專利名稱：小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在非破壞狀態(tài)以非常高的靈敏度檢測(cè)小型電動(dòng)機(jī)等的繞組部與疊片鐵心之間的絕緣狀態(tài)的缺陷的試驗(yàn)方法及裝置。
背景技術(shù)：
通常，小型電動(dòng)機(jī)等的使用中，繞組與疊片鐵心之間的絕緣受到破壞，影響壽命的主要原因，是繞組的電磁鐵導(dǎo)線與絕緣物(薄膜、樹脂)在繞線工序中或電動(dòng)機(jī)組裝工序中，由于某種機(jī)械或工夾具等的打擊、機(jī)械壓力或磨擦等而產(chǎn)生的裂紋、傷痕或針孔等，導(dǎo)致電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心接觸或異常接近，由于使用中的電氣、溫度、機(jī)械或化學(xué)的原因，產(chǎn)生絕緣破壞(所謂接地短路)，流過短路電流等異常電流，致使得繞組受熱燒壞。
以往，檢查這種絕緣狀態(tài)的方法，有交流耐壓試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、部分放電測(cè)量試驗(yàn)、沖擊電壓(surge)試驗(yàn)、減壓沖擊電壓試驗(yàn)、針孔試驗(yàn)及目測(cè)檢查等。下面對(duì)這些方法加以說明。
在交流耐壓試驗(yàn)及絕緣電阻試驗(yàn)中，電磁鐵導(dǎo)線的線圈受傷相當(dāng)大，而且若不直接與疊片鐵心接觸或接近，則不可能進(jìn)行檢測(cè)，僅僅是將接地短路作為對(duì)象。
部分放電測(cè)量試驗(yàn)是測(cè)量部分放電，在電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心接觸時(shí)，能夠以極高的靈敏度進(jìn)行測(cè)試。這是由于隔著電磁鐵導(dǎo)線的絕緣膜，判斷在線圈與疊片鐵心之間是否發(fā)生部分放電，因此正常的電磁鐵導(dǎo)線稍微離開疊片鐵心的現(xiàn)象是不可能檢測(cè)出的。另外，在減壓氣氛下的部分放電測(cè)電試驗(yàn)中，也只是部分放電發(fā)生開始的電壓有變化，其檢測(cè)能力沒有變化。
沖擊電壓試驗(yàn)除了對(duì)于檢測(cè)線圈傷痕接觸疊片鐵心有效，對(duì)于檢測(cè)因線圈與線圈之間的相鄰的線圈傷痕產(chǎn)生的層間短路也有效，但對(duì)線圈傷痕的檢測(cè)是有限的。
減壓沖擊電壓試驗(yàn)對(duì)于檢測(cè)因線圈與線圈之間的相鄰線圈傷痕產(chǎn)生的層間短路及線圈傷痕有極高的檢測(cè)能力，但對(duì)于正常的電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心接觸或接近的現(xiàn)象則不能夠檢測(cè)。
針孔試驗(yàn)是將被試驗(yàn)品完全浸漬在食鹽水加酚酞啉溶液中進(jìn)行試驗(yàn)，雖能夠檢測(cè)線圈傷痕，但該試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，不能對(duì)全部產(chǎn)品進(jìn)行檢查。
目測(cè)檢查是在繞線工序中及電動(dòng)機(jī)組裝工序中進(jìn)行的，但僅僅是表面檢查，不可能看到的部位很多，另外，目測(cè)檢查最大的問題是產(chǎn)生人為錯(cuò)誤，不能希望它有滿意的效果。
如上所述，已有的檢查絕緣狀態(tài)的試驗(yàn)方法，對(duì)于形成絕緣破壞原因的電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心的異常接近，在不久的將來的運(yùn)行中將引起絕緣破壞的現(xiàn)象，在批量生產(chǎn)過程中以高靈敏度全部進(jìn)行檢查的要求，是不能滿足的，存在著下述(a)及(b)所述的問題。
(a)很難自動(dòng)檢測(cè)正常的電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心異常接近(1mm以內(nèi))的狀態(tài)下的不良現(xiàn)象，為了通過電氣方法檢測(cè)前述缺陷，必須在缺陷部位產(chǎn)生放電現(xiàn)象，但用市電則需要高電壓(3000V以上)，而這樣則整個(gè)小型電氣設(shè)備(特別是穿過絕緣紙)產(chǎn)生電暈放電，信息將被淹沒。
(b)由于施加高電壓，成了破壞性試驗(yàn)，不可能對(duì)全部產(chǎn)品進(jìn)行檢查。
也就是說，已有的試驗(yàn)方法是檢測(cè)程度比較嚴(yán)重(電磁鐵導(dǎo)線有線圈傷痕時(shí)，或電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心直接接觸的現(xiàn)象)的狀態(tài)，不能夠檢測(cè)正常的電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心異常接近的狀態(tài)。
本發(fā)明是為了解決上述已有的問題而作出的，目的在于提供能夠利用無(wú)損檢查，對(duì)正常的繞組線圈與疊片鐵心異常接近(1mm以內(nèi))的狀態(tài)下的缺陷部分，在批量生產(chǎn)過程中對(duì)全部產(chǎn)品進(jìn)行檢查的絕緣試驗(yàn)方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明，即在具有線圈的小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法中，包括這樣的步驟，即將放入小型電氣設(shè)備的容器內(nèi)部壓力減壓并對(duì)小型電氣設(shè)備的線圈施加高頻電壓的步驟、以及檢測(cè)是否所述小型電氣設(shè)備產(chǎn)生電暈放電的步驟；所述方法利用在繞組線圈與疊片鐵心之間施加600～1100V的高頻電壓時(shí)增大的電暈放電脈沖來判斷好壞。
這樣，能夠利用無(wú)損檢查對(duì)正常的繞組線圈與疊片鐵心異常接近(1mm以內(nèi))的狀態(tài)的缺陷部分在批量生產(chǎn)過程中進(jìn)行全部產(chǎn)品的檢查。
本發(fā)明是具有線圈的小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法，其特征在于，包括將具有線圈的小型電氣設(shè)備放入容器的第1步驟、將所述容器內(nèi)減壓的第2步驟、對(duì)所述線圈施加高頻電壓的第3步驟、以及判斷所述小型電氣設(shè)備是否產(chǎn)生電暈放電的第4步驟，它具有能夠使不良部位以低電壓產(chǎn)生電暈放電的作用。
又，本發(fā)明的具有線圈的小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)裝置，其特征在于，由收容所述小型電氣設(shè)備的容器、使所述容器內(nèi)形成減壓氣氛的減壓裝置、對(duì)所述線圈施加高頻電壓的高頻電源、以及檢測(cè)從所述小型電氣設(shè)備是否產(chǎn)生電暈放電的高頻電暈放電測(cè)量裝置構(gòu)成，具有在不合格部位能夠以低電壓使其產(chǎn)生電暈放電的作用。


圖1所示為本發(fā)明的無(wú)損絕緣試驗(yàn)裝置。
圖2所示為本發(fā)明的電路構(gòu)成。
圖3表示采用本發(fā)明一實(shí)施例的被測(cè)電動(dòng)機(jī)(合格品)的電暈放電發(fā)生開始電壓。
圖4表示采用本發(fā)明一實(shí)施例的被測(cè)電動(dòng)機(jī)不合格現(xiàn)象發(fā)生部位的電暈放電發(fā)生開始電壓。
圖5所示為本發(fā)明一實(shí)施例的電暈放電脈沖發(fā)生頻度。
具體實(shí)施例下面利用

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1表示本發(fā)明的無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法的一實(shí)施例。在圖1中，1為被測(cè)電動(dòng)機(jī)(小型電氣設(shè)備)，2為減壓箱(容器)，3為高頻電暈放電測(cè)量裝置，4為真空計(jì)，5為閥門，6為真空泵，7為套管，8為接線端。
在大氣壓中，被測(cè)電動(dòng)機(jī)1放入減壓箱2中，被測(cè)電動(dòng)機(jī)1接于接線端8，再通過套管，與電動(dòng)機(jī)繞組線圈的引線連接。
減壓裝置由真空泵6、閥門5及真空計(jì)4構(gòu)成，減壓箱2內(nèi)的減壓度利用真空計(jì)4進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)通過閥門5利用真空泵減壓至規(guī)定的減壓度。減壓箱2的減壓度根據(jù)實(shí)驗(yàn)最好是65～200Torr，只要根據(jù)被測(cè)物體(被測(cè)電動(dòng)機(jī)1)的種類進(jìn)行減壓管理即可。
通常在注意減壓電暈放電時(shí)，根據(jù)帕邢定理，1～5Torr時(shí)的靈敏度最高，但在該區(qū)域電暈放電太活潑，因此無(wú)意義的噪聲電暈放電量過多，作為原來想要檢測(cè)的被測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組的1條電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心的距離在1mm以下的不合格現(xiàn)象所產(chǎn)生的電暈放電信息被淹埋，使信噪比明顯降低。
在高頻電暈放電測(cè)量裝置3內(nèi)的高頻電源產(chǎn)生的高頻電壓，利用高壓電纜引出，通過引線加在電動(dòng)機(jī)1的線圈上，若慢慢升高所加的電壓，則在電動(dòng)機(jī)繞組與層疊鐵心之間產(chǎn)生電暈放電。
在小型電氣設(shè)備的繞組(電磁鐵導(dǎo)線)中產(chǎn)生的電暈放電大致可分為兩種，(1)是通過電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心之間存在的絕緣物(薄膜、樹脂等)產(chǎn)生的放電，(2)是在電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心之間通過空氣絕緣產(chǎn)生的放電。
現(xiàn)象(1)與現(xiàn)象(2)相比，絕緣物的介電常數(shù)大，電暈放電發(fā)生開始電壓低，較早就發(fā)生，在施加高電壓時(shí)，難以判斷現(xiàn)象(2)產(chǎn)生的不合格。但是，現(xiàn)象(2)由于電氣、機(jī)械、溫度或化學(xué)的原因，在將來導(dǎo)致問題發(fā)生的概率高，因此必須進(jìn)行判斷，在事前進(jìn)行檢測(cè)。
對(duì)于上述問題，只要使用高頻電源(1～40kHz)即可。這是因?yàn)椋哂芯€圈的小型電氣設(shè)備的阻抗(Z)是(1/ωC)，使電源頻率(ω)增大，則阻抗減小，繞組內(nèi)流過的電荷量增大，就能夠使不良部位以低電壓產(chǎn)生電暈放電。
還有，作為前述(1)及(2)的電暈放電的判斷方法，可以利用實(shí)驗(yàn)求出(2)的電暈放電脈沖頻率增大到1.5MHz左右，利用將低通濾波器(500kHz)與高通濾波器(2MHz)的組合形成帶通濾波器的方法，實(shí)現(xiàn)判斷檢測(cè)。
圖3所示為從整個(gè)被測(cè)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電暈放電發(fā)生開始電壓與真空度的關(guān)系，圖4所示為被測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組的1條電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心的距離小于0.3mm的不合格部位的電暈放電發(fā)生開始電壓與真空度的關(guān)系。
如該圖3及圖4所示，必須區(qū)別從整個(gè)被測(cè)電動(dòng)機(jī)(特別是通過繞組槽絕緣紙產(chǎn)生的電暈放電)產(chǎn)生的無(wú)意義的電暈放電與不合格部位產(chǎn)生的有意義的電暈放電。
下面用圖2說明該方法。將用高頻電源50(能夠?qū)㈩l率在1～50kHz改變的正弦波信號(hào)利用變壓器升壓至MAX 3000V(O-P)的高頻電源)產(chǎn)生的電壓施加于被測(cè)電動(dòng)機(jī)51的繞組與定子之間。利用這時(shí)被測(cè)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電暈放電，將高頻分量與電源疊加。在該放電脈沖中，也利用檢測(cè)電路52檢測(cè)低頻帶的頻率的電暈放電脈沖。在檢測(cè)出的電暈放電脈沖中，為了區(qū)別沒有意義的電暈放電頻率與被測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組的1條電磁鐵導(dǎo)線與疊片鐵心的距離小于1mm的不合格部位的電暈放電頻率，也利用由低通濾波器(500kHz)與高通濾波器(2.5MHz)形成的帶通濾波器52加以區(qū)別。
電暈放電脈沖由于是電平非常低的信號(hào)，因此利用AMP(放大器)54將信號(hào)放大。另外，由于對(duì)于由高頻電源50施加的負(fù)電壓產(chǎn)生的電暈放電脈沖也是有效的，脈沖也是負(fù)脈沖，因此通過絕對(duì)值電路55，全部變?yōu)檎}沖。
然后，將電暈放電脈沖用脈沖計(jì)數(shù)器56對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，用積分電路57計(jì)算放電量，另外，用峰值檢測(cè)器58檢測(cè)電暈放電脈沖的峰值電平，若有不合格部位，則利用判斷電路59判斷為不合格，通過這樣能夠進(jìn)行檢測(cè)。
圖5所示為利用上述方法對(duì)被測(cè)電動(dòng)機(jī)的合格品及具有不合格現(xiàn)象的被測(cè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較測(cè)量的結(jié)果。
合格品的被測(cè)電動(dòng)機(jī)從約1050V起產(chǎn)生脈沖增加的現(xiàn)象，與之相比，具有不合格現(xiàn)象的被測(cè)電動(dòng)機(jī)從750V起脈沖增加。對(duì)于具有這種關(guān)系的被測(cè)電動(dòng)機(jī)，通過以900V進(jìn)行試驗(yàn)，就能夠判斷合格品與不合格品。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，采用權(quán)利要求1及權(quán)利要求2所述的發(fā)明，能夠提供對(duì)于正常的繞組線圈與疊片鐵心處于異常接近(1mm以內(nèi))狀態(tài)的缺陷部分利用無(wú)損檢查可在批量生產(chǎn)過程中全部進(jìn)行檢查的絕緣試驗(yàn)方法，能夠得到所述的有利效果。
權(quán)利要求
1.一種小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法，其特征在于，包括將具有線圈的小型電氣設(shè)備放入容器的第1步驟、將所述容器內(nèi)減壓的第2步驟、對(duì)所述線圈施加高頻電壓的第3步驟、以及判斷所述小型電氣設(shè)備是否產(chǎn)生電暈放電的第4步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法，其特征在于，在第2步驟將容器內(nèi)減壓到65～2500Torr，在第2步驟施加1～40kHz的高頻電壓。
3.一種無(wú)損絕緣試驗(yàn)裝置，是具有線圈的小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)裝置，其特征在于，由容納所述小型電氣設(shè)備的容器、使所述容器內(nèi)形成減壓氣氛的減壓裝置、對(duì)所述線圈施加高頻電壓的高頻電源、以及判斷所述小型電氣設(shè)備是否正在產(chǎn)生電暈放電的高頻電暈放電測(cè)量裝置構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法。在具有線圈的小型電氣設(shè)備的無(wú)損絕緣試驗(yàn)方法中，包括將收容小型電氣設(shè)備1的容器2內(nèi)部的壓力減壓并對(duì)小型電氣設(shè)備1具有的線圈施加高頻電壓的步驟、以及檢測(cè)是否所述小型電氣設(shè)備產(chǎn)生電暈放電的步驟；具有能夠利用在繞組線圈與疊片鐵心之間施加600～1100V高頻電壓時(shí)增大的電暈放電脈沖來判斷是否良好的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G01R31/12GK1473273SQ01818471
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者坪川昌弘 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社