」轉換開關K2扳向「交」側(見附圖1)先把一對檢測棒分別接在儀器箱右下側接線板上「R」「＊」兩接線柱上(見附圖3)然後用此對檢測棒分別測量電機接線盒內六根引出線。如其中兩根為同一繞組時，此時，儀器箱面上的V2表(見附圖3)指針便向右偏轉，則可將其定為A相繞組(WA)。用同樣的方法判定，分別屬於B相和C相繞組(WB、WC)的兩根引出線(用上述方法也可用來檢測其它電器線圈或控制迴路的斷路與通路－－相當於萬用表的歐姆檔)。
2、把設為A相繞組(WA)的兩根引出線，隨意分別接在儀器箱正下側；標示為1、4(A相線組)兩個接線柱上。(見附圖2)。
把設定為B相繞組(WB)的兩根引出線、隨意分別接在儀器箱正下側標示為2、5(B相繞組)兩個接線柱上。(見附圖2)。
把設為C相繞組(WC)的兩根引出線，隨意分別接在儀器正下側標示為3、6(C相繞組)兩個接線柱上。(見附圖2)。
3、(1)按下儀器箱面上的A相按鈕(QAA)後，此時中間繼電器J1和J1吸合(見附圖2)儀器箱面上的V1表指針便向某一方向(「＋」方向「－」方向)偏轉(見附圖(3))。請記下指針的偏轉方向和指示的數值大小，(以此為標準)並根據V1表指示的數值大小用量程開關K3控制量程(見附圖3)。
(2)再分別按下B相(QAB)和C相(QAC)按鈕此時中間繼電器J2、J
和J3、J
分別吸合(見附圖2)看V1表指針的偏轉方向和數值大小是否與(1)相同。
(3)如進行(2)項操作時V1表指針偏轉方向和指示的數值大小都與(1)相同時，則說明接在儀器箱正下側接線柱(見附圖2)的電機三相繞組(WA、WB、WC)的六根引出線的極性(起－末端)與各接線柱上的極性標號是一致的(即接在「1」接線柱上的引出線為A相繞組的起端，接在「4」接線柱上的引出線為A相繞組末端，以此類推)。
(4)因在進行(1)(2)項操作時V1表指示的數值大小都相同則說明三相繞組之間匝數均相同(在線圈繞制和嵌線過程中匝數無差錯)(5)如B相雖然V1表指針偏轉方向與A相，C相相同，但指示數值大小與A相、C相不一樣時(A相與C相則相同)則說明B相繞組的匝數有偏差(數值之間偏差量越大，則說明匝數誤差就越大)，如果B相V1表的指示數值，高於A相、C相數值則表示B相繞組匝數少於A相，C相繞組匝數，如B相V1表指示數值低於A相C相數值時，則表示B相繞組匝數多於C相A相繞組匝數(V1表指示數值大小與實際匝數的多少成反的關係)(6)操作過程如(1)(2)例三相繞組間測試時V1表指針偏轉方向都相同，但之間的指示數值相差過大如B相指示的數值與A相、C相的數值比較差1／3或1／4等(與繞組中線圈組的數量多少有關)則說明B相繞組中的線圈組之間連線有多接或少接的地方，其對應關係與(5)相同。
(7)在進行(1)(2)項操作時，例如按下A相按鈕(QAA)後，V1表指針向正方向偏轉，其指針指示出某一數值，而按下B相按鈕(QAB)和C相按鈕(QAC)時，V1表指針不動指示為零，則說明A相繞組的兩根引出線的實際極性與 1 4(A相線組)接線柱上的極性標號相反，而B相繞組的兩根引出線和C項繞組的兩根引出線的實際極性與2、5(B相繞組)；3、6(C相繞組)接線柱上的標號相同，如果某項按鈕按下後，V1表有指示，而其它兩相按鈕按下後V1表指示為零，則說明無指示的兩相繞組引出線實際極性標定正確，而有指示的那相繞組引出線極性標定錯了，所以只要把指示的那相繞組兩根引出線的標定極性對調一下即可。
4、綜上所述，可以看出只要經過一次測試就可同時完成交流電機的五種測試項目即(1)繞組通路斷路檢查。(2)電機繞組之根引出線的極性判斷定。(3)三相繞組之間匝數誤差判別。(4)各相繞組中的線圈組之間連線極性是否有接反接錯。(5)各相繞組的線圈組有無多接和少接。
二、直流電機(電動機、發電機)電摳與換向極之間的極性判斷(工作原理為楞次定律)1、接上電源把電源開關K1扳到接通位置，此時電源指示燈HD亮，把量程開關K3扳向右側(V2表側)把探側頭插頭插入儀器箱右下側的ZG插孔內(見附圖9)把「交」「直」轉換開關K2扳向「直」側。
2、將兩根測試線中紅色接線勾接在儀器箱右下側的「Z」接線柱上把黑線接線勾接在「＊」接線柱上(見附圖3)再將這兩根測試線的另一頭的紅、黑兩個接線頭，分別夾在電機接線盒內的兩根主幹線上。(並以此為基準)。
3、把準備與電刷架相連接的A B 兩根大線，臨時短接(見附圖8)4、按照換向極排例位置，依次將探側頭與被測換向極鐵芯接觸(見附圖8)，並分別按下儀器箱面右側的極性按鈕開關QAZ(見附圖3)此時V2表指針必然會向某一方向偏轉(注意其指針擺動一下後又回復原位)記下QAZ按下瞬間V2表指針偏轉方向，並以此為標準。
5、如相鄰兩換向極鐵芯的測試結果在V2表指針偏轉方向是相反的，則說明相鄰兩換向極繞組連接極性是正確的，如兩鄰兩換向極鐵芯測試結果在V2表指針偏轉方向是相同的，則說明這兩個換向極繞組中連線有一個是接錯了。(採用上述方法同樣可對直流電機的激磁繞組間的極性連接是否正確進行檢測)。
6(1)為便於直觀的了解各換向極之間的極性排列，為下一步確定A B大線與電刷架的正確接線位置。請根據被檢修電機中各換向極之間的實際連線和依據第4項的測試結果，畫出並標明各換向極的極性方向如圖8所示。
(2)根據被檢修電機的極對數(例如四極電機)則將紅、黑接線夾分別放在電摳換向器圓周的約1／4的換向片上(即放在兩個相鄰電刷架所跨接的換向片上不要求精確－－如為兩極電機則將紅、黑接線夾放在換向器圓周的約1／2處換向片上)並使之接觸良好，然後把探測頭，放在與紅、黑接線夾之間所對應的電樞鐵芯上。
(3)按下儀器箱面右側的極性按鈕QAZ(見附圖3)此時V2表的指針偏轉方向應於定子中所對應的3換向極在圖8中所示的偏轉方向一致(如相反，可將紅、黑接線夾對調，使其與3號換向極在圖8中所標示的偏轉方向一致)然後根據測試結果做出標示，為A、B線與電刷架之間正確接線做準備。
7、對於所有換向極繞組先都連接在一起再與電樞串聯的直流電機a對於電動機——電機接線盒中與換向極線圈串聯的那根主幹線如果接在紅接線夾上(Z——＋)如圖8中所示，則A號大線應接在紅色接線夾所對應的電刷架上。b、對於發電機－－電機接線盒中與換向極線圈串聯的那根主幹線接在紅色線夾上(Z——＋)如圖8中所示，則A大線應接在黑色接線頭(一)所對應的電刷架上。c、A號大線與電刷架之間聯線位置確定之後，B號大線與電刷架的連接位置也就隨之確定了。
8、對於1／2的換向極繞組連接後與電樞串聯再與另1／2換向極繞組連接的電機，其操作方法與1～7相同(以四極電極為例)如圖8所示。
9、對於檢修完畢已裝配成型待出廠的直流電機中A號、B號大線接線是否正確檢測。
操作方法更換如圖9所示型狀的探測頭。
其它操作順序為上述1、2、3項。
然後把探測頭放在電樞鐵芯與任意換向極鐵芯的氣隙之中。
再按下極性電鈕QAZ(見附圖3)此時V2表指針(見附圖3)如果向某一方向明顯偏轉(其所示的數值和偏轉方向均不必考慮，只要V2表在QAZ按鈕按下後，指針有明顯擺動即可)則證明A號B號大線接線正確。
反之如果V2表指針不動無指示(或擺動極小)則證明AB大線接反。
三、利用電壓降原理測量判斷直流電機(電動機、發電機)電樞繞組與換向片(升高片)是否有斷路，接觸不良，電樞繞組間匝間短路及換向片間短路等故障。
使用方法和操作順序1、插上電源，將電源開關K1扳到接通位置，此時電源指示燈HD亮(見附圖1)。
2、把儀器箱面上的「交」「直」轉換開關K2撥到「直」側即V2表側(見附圖1)。
3、分別把ZEC和ZG插頭分別插入ZEC和ZG插孔上(見附圖3)。
4、將兩對檢測筆(每對檢測筆中均為紅黑色各一個)分別與兩相鄰的換壓片接觸。
5、此時V2表指針(見附圖3)便向某一方向偏轉並指示出一定的數值，請記住指針的偏轉方向和指示的數值大小並以此為標準。
6、沿著換向器依次挪動，兩對檢測筆在換向位上的位置，如電摳繞組與換向位之間無故障，則V2表指針的偏轉方向及指示的數值大小，均應相同。
7、如發現在某兩相換向片間V2表的指示數值與已測的標準值不同例高於標準值，則說明電樞繞組與該換向片間接觸不良，如V2表指示的數值與標準值相差過大(高於)則證明該處換向片與電樞繞組間有開路故障。
8、如V2表指示數值低於標準值則說明接與兩對檢測筆間換向片上的電樞線圈有匝間短路故障。
9、如V2表的指示數為零則說明按與兩對檢測筆間的換向片有短路故障。
10、如V2表指針偏轉方向與標準值相反，則證明該處電樞線圈與換向片間連線位置接錯了。
權利要求1.一種交直流電機多功能檢測儀，其特徵在於由電磁感應控制電路和探測頭(2)所構成；電磁感應控制電路具有電源變壓輸出電路、整流電路、控制電路和檢測電路；可實現對交流電機的引出線極性判定、三相繞組之間匝數平衡檢測、各繞組中的線圈組之間極性連接狀況或漏接及通斷檢測、可實現對直流電機的各換向極繞組間連接極性排列是否正確的檢測判定及對與電刷架相連接的兩根主線與其相對應的電刷架之間接線位置的檢測。
2.根據權利要求1所述的交直流電機多功能檢測儀，其特徵在於控制電路由四組交流接觸器、轉換開關K2、控制按鈕QAA、QAB、QAC、交流接觸器的四觸點開關H、K、M、N、Q、S及其連接線路所組成；每個四觸點開關H、K、M、N、Q、S分別與接線柱G、J、L、P、R、T相連接，並且其開關的另外相對應的四個觸點分別為與電機相連的六個極，而且根據電機起端和末端的編號同電機輸出接線一一對應；交流接觸器J4為單個，其餘三組交流接觸器均為兩個並聯而成為一組。
3.根據權利要求1所述的交直流電機多功能檢測儀，其特徵在於檢測電路由插孔開關ZEC、ZG、接線柱Z、＊、R、量程控制開關K3、極性按鈕開關QAZ、電壓表V1、V2、觸點開關J4、電阻R1～R4、二極體ZD2及其連接線路所組成。
4.根據權利要求1所述的交直流電機多功能檢測儀，其特徵在於探測頭(2)由金屬導體和接線插頭所組成，其導體形狀為圓形式和扁形折線式以適應對不同工況的檢測。
專利摘要本實用新型提供了一種交直流電機多功能檢測儀。該儀器用於檢測判斷交流電機三相繞組引出線極性和直流電機電樞與換向極之間極性的檢測設備。其結構由電磁感應控制電路和探測頭所構成。本實用新型具有結構新穎、性能先進、功能齊全、操作簡便、檢測可靠、價格低廉等特點。本實用新型利用電磁感應原理與專用探測頭相結合可滿足對交直流電機(電動機、發電機)檢修儀器的需求。
文檔編號G01R31/34GK2123775SQ9221096
公開日1992年12月2日 申請日期1992年5月18日 優先權日1992年5月18日
發明者管福生 申請人:管福生