专利名称：用于测试定子线圈以及对其通电－加热的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对卷绕在定子上的定子线圈进行卷绕故障(windingfailure)测试以便用于诸如交流(AC)永磁发电机之类的回转机器的方法，以及定子线圈的测试和通电-加热装置。
在用于摩托车的AC永磁发电机中，采用一定子，其中有多个定子子线圈卷绕在一定子铁芯上。在此情况下采用一种专门用于卷绕定子线圈的机器，或称之为卷绕机。在利用卷绕机卷绕之后，使定子线圈受到给定的处理，以便付诸实用。
图6是一原理示意图，示出了在卷绕之后施加于一传统的定子线圈的处理过程。图5(A)是该传统方法的处理过程的流程图。在图6中，标号10表示一卷绕机，它将一定子线圈14围绕定子12的定子铁芯来卷绕(图5(A)中的步骤S100)。卷绕后的定子线圈的两端连接于一外连接端子14A(步骤S102)。定子线圈14是由卷绕在相应磁极上的子线圈构成的，并具有一中间抽头(intermediate tap)。因此，外连接端子14A设置有三个端子，它们分别连接于定子铁芯14的串联回路的两端以及中间抽头，但在图6中只示出了两个端子。
将定子12传送至一通电-加热机16，在那里，定子线圈借助一大电流而被通电和加热一小段时间(通电-加热)(步骤S104)。进行加热是为了使涂敷于定子线圈绕组的环氧树脂熔化进而凝固，从而稳定绕组电线之间的接触以及稳定该绕组与一卷绕在定子铁芯上的绝缘件(绕线筒)之间的连接以消除内应力。
在上述的通电-加热之后进行冷却(步骤S106)，再将定子12传送至一装配生产线18，并在那里将引出线20之类装配起来。也就是说，将引出线20焊接于外连接端子14A。
随后，将带有引出线的定子12传送至一测试机22，在那里进行波形测试，看看是否对绕组进行了正确的处理(步骤S110)。测试机22是这样一种机器，即，当对定子线圈14多次施加一恒定电压的矩形波时，可以借助示波器来监测电压和电流的转换时间(阻尼特性)，由阻尼过程中的波形变换特性可以估计定子线圈的时间常数等，从而可以确定卷绕是否适当。如果由测试的结果确定卷绕正确，那就可以将定子线圈从工厂运出(步骤S112)。
因此，在这种传统的方法中，必须以正确的次序将定子12传送至卷绕机10、通电-加热机16、装配生产线18和测试机22。因此，定子必须在每次传送时都重新设定，从而导致极低的工作效率。此外，在这种传统的方法中，波形测试(步骤S110)是在通电-加热(步骤S104)之后进行的，因而在通电-加热之后的冷却过程中(步骤S106)，定子需要冷却至足以进行波形测试的温度。因此，冷却的时间延长，降低了处理效率。
另外，由测试机22所进行的测试是在一系列处理的最后进行的，因而如果在测试时发现定子有缺陷，先前进行的所有处理就都白费了。也就是说，如果测试结果表明产品在被通电-加热处理之后是有缺陷的，那么就不能重新卷绕定子线圈14，定子不可避免的要被丢弃，从而造成资源浪费。
有鉴于此，本发明的第一目的是，提供一种对定子进行测试和通电-加热的方法，从而可以有效地在卷绕之后对定子线圈进行处理，即使测试结果表明定子是有缺陷的，这个有缺陷的定子也可以被重新加工利用而无需丢弃，因而可以有效地利用资源。本发明的第二目的是，提供一种可直接实施该方法的测试和通电-加热装置。
本发明的第一目的是通过一种在利用卷绕机将一定子线圈卷绕到定子铁芯的磁极齿上之后，对定子线圈的卷绕故障进行测试以及对其进行通电-加热的方法来实现的，所述方法包括如下步骤(a)利用卷绕机卷绕定子线圈；(b)将定子线圈连接于一测试机，以便测试其卷绕故障；(c)将定子线圈的接头从所述测试机切换至一通电-加热机，以便进行通电-加热；以及(d)将定子从通电-加热机上取下，以便装配引出线。
本发明的第二目的是通过一种用于对定子进行测试和通电-加热的装置来实现的，其中定子具有一卷绕在定子铁芯的多个磁极齿上的定子线圈，所述装置包括一适于接触定子线圈的探头、一通过一转换开关连接于所述探头以便测试定子线圈的卷绕故障的测试机、以及一通过所述转换开关连接于所述探头以便对定子线圈进行通电-加热的通电-加热机，所述测试机和所述通电-加热机可以有选择地连接于所述探头。
按照如权利要求1所述的本发明，测试和通电-加热可以在定子线圈的卷绕之后进行，只要切换一转换开关即可，因而可以比传统的方法更有效地进行处理，因为在传统的方法中，需要将定子线圈分别传送到独立的测试机和通电-加热机中来进行这些处理。
另外，测试是在通电-加热之前进行的，因而如果通过测试发现定子线圈的卷绕有缺陷，就可以重新卷绕，使得定子可以再循环而无需丢弃，从而可以更有效地利用资源。按照如权利要求2所述的本发明，可以获得一种能直接实施上述方法的测试和通电-加热装置。
图1是一AC永磁发电机的剖视图；图2是一原理示意图，示出了一按照本发明的处理过程；图3示出了一测试和通电-加热装置的结构；图4是波形测试和通电-加热的时间图表；图5是本发明的处理过程与一传统方法的处理过程相比较的流程图；以及图6是一原理示意图，示出了一传统的处理过程。
图1是一内装有本发明定子的AC永磁发电机的剖视图；图2是一原理示意图，示出了一在卷绕之后施加于定子线圈的处理过程；图3示出了一测试和通电-加热装置；图4是上述装置的工作时间图表；图5是与传统方法相比较的流程图，其中图5(A)示出了传统方法，而图5(B)示出了本发明的方法。
在这些附图中，标号30表示一定子，该定子结合在一转子32中以形成一AC永磁发电机。在转子32的内周表明上固定粘接了偶数个永磁铁34，这些永磁铁形成了成对磁极。转子32固定于一内燃发动机的曲轴36。定子30固定于一曲轴箱或一曲轴箱盖，定子的多个(12个)径向突起的磁极38对着位于转子32内径一侧的永磁铁34。
定子30的磁极38是由定子铁芯40的多个磁极齿42构成的，定子线圈46通过一塑料绕线筒44卷绕在定子铁芯上。定子铁芯40是通过绝缘层层叠的硅钢或碳钢薄板制成的。绕线筒是由一对半筒构成的，该对构件适于从两侧夹住定子铁芯40的磁极齿42。两个半筒都是用绝缘塑料通过注塑模制而成的。
在图2中，标号50表示一卷绕机，它将定子铁芯40保持在位，并自动地将定子线圈46卷绕到定子铁芯40的磁极齿42上(图5中的步骤S200)。在卷绕机50卷绕定子线圈46之后，将线圈46的两端和一中间抽头连接于一外连接端子46A(步骤S202)。因此，虽然图2和3中只示出了两个，但端子46A实际上设置有三个端子。
将经过端子连接处理(步骤S202)的定子30传送至一个测试和通电-加热装置52。在该测试和通电-加热装置52中结合有一测试机54、一通电-加热机56和一转换开关58。测试机54和通电-加热机56是如图3所示的那样布置的。也就是说，将通过卷绕机50卷绕了定子线圈46的定子30安置到测试和通电-加热装置52上，它可以有选择地连接于测试机54或通电-加热机56。
测试机54具有一用于升高AC电源54A之电压的电力变压器54B、一用于对变压器54B的输出电压进行整流的电压整流部、一用于使电压整流部54C的输出电压变得平滑的电压平滑部54D、一电压控制部54E和一示波器54F。电压控制部54E能以某一时间间隔对定子线圈46五次施加一个1kV电压和19μsec时间宽度的脉冲。可通过示波器54F来监测定子线圈46中的电压和电流在该时间的变化。由在该时间波形的变化来测定绕组的性能。
通电-加热机56可通过一变压器56B将一AC电源56A的电压升高至一适当值，变压器56B的输出电流通过一整流部56C整流，再通过一平滑部56D平滑。接着，一电流控制部56E对定子线圈46通以大电流(例如30-40A)并持续一段时间(例如15-20sec)，以对定子30进行加热。
在将定子安置到测试和通电-加热装置52上之后，将一探头60压抵于定子30的端子46A，从而在端子46A和探头60之间建立起电连接。探头60通过双掷转换开关58连接于测试机54和通电-加热机56。
转换开关先将定子线圈46连接于测试机54。如上所述，测试机54可确定卷绕是否正确地进行，即，紧接在对定子线圈46施加具有一定电压值的矩形波(步骤204)之后，由电压和电流的变化来看卷绕是否正确。
如果测试机54确定卷绕正确，就转换开关58，使定子线圈46连接于通电-加热机56(步骤S204)。通电-加热机56施加短时间的电流来对定子线圈进行通电和加热，以使涂敷于线圈46之绕组的环氧树脂熔化进而固化，从而使绕组电线之间的接触变得稳定，并消除内部应力。
在通电-加热之后，使定子30冷却下来(步骤S206)，并将其从测试和通电-加热装置52中取出并传送至装配生产线62。在装配生产线62上，将引出线64或类似物装配于定子30(步骤S208)。定子30还可根据需要经历连续性或类似的测试(步骤S210)，随后再从工厂运出(步骤S212)。
根据本发明，如图4所示，通过测试机54来进行波形测试和通过通电-加热机56来进行通电-加热是相继进行的。也就是说，波形测试和通电-加热作业是通过对转换开关58加以转换来进行的，而探头60保持与定子30的端子46A的各端子的接触。因此，不需要使定子30反复传送和重复设定，从而提高了处理效率。
如果测试机54的测试结果表明卷绕是有缺陷的，那么就要将定子30从测试和通电-加热装置52取出。在此阶段，定子30没有经历通电-加热，因而定子线圈46可以再循环而重新正确的卷绕。也就是说，可以例如用手将定子线圈46取出，并重新安装到卷绕机50上重新卷绕。于是，可以对有卷绕缺陷的定子重新进行加工，无需加以丢弃。
下面将结合图5来概括描述传统方法的处理过程与本发明方法的处理过程之间的差别。在传统的方法中，由于波形测试是在处理过程结束时进行的，因而如果发现卷绕有缺陷，已经施加于定子的处理(例如通电-加热和引出线固定)就等于白费了。相反，按照本发明，波形测试是在过程开始时(步骤S204)进行的，因而可以避免这样的浪费(参见图5中的①)。
此外，在传统方法中，波形测试(步骤S110)是在通电-加热(步骤S104)之后进行的，因而在通电-加热之后需要足够的冷却，直到其温度适于进行波形测试(步骤S106)。因此，冷却时间被延长。相反，按照本发明，通电-加热是在波形测试之后进行的，因而足以让定子冷却到使引出线的固定没有困难的温度。因此，可以缩短冷却时间，从而提高处理效率(参见图5中的②)。
另外，按照本发明，由于最终的连续性测试(最终测试)是在波形测试已经完成(步骤S210)之后进行的，只要追加测试时间就足以应付该最终测试，因而可以缩短最终测试的时间(参见图5中的③)。此外，按照本发明，波形测试机54和通电-加热机56是结合在一个复杂的机器中，因而对定子30的接头(探头)可以是共用的。因此，可以采用一台没有保持结构和接头(探头)的通用波形测试机，从而能降低安装成本(图5中的④)。
权利要求
1.在利用卷绕机将一定子线圈卷绕到定子铁芯的磁极齿上之后，对定子线圈的卷绕故障进行测试以及对其进行通电-加热的方法，所述方法包括如下步骤(a)利用卷绕机卷绕定子线圈；(b)将定子线圈连接于一测试机，以便测试其卷绕故障；(c)将所述定子线圈的接头从所述测试机切换至通电-加热机，以便进行通电-加热；以及(d)将定子从通电-加热机上取下，以便装配引出线。
2.一种用于对定子进行测试和通电-加热的装置，所述定子具有一卷绕在定子铁芯的多个磁极齿上的定子线圈，所述装置包括一适于接触定子线圈的探头、一通过一转换开关连接于所述探头以便测试定子线圈的卷绕故障的测试机、以及一通过所述转换开关连接于所述探头以便对定子线圈进行通电-加热的通电-加热机，所述测试机和所述通电-加热机可以有选择地连接于所述探头。
全文摘要
本发明提供了一种对定子进行测试和通电-加热的方法,借助该方法可以在卷绕之后对定子线圈进行处理,即使通过测试发现卷绕有缺陷,也可以对有缺陷的定子重新加工,无需加以丢弃。该方法包括如下步骤:(a)利用卷绕机卷绕定子线圈;(b)将定子线圈连接于一测试机,以便测试其卷绕故障;(c)将定子线圈的接头从所述测试机切换至一通电-加热机,以便进行通电-加热;以及(d)将定子从通电-加热机上取下,以便装配引出线。
文档编号G01R31/34GK1388383SQ0112116
公开日2003年1月1日 申请日期2001年5月30日 优先权日2001年5月30日
发明者铃木仁志 申请人:株式会社萌利克