电机绕组焊接和线圈电阻测试方法及系统

摘要

本发明涉及一种电机绕组焊接和线圈电阻测试方法，其特点在于，采用一个恒流源，每次恒流源建立时，同时测三个电压，有多少换向片就切换N次直至测完为止，使用这些方法所需的电机绕组焊接和线圈电阻测试系统包括：电机绕组焊接和线圈电阻测试夹具、恒流源发生器、开关模块、信号调理模块、工业控制计算机及相关软件、多通道A/D转换卡、光电隔离开关量I/O板、人机界面。本发明得优点是可测各种规格的转子，误差小、线路简单、适用于工业现场实际使用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机绕组焊接和线圈电阻测试方法及系统，用于工业现场电机绕组测量上，属于电机绕组测量技术领域。

背景技术

电机的质量很大程度决定于绕组的质量，焊接时的好坏直接影响绕组的质量，进行电机绕组焊接和线圈电阻测试可发现绕组的质量问题。目前国内传统的方法是四探针法，即将换向片之间相邻电阻一个一个测出，然后与标准转子的相应阻值比较，再解多元行列式来得出结果，这种方法需制作标准转子，且要找到换向片之间的一一对应关系，误差较大。国外传统的方法是在被测转子对称位置分别建立两个恒流源，然后调节其中一个恒流源的大小，使其某处电位为零或某两个电压相同来寻找到平衡点，再进行计算，这种方法线路复杂，每次都要调节电流的大小，时间长，不适用于工业现场实际使用。

发明内容

本发明的目的是发明一种误差小、线路简单、适用于工业现场实际使用的电机绕组焊接和线圈电阻测试方法及系统。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种电机绕组焊接和线圈电阻测试方法，其特点在于，采用一个恒流源，每次恒流源建立时，同时测三个电压，有多少换向片就切换N次直至测完为止，其测试方法包括：

(1)将电机被测转子装到电机绕组焊接和线圈电阻测试夹具上；

(2)建立一个恒流源；

(3)将恒流源和三组电压测试探针联接到被测转子的换向片上；

(4)施加一恒流源于两相邻换向片N和N-1之间；

(5)测量相邻换向片N与N+1、N+1与N+2、N+2与N+3之间的相邻电压，分别记为V_n·n+1、V_n+1·n+2、V_n+2·n+3；

(6)将恒流源移到下两个换向片之间，切换换向片，测量相邻换向片N+1与N+2、N+2与N+3、N3与N+4之间的相邻电压，依次类推，直至测完为止；

(7)计算焊接电阻；rn＝V_n·n+1/I₁-V_n+1·n+2/I₁V_{n·n+1`</sub>/V<sub>n+2·n+3`}其中V_{n·n+1`</sub>、V<sub>n+2·n+3`}代表上一次测得的后两个电压，I₁代表电流；

(8)  计算线圈电阻：rn＝V_n·n+1/I1-V_n+1·n+2/I1 Rn/R(n+1)所以可推出下列公式：

V_2·3·R₁+(I₁·r₁-V_1.2)·R₂＝0

V_3·4·R₂+(I₁·r₂-V_2.3)·R₃＝0

V_(n+1)·(n+2)·R_n+(I₁·r_n-V_n·(n+1))·R_n+1＝0

其中Rn为

即：

R₁+K₁·R₂＝0

R₁+K₂·R₃＝0

R_n+K_n·R_n+1＝0

其中：K_n＝I₁·rn-V_n·n+1/V_n+1·n+2

解此多元一次方程组就可求出每一个线圈电阻。

完成这些方法所需的电机绕组焊接和线圈电阻测试系统包括：

(1)电机绕组焊接和线圈电阻测试夹具；

(2)恒流源G发生器；

(3)开关模块；

(4)信号调理模块；

(5)工业控制计算机及相关软件；

(6)多通道A/D转换卡；

(7)光电隔离开关量I/O板；

(8)人机界面。

工业控制计算机通过光电隔离开关量I/O板控制开关模块来控制电机绕组焊接和线圈电阻测试仪上的探针切换合上，然后恒流源G通过开关模块进入被测转子的某两个换向片，同时测出三个相邻电压信号，通过开关模块输出并经信号调理模块调理后由多通道A/D转换卡转换后，由工业控制计算机及相关软件进行处理及运算，人机界面用于设置和显示参数和结果。

本发明的优点是可测各种规格的转子，误差小、线路简单、适用于工业现场实际使用。

附图说明：

图1为电机绕组焊接和线圈电阻测试方法方块流程图；

图2为电机绕组焊接和线圈电阻测试系统示意图；

图3为被测转子通过开关模块和探针联接方式示意图；

图4为第一次测试时恒流源及测量三个电压的位置示意图；

图5为第二次测试时恒流源及测量三个电压的位置示意图。

具体实施方式：

选取被测转子换向片为12片来具体说明电机绕组焊接和线圈电阻测试方法及系统。

如图2所示，为电机绕组焊接和线圈电阻测试系统示意图，

它包括；

(1)电机绕组焊接和线圈电阻测试夹具；

(2)恒流源发生器；

(3)开关模块；

(4)信号调理模块；

(5)工业控制计算机及相关软件；

(6)多通道A/D转换卡；

(7)光电隔离开关量I/O板；

(8)人机界面。

如图3听示，为被测转子通过开关模块和探针联接方式示意图，BO1为开关模块，BO2为被测转子示意图，BO3为探针，r为焊接电阻，R为线圈电阻。

如图4、5听示，为第一、二次测试时恒流源及测量三个电压的位置示意图，其中G为恒流源发生器，I为电流，P₁-P₁₂代表换向片，r₁-r₁₂分别代表每一个对应的焊接电阻，R₁-R₁₂分别代表每一个对应的线圈电阻，V₁、V₂、V₃代表三个电压即多通道A/D转换卡的三个电压输入端。

如图1所示，为电机绕组焊接和线圈电阻测试方法方块流程图，采用一个恒流源，每次恒流源建立时，同时测三个电压，12片换向片就切换12次直至测完为止，其测试方法包括：

(1)将电机被测转子装到电机绕组焊接和线圈电阻测试仪上；

(2)建立一个恒流源G；

(3)将恒流源G和三组电压测试探针联接到被测转子的换向片上；

(4)施加一恒流源于两相邻换向片P₁和P₁₂之间，如图4所示；

(5)测量相邻换向片P₁与P₂、P₂与P₃、P₃与P₄之间的相邻电压，分别记为V_1·2、V_2·3、V_3·4，由于取代电压表的多通道A/D转换卡的输入阻抗非常高，所以可以得出下列式子：

V_1·2＝I₁r₁+I_1bR₁                           (1)

V_2·3＝I_1bR₂                                   (2)

V_3·4＝I_1bR₃                                   (3)

由(1)得

r₁＝V_1·2-I_1bR₁/I₁＝V_1·2/I₁-V_2·3//R₂·R₁/I₁

＝V_1·2/I₁-V_2·3/I₁·R₁/R₂                  (4)

由(2)(3)式知V_2·3/V_3·4＝R₂/R₃                 (5)

同样有V_{1·2`</sub>/V<sub>2·3`}＝R₂₁/R₂                     (6)

其中V_{1·2`</sub>和V<sub>2·3`}为上一次测得P₁和P₂、P₂和P₃之间电压，即恒流源

建立在P₁₁和P₁₂之间测得的后二个电压，

这样有：r₁＝V_1·2/I₁-V_2·3/I₁·V_{1·2`</sub>/V<sub>2·3`}  (7)

(6)将恒流源移到P₁和P₂之间，切换换向片，测量相邻换向片P₂与P₃、P₃和P₄、P₄和P₅之间的相邻电压，如图5所示：然后用多通道A/D转换卡三个电压测量端V₁、V₂、V₃测出对应的三个电压V_{2·3`</sub>、V<sub>3·4`}、V_4·5`，

同样可得出下列式子：

V_2·3＝I₁r₂+I_1bR₂                                   (8)

V_3·4＝I_1bR₃                                           (9)

V_4·5＝I_1bR₄                                           (10)

由(8)、(9)得：r₂＝V_{2·3`</sub>/I<sub>1</sub>-V<sub>3·4`}/I₁·R₂/R₃

将式(5)代入得：r₂＝V_{2·3`</sub>/I<sub>1</sub>-V<sub>3·4`}/I₁·V_2·3/V_3·4  (11)

对于其余的焊接电阻可由(7)和(11)引出

(7)计算焊接电阻；rn＝V_n·n+1/I1-V_n+1·n+2/I1·V_{n·n+1`</sub>/V<sub>n+2·n+3`}其中V_{n·n+1`</sub>、V<sub>n+2·n+3`}代表上一次测得的后两个电压，I₁代表电流；

(6)计算线圈电阻：rn＝V_n·n+1/I₁-V_n+1·n+2/I₁Rn/R(n+1)

所以可推出下列公式：

V_2·3·R₁+(I₁·r₁-V_1·2)·R₂＝0

V_3·4·R₂+(I₁·r₂-V_2·3)·R₃＝0

V_(n+1)·(n+2)·R_n+(I₁·r_n-V_n·(n+1))·R_n+1＝0

其中Rn为

即：

R₁+K₁·R₂＝0

R₁+K₂·R₃＝0

....

R_n+K_n·R_n+1＝0

其中：K_n＝I1·rn-V_n·n+1/V_n+1·n+2

由于使用了计算机，这种计算变得不再复杂。