本实用新型专利技术涉及一种用于检测电机的定子线圈(10)内的匝间短路的分析装置和电机，其中，所述分析装置具有线路环路(20)以及用于识别在所述线路环路(20)内所被诱发的电压信号的分析电路(30)，其中，所述线路环路(20)被卷绕着围绕所述定子线圈(10)，其中，所述线路环路(20)在端侧构成两个测量接口，所述分析电路(30)的两个输入接口与所述测量接口相连接，并且其中，所述分析电路(30)具有至少一个用于放大所述电压信号的运算放大器、用于将所被识别的电压信号与基准信号进行比较的比较器以及具有用于分析所述比较器结果的触发集成电路，以便在当在所述线路环路(20)内所检测到的被诱发的电压信号比额定‑基准电压的额定限值小预定的因数k倍时来制造信号。
【技术实现步骤摘要】
用于检测电机的定子线圈内的匝间短路的分析装置和电机
本技术涉及一种用于检测定子线圈的、尤其是转场式电机的定子线圈的匝间短路的设备。
技术介绍
匝间短路在电机的线圈内既可能出现在定子绕组内，也可能出现在转子绕组内。作为定子绕组内的匝间短路或者绕组短路，指的是定子绕组的两个或更多个绕组之间的电力短路。为便于具有E电机的电力驱动装置中的监测和故障排查，需要一系列功能以便诊断。通常根据接地和供电来监测短路。原则上，借助E电机的相位上的欧姆电阻的测量，可识别在所述电机线圈内的匝间短路。但这一电阻通常非常小，从而(插拔)连接装置上的线路阻抗或者说过渡电阻就可能歪曲测量结果，因此并不准确。此外，如果在两个相位之间或者在所述电机的一个相位内出现(局部的)短路，那么，这一短路经常不会或者至少不会被清楚地检测到。由EP1312929A1已知一种用于监测电机转子的电绝缘的方法。其中，识别与转子绕组并联接通的两个线圈的磁场。通过所述两个线圈的所述磁场的改变，就可推断得出所述绝缘的状态改变，例如匝间短路。由专利文献DE102008017900A1已知一种用于识别转场式电机内的故障的方法。其中，构成通量的电流元件要经过频率分析。由DE102009004556A1已知，在受脉宽调制控制的电机中，通过观察由脉宽调制-电压电路得出的电流纹波，可检测到部分匝间短路。例如由DE102009003549A1已知另外一种用于检测转子绕组内的匝间短路的解决方案。其中可采用探查线圈，该线圈被布置在紧靠所述转子表面的气隙内。可从不同的绕组相位的或者并联连接的绕组支路的电流内的不均匀性，识别到所述定子的交流电绕组内的匝间短路。但这样存在着缺陷，即：其他与所述电机的理想状态之间的差异、例如所述定子的椭圆度同样可能导致这些不均匀性。由此，给用这种方法来区分所述两种效果造成了很大困难。另一种已知的方法用于检测在定子内所使用的通量测量线圈的匝间短路，其两条线圈侧边被导入到两个榫槽的榫槽锥形锁套中，并且由此在周向上覆盖所述定子-铁芯叠片的一部分特定区域。这种方法的不足在于，这一测量线圈只有用极高的投入才能被置入现有的机器中去。由此还看出已知方法的其他不足，即：只有从所述整个绕组的约10％占比起，才能够以充分的可靠性来检测绕组故障和匝间短路。但值得期望的将是在两个绕组线之间有唯一一个匝间短路的情况下的检测。
技术实现思路
本技术的根本目的是，要克服上述的不足，并且提供一种简单的且可成本有利地实行的、用于检测匝间短路的解决方案。上述目的根据本技术通过如下所述的特点得以实现。本技术的基本理念涉及到充分利用由于匝间短路的杂散场变化的效应及其借助分析电路的分析。根据本技术，为此提出了一种用于检测电机的定子线圈内的匝间短路的分析装置，其中，所述分析装置具有线路环路以及用于识别在所述线路环路内所诱发的电压的分析电路，其中，所述线路环路被卷绕着围绕所述定子线圈，其中，所述线路环路在端侧构成两个测量接口，所述分析电路的两个输入接口与所述测量接口相连接，并且其中，所述分析电路具有至少一个用于放大所述电压信号的运算放大器、用于将所被识别的电压信号与基准信号(额定值信号)进行比较的比较器以及具有用于分析所述比较器结果的触发集成电路，以便在当在所述线路环路内所检测到的被诱发的电压比额定-基准电压的额定限值小预定的因数k倍时来制造信号。在一种优选的设计中另外规定，在所述分析电路内另外设置LED，其在低于所被诱发的电压的额定-限值时发光，尤其是持续地发光。然后，在所述电机运行时，由此就可以简单的方式也从视觉上由人员识别出匝间短路。在所述分析装置的一种优选的且有利的设计中规定，所述比较器的输出端与所述触发集成电路的输入端相连接，以便能够直接分析所述比较器的结果。替选方案是，所述分析也可例如借助微控制器来进行。在所述分析装置的一种同样优选的设计中规定，所述运算放大器的输入端与所述线路环路的两个测量接口的其中一个相连接。在用分析装置监测多个定子线圈时，将也可设想，所述每个线圈的所述终端与唯一一个分析电路的输入端以可隔离的且可通过开关装置接通的方式相连接，因此，可分别仅仅监测正好有效地与所述分析电路相连接的所述线圈，而同时所被隔离的线路环路则是断开不起作用的。通过这种方式，也可提供一种成本有利的分析装置，所述分析装置监测多个定子线圈。在所述分析电路的一种非常有利的设计中规定，所述因数k＞1.5，优选大于2。由此可明确地检测匝间短路，并且与可能出现的电压纹波有所区别。本技术的另一个方面涉及一种用于检测电机的定子线圈内的匝间短路的方法，在该方法中，所述定子线圈具有两个接口，通过这些接口可被加载交流电压，其中，围绕着所要监测的定子线圈卷绕着线路环路，所述线路环路在端侧构成两个测量接口，所述测量接口与用于识别在所述线路环路内所诱发的电压的分析电路相连接，其中，所述分析电路被设计为，要基于当前所识别到的、所被诱发的电压的高低或者峰值来检测所述定子线圈内的匝间短路。这是由此实现的，即：所述分析电路被设计得如上所述，或者替选方案是被这样设计，使得有利地通过更长的时间来进行当前所诱发的电压的峰值与在所述绕组的无故障状态(也就是说没有匝间短路)下所被诱发的电压的额定-实际值比较。另外有利的是下述方法，用所述分析电路得出等于在定子线圈内不存在匝间短路的情况下在所述线路环路内所被诱发的电压的额定-基准电压与分别当前在所述线路环路内所检测到的被诱发的电压之间的商，分析这个商是否大于或小于预先确定的因数k，并且根据此来推断得出是否存在匝间短路。此外可规定，在系统存储器内保存对比表格，在该表格内，将每个k值根据其数值与匝间短路的范围相对应。因此，在因数k＝1.5时，例如仅仅将可有两个绕组短路，而在因数k＝6时，则已经有20％的所述绕组出现短路。通过这种方式，通过实际识别到的因数k，不仅可推断得出匝间短路基本存在，而且还可推断得出匝间短路存在的范围。本技术的理念非常有利的是，所述方法可在所述电机运行的期间在电机的定子线圈上执行。由此就可实现连续的运行监测以及包括有绕组短路的问题的提早识别。本技术的另一个方面涉及一种电机，尤其是转场式电机，具有如上所述的分析装置。附图说明本技术的其他有利扩展在上文中标明，或者说在下面结合本技术优选实施方式的说明依照附图来详细呈现。其中：图1为定子线圈具有线路环路被设计为测量绕组的示意图；图2为根据一种示例性实施方式的分析电路；以及图3为在有匝间短路和没有匝间短路的情况下所被诱发的电压的测量曲线。具体实施方式下面参照图1至3详细说明本技术，其中，图中相同的标记表明相同的功能特征和/或结构特征。在图1中示出了具有定子线圈2的定子齿部的示意图。所述定子线圈10具有两个接口(10a，10b)，以便给所述定子线圈10通电流。围绕着所述定子线圈10，卷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检测电机的定子线圈(10)内的匝间短路的分析装置，其特征在于，所述分析装置具有线路环路(20)以及用于识别在所述线路环路(20)内所被诱发的电压信号的分析电路(30)，其中，所述线路环路(20)被卷绕着围绕所述定子线圈(10)，其中，所述线路环路(20)在端侧构成两个测量接口，所述分析电路(30)的两个输入接口与所述测量接口相连接，并且其中，所述分析电路(30)具有至少一个用于放大所述电压信号的运算放大器、用于将所被识别的电压信号与基准信号进行比较的比较器以及具有用于分析所述比较器结果的触发集成电路，以便在当在所述线路环路(20)内所检测到的所被诱发的电压信号比额定-基准电压的额定限值小预定的因数k倍时来制造信号。/n
【技术特征摘要】
20190326 DE 102019107725.71.一种用于检测电机的定子线圈(10)内的匝间短路的分析装置，其特征在于，所述分析装置具有线路环路(20)以及用于识别在所述线路环路(20)内所被诱发的电压信号的分析电路(30)，其中，所述线路环路(20)被卷绕着围绕所述定子线圈(10)，其中，所述线路环路(20)在端侧构成两个测量接口，所述分析电路(30)的两个输入接口与所述测量接口相连接，并且其中，所述分析电路(30)具有至少一个用于放大所述电压信号的运算放大器、用于将所被识别的电压信号与基准信号进行比较的比较器以及具有用于分析所述比较器结果的触发集成电路，以便在当在所述线路环路(20)内所检测到的所被诱发的电压信号比额定-基准电压的额定限值小预定的因数k倍时来制造信号。
2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，在所述分析电路(30)内另外设置LED，其在低于所被...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·维森塞尔，D·西林，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE
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