用於確定電樞線圈的線圈連接的電阻的方法和設備與流程

2023-04-25 22:01:47 2

本發明涉及用於藉助於在用於製造電動鐵芯組件及其相關繞組的生產線中（例如在製造電機的電樞中）使用的測試機來確定線圈連接的電阻和線圈的電阻的過程和設備。

通常針對每個線圈進行線圈連接到整流條或其他端子裝置，其他端子裝置用於在每個線圈和外部電源之間的電流通路。線圈連接正常通過將線圈的引線導體定位和熔合到具有鉤（「柄腳」）或其他適當配置的形式的端子來實現。

用於將引線導體永久地錨定到整流條的熔合機已經在EP 0419,849A1中進行描述。用於形成電動機的鐵芯的繞組線圈的機器已經在EP 484,766A2中進行描述。

通過測試儀器來驗證所製造的連接的質量，該測試儀器測量對整流條或任何其他類型的端子裝置的連接的電阻。該電阻指示所做出的連接的質量，即，引線是否已經被錨定有所需的電氣和機械屬性。

除了測量線圈連接的電阻以外，還驗證線圈的電阻。線圈的電阻指示已經纏繞的匝數、以及導體是否通過在纏繞期間應用的張力而被過度拉長或不夠緊。

在US 4,651,086和EP 695,946A2中已經描述了一種具有方法權利要求1的前序部分的特徵的用於確定電動機的繞組的線圈連接的電阻的過程，和根據權利要求8的前序部分的設備。

前述現有技術的測試儀器每次僅通過具有需要確定的連接的繞組的某些線圈來循環電流。此外，反饋調節迴路電路用於消除在剩餘的一系列線圈中循環的電流，同時保持該剩餘的系列線圈的相對引線基本上處於相同的電壓。以這種方式，其中電流循環的線圈的電壓和電流的測量和知識使得有可能確定該線圈的電阻及其連接的電阻。

該現有技術的缺點是，通過正在被驗證的線圈循環的電流受到影響，並且部分地從上述反饋調節迴路電路得到。在測量期間，調節​​在獲取可靠測試值之前需要一定的穩定時間。換言之，在進行確定線圈連接的電阻和線圈的電阻的測量之前需要一定的等待時間。等待時間通常是由於反饋調節系統的濾波效應而導致的。等待時間是懲罰時間，這減少了測試機在一定時間內可以測試的鐵芯的數目。

除了上述之外，同一測試機通常用於測量線圈連接的電阻和鐵芯的線圈的電阻二者，其中線圈具有顯著不同的尺寸。這些不同鐵芯種類的線圈可以具有非常不同的電感和電阻範圍。因此並且特別是在具有大的電阻值的線圈的情況下，應用用於執行測量的小電流可以容易地被部分分散。這導致線圈連接電阻和線圈電阻的確定中的較低的精度。

發明目的

因此，本發明的目的是提供一種上述類型的設備和方法，其中線圈電阻的確定可以更快。

本發明的目的也是使得有可能更快地確定線圈的電阻。

本發明的另一目的是使得連接的電阻的確定更準確。

本發明的目的也是使得線圈的電阻的確定更準確。

本發明的另一目的是提供一種方法和設備，該方法和設備能夠使用特別適合於被測試的線圈的尺寸的測試電壓或測試電流來確定線圈連接的電阻或線圈的電阻。

技術實現要素：

根據本發明，使用如權利要求1中指示的過程和如權利要求8中指示的設備來實現前述範圍。

本發明的過程和設備使用能夠消除線圈中確實需要被確定的電流的調節電路，然而不影響需要在其他線圈中循環的電流，在該線圈中需要進行測量。換言之，用於測量線圈連接的電阻和線圈的電阻的電流可以獨立於由調節電路用於消除在繞組的剩餘的系列線圈中通過的電流所使用的電流。

以該方式，還有可能使用電流測量，該電流測量特別適合於需要測量其電阻的線圈的尺寸。這導致測試機對於測試多個不同尺寸的線圈特別準確。

附圖說明

根據僅參考附圖通過非限制性示例給出的以下描述，本發明的其他特徵和優點將變得顯而易見，在附圖中：

圖1是包括提供有具有熔合線圈連接的繞組的電樞的電動組件的示例，

圖2是示出根據本發明的第一實施例的各種線圈連接的電阻和各種線圈的電阻的測量的電路圖，

圖3是示出根據本發明的第二實施例的各種線圈連接的電阻和各種線圈的電阻的測量的電路圖，

圖4是示出根據本發明的第三實施例的各種線圈連接的電阻和線圈的電阻的測量的電路圖，

圖5是示出根據圖3的實施例使用模擬和數字組件用於測量各種線圈的連接電阻和線圈的電阻的示意性電路圖。

具體實施方式

參考圖1和圖2，各種線圈連接的電阻被標記為RS1、RS2……等等。這些通常是從鐵芯繞組的每個線圈102通過在鐵芯的電線和外部連接構件之間產生的接頭的電流所遇到的電阻， 外部連接構件如整流條100或其他適當端子。在圖1的情況下，接頭是如101的鉤（「柄腳」）上的熔合連接。各種線圈102的電阻被指示為B1、B2 ...，並且這些線圈的電阻分別被指示為RB1、RB2……等等。通用線圈Bi的每個電阻RBi受已經纏繞以形成線圈的電線的匝數以及形成線圈的電線的所得到的直徑的影響。例如，已經以不同於規定值的匝數纏繞的線圈或者已經通過使用不適當的張力纏繞的線圈將具有不可接受的電阻RBi。

例如，其中電線絕緣在熔合期間沒有被適當移除或者整流條上的柄腳連接的表面不足的柄腳接頭將具有不可接受的電阻RSi。

圖2-5的連接構件1-12可以被認為是圖1的整流條100的電路表示。

在用於確定如RS1的線圈連接電阻和如RB1的線圈電阻（參見圖2）的測量步驟期間，例如通過電壓發生器G1感生固定電流I1，電壓發生器G1相對於電位點13對連接構件1應用電壓。電位點13可以是例如質點，如圖2所示。

此外，用於感生可變電流的電路（該電路可以是例如可變電壓發生器G2）相對於電位點13向連接構件3應用電壓。電壓發生器G2由調節電路R控制，調節電路R接收在連接構件12和4之間存在的電壓電平。調節電路R利用反饋信號發生器G2來控制，以確保在連接構件12和4之間的張力是可忽略的，並且因此，在包括RB11和RB4的線圈的電阻中循環的電流I0是可忽略的。更具體地，調節器R實現在連接構件12和4中的張力是精確相同的，使得不存在來自RB11到RB4的線圈電阻中流動的電流。

此外，參考圖2，例如通過電壓發生器G3感生固定電流I3，該電壓發生器G3相對於相同的電位點13向連接構件2應用電壓。

利用這種布置，發生器G1和G2被需要並且專用於消除電流I0，同時發生器G3被需要並且專用於提供測量電流。

作為該布置的結果，來自發生器G1的電流I1在線圈連接1的線圈連接電阻RS1和線圈電阻RB1中流動，並且從發生器G2得到的電流I2在線圈連接3的線圈連接電阻RS3和線圈電阻RB2中流動。

可以藉助於電流表A1來測量電流I1。可以藉助於電流表A2來測量電流I2。電流I1和I2的總和等於電流I3。

可以用電壓表V1來測量在連接構件1和12之間的電壓。可以用電壓表V2來測量在連接構件3和4之間的電壓。

可忽略的電流在線圈電阻RB11中流動，因為線圈電阻RB11屬於繞組部分，在繞組部分中通過調節電路R消除電流。通過連接12的電阻RS12和通過線圈B12的電阻RB12流動的電流也是可忽略的。

因此，可以根據關係式V1/I1確定連接1的連接電阻RS1。

類似地，可以根據關係式V2/I2確定RS3。

可以用電壓表V3測量連接構件12和2之間的電壓

可以根據以下等式確定RB1：

RB1 * I1 + RS2 *（I1 + I2）= V3，

實際上，考慮到RS2比電阻RB1小很多倍，則加數RS2 *（I1 + I2）可以在上述等式中被認為是零，並且因此可以根據下式確定RB1

RB1 = V3/I1。

如果該近似不是所期望的，則在使用上述等式以確定RB1之前，可以通過執行類似於上面已經針對確定RS1描述的步驟的步驟來確定電阻RS2。這可以用分別應用到連接構件2、3和4的發生器G1、G3和G2以及分別沿連接構件2和4的線路應用的電流表A1和A2來實現。在這種情況下，在連接構件1和2之間應用電壓表V1，在連接構件4和5之間應用V2，並且在連接構件1和3之間應用V3。可以通過按順時針方向以角度間隔來對鐵芯轉位來實現這種整體修改的布置，角度間隔等於分離如連接構件1和2的兩個相鄰的連接構件的角度。

對於確定RS1、RB1和RS2所需要的測量步驟，可以在關於通過使用G2的調節消除電流I0的主要範圍的值中選擇由發生器G1和G2應用的電壓，而由發生器G3應用的電壓是以具有用於執行確定線圈電阻和連接電阻的更適當的電流的目的而選擇的。

通過使用該方法，用於電流I0消除的電壓的生成獨立於應用用於接收用於測量電阻的電流的電壓的生成。

有可能實現電樞的連續轉位步驟和對應的測量步驟（如前面已經描述的），以便確定所有的線圈連接電阻RS1-RS12和所有的線圈電阻RB1-RB12。

圖3是其中可以在需要對鐵芯轉位之前確定兩個連接電阻RS1和RS7以及兩個線圈電阻RB1和RB6的布置。這導致能夠節省測量中的時間。

更具體地，在該實施例中，發生器G1可以連接到連接構件1。發生器G2可以連接到連接構件7，並且發生器G3可以連接到連接構件2和6。發生器G2可以由調節電路R來調節，以消除在連接構件12和連接構件8之間連接的線圈中的電流I0的通路。

以下等式可以適用：

RS1 = V1/I1，

其中V1和I1可以分別由電壓表V1和電流表A1測量，並且因此可以確定RS1。

RB1 * I1 + RS2 * I3 = V3，

根據上式可以確定RB1，因為電流I1和I3可以分別由電流表A1和電流表A3測量，並且V3可以由電壓表V3測量。可以在一個角度轉位之後並且使用測量步驟（如對於確定RS1所執行的步驟）來確定RS2。作為替代方案，RS2相對於RB1可以被認為是可忽略的，因此RS2*I3在該等式中可以被認為是零，這因此得到

RB1 = V3/I1。

對於整流器的相同角位置：

RS7 = V2/I2，

其中V2和I2可以分別由電壓表V2和電流表A2測量，並且因此可以確定RS7。

RB6 * I2 + RS6 * I4 = V4，

根據上式可以確定RB6，因為I2和I4可以分別由電流表A2和電流表A4測量，並且V4可以由電壓表V4測量。可以在一個角度轉位以及一系列測量（如對於確定RS7所執行的測量）之後來確定電阻RS6。作為替代方案，RS6相對於RB6可以被認為是可忽略的，如上面對於RS2與RB1相比已經指示的，因此：

RB6 = V4/I2。

圖4圖示了另一布置，在該布置中可以在需要對鐵芯轉位之前確定兩個連接電阻RS1和RS7以及兩個線圈電阻RB1和RB6。圖4的布置使用兩個發生器G3和G4而不是如圖3所示的一個發生器G3。如果與在圖3的解決方案中使用的單個發生器G3相比，圖4的兩個發生器G3和G4將更小並且需要產生近似一半的電流。

在圖4的解決方案中，發生器G1可以連接到連接構件1。發生器G2可以連接到連接構件7，並且發生器G3可以連接到連接構件2，而發生器G4可以連接到連接構件6。發生器G2可以通過調節電路R調節以消除在連接構件12和連接構件8之間連接的線圈中的電流I0的通路。

以下等式可以適用：

RS1 = V1/I1，

其中V1和I1可以分別藉助於電壓表V1和電流表A1測量，因此可以確定RS1。

RB1 * I1 + RS2 * I3 = V3，

根據上式可以確定RB1，因為I1和I3可以分別由電流表A1和電流表A3測量，並且V3可以由電壓表V3測量。可以在一個角度轉位和一系列測量（如對於確定RS1所執行的測量）之後確定RS2。作為替代方案，RS2相對於RB1可以被認為是可忽略的，因此RS2 * I3在該等式中可以被認為是零，因此：

RB1 = V3/I1。

對於整流器的相同角位置，還存在：

RS7 = V2/I2，

其中V2和I2可以分別由電壓表V2和電流表A2測量，並且因此可以確定RS7。

RB6 * I2 + RS6 * I4 = V4，

根據上式可以確定RB6，因為I2和I4可以分別由電流表A2和電流表A4測量，並且V4可以由電壓表V4測量。

可以在一個角度轉位之後並且通過執行一系列測量（如對於確定RS7所執行的測量）來確定電阻RS6。作為替代方案， RS6相對於RB6可以被認為是可忽略的，如在前面在RS2相對於RB1的比較中已經描述的，因此：

RB6 = V4/I2。

圖5示出了用於解決方案的電路圖，在該解決方案中在測試機中使用數字組件以用於執行測量和確定（如參考圖4描述的測量和確定）。

模擬數字轉換器50在信道50a中接收模擬信號V1，並且將測量結果轉換成數字數據，該數字數據經由總線51被傳輸到中央處理單元（CPU）52。

來自測量電阻RM的模擬信號A1在信道50b中被接收並且被轉換成數字數據，該數字數據經由總線51被傳輸到CPU 52。

模擬信號V3在信道50c中被接收並且被轉換成數字數據，該數字數據經由總線51被傳輸到CPU 52。

來自測量電阻RM3的模擬信號A3在信道50d中被接收並且被轉換成數字數據，該數字數據經由總線51被傳輸到CPU 52。

第二數字轉換器53在信道53a中接收模擬信號V2並且將測量結果轉換成數字數據，該數字數據經由總線54被傳輸到CPU 52。

來自測量電阻RM1的模擬信號A2在信道53b中被接收並且被轉換成數字數據，該數字數據經由總線51被傳輸到CPU 52。

模擬信號V4在信道50c中被接收並且被轉換成數字數據，該數字數據經由總線53被傳輸到CPU 52。

調節電路R的電壓反饋連接到信道53d，使得連接構件12和8之間的張力差作為數字數據被饋送到CPU 52。

來自測量電阻RM4的模擬信號A4在信道53e中被接收並且被轉換成數字數據，該數字數據經由總線51被傳輸到CPU 52。

CPU 52詳細描述測量並且求解如上面所描述的等式以確定各種電阻。此外，CPU 52沿著相應的線路g1、g2、g3、g4向數字發生器G1、G2、G3、G4發送驅動信號以感生電流I1、I2、I3、I4並且產生可忽略的電流I0，如上面已經描述的。

當然，儘管本發明的原理保持不變，但是在不脫離本發明的範圍的情況下，構造和實施例的細節可以相對於已經僅作為示例描述和示出的內容而廣泛地變化。