专利名称：一种匝数测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明涉及一种匝数测试装置及测试方法，特别是涉及一种用于测试集中绕组电 机定子的线圈匝数的匝数测试装置及其测试方法。
背景技术：
目前电机包括分布绕组和集中绕组，在集中绕组电机中，定子成环形，在定子上具 有径向向内突出的齿，各个齿上绕有线圈。在集中绕组电机的制作过程中，尤其在样机制作 阶段通常采用人工对线圈进行绕制，但是人工绕线对于绕制的匝数不容易控制，在绕制完 成的时候可能产生比预定的线圈数多绕或少绕的现象。因此，在集中绕组电机的生产过程 中，迫切需要对集中绕组电机定子上的绕组线圈匝数进行测试。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够直接对集中绕组电机定子上的绕组线 圈匝数进行测试的匝数测试装置和利用该装置的测试方法。具体方案如下，本发明提供的一种匝数测试装置，用于测试集中绕组电机定子上 的线圈匝数，包括底座；杆形的转子支架，所述转子支架的一边绕制有激磁线圈、另一边 绕制有标准线圈；连接部件，用于连接所述底座和所述转子支架，使所述底座和所述转子支 架之间可相对旋转，其中所述底座平面和所述转子支架平行；固定部件，用于将被测集中绕 组电机定子固定在所述底座上，使被测集中绕组电机定子与所述转子支架同心且处于同一 平面；电流计，其与所述标准线圈连接，测试时与所述被测集中绕组电机定子上的被测线圈 反向串联构成一回路。本发明还提供一种匝数测试方法，利用上述匝数测试装置进行测试，包括固定所 述匝数测试装置的底座或转轴的步骤；固定集中绕组电机定子的步骤，使所述集中绕组电 机定子相对所述匝数测试装置的底坐固定；定位被测线圈的步骤，通过对所述集中绕组电 机定子上的一个被测线圈通电，使其定位在与所述匝数测试装置的转子支架处于一直线上 的位置，且使所述被测线圈靠近所述转子支架的标准线圈的一端；电路连接的步骤，将所述 标准线圈与所述被测线圈反向串联，并且在组成的回路中串入一电流计；测试步骤，在所述 转子支架的激磁线圈上接入交流电，观察电流计的示数是否为零，如果是，则被测线圈的匝 数与所述标准线圈的匝数相等。反之，当电流计的指针为正时，则证明被测线圈匝数比标准 线圈的匝数少，应增加被测线圈的匝数；当电流计的指针为负时，则证明被测线圈匝数比标 准线圈的匝数多，应减少被测线圈的匝数。本发明的匝数测试装置结构简单、实用性强，可以直接对集中绕组电机定子上的 绕组线圈匝数进行测试。本发明的匝数测试装置对集中绕组电机定子的绕组线圈匝数进行 测试的方法，可以直接对集中绕组电机定子上的绕组线圈匝数进行测试，而且操作简便。
图1示出了本发明实施方式的匝数测试装置的俯视图。图2示出了本发明实施方式的匝数测试装置的使用状态的俯视图。图3为沿图2中的A-A线的分解剖视示意图。图4示出了测试时电机定子和转子支架上各线圈的通电方向图。图5示出了本发明实施方式的定位销钉的结构示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。实施方式1图1示出了本发明实施方式的匝数测试装置的正视图，图2示出了本发明实施方式 的匝数测试装置(包括被测集中绕组电机定子)的正视图，图3为沿图2中的A-A线的分解 剖视示意图，图中所示的匝数测试装置仅是示例，根据本发明的匝数测试装置不局限于此。本发明实施方式的匝数测试装置包括底座6、转轴7、转子支架4、激磁线圈1、标准 线圈2、固定部件和电流计17。本实施方式中的固定部件采用定子定位销钉10。底座6为 圆盘形，在中心处设有可以容纳滚珠轴承8和止退轴承9的轴承室13和截面积小于轴承室 13的中心通孔15，在底座6的周边上设有三个凸起座16，测试时凸起座16用于支撑被测 集中绕组电机定子，以及保证被测集中绕组电机定子和底座6之间等高。在凸起座16上分 别打有螺纹孔14，该三个螺纹孔14相对底座6圆心相隔120°。定子定位销钉10的一端 分别与螺纹孔14接合，另一端用于与被测的集中绕组电机定子5接合。在生产中，凸起座 16可以是任意个，定子定位销钉10也可以是任意个，相对底座6圆心的间隔也可以是任意 角度，这些都可以根据实际情况来调整。在底座6上还设有固定孔12，可以通过固定孔12 将底座6固定在一平台上。另一种固定方式是在三个凸起座16上增加与电机定子外径相 同的止口来定位被测集中绕组电机定子，从而保证被测集中绕组电机定子和转子支架的同 心。转子支架4为杆形，转子支架4的中心设有一中心孔，在转子支架4上激磁线圈1 绕制在中心孔的一边上且使转子支架4的端头露出来，标准线圈2绕制在中心孔的另一边 上且使转子支架4的端头露出来。测试时激磁线圈1外接一交流电源(图中未示出)，当 在其中接入交流电时，绕制线圈的匝数可以根据实际电流的大小来调整，目的是保证磁路 不能够饱和，以减少漏磁造成的测量误差。理论上标准线圈2绕制的匝数必须和被测线圈 3的目标匝数相同，但由于气隙的存在导致磁路中将产生漏磁场，故需要根据实际测试的结 果来确定标准线圈2绕制的实际匝数，在测试时标准线圈2的匝数已事先确定。转轴7的一端固定在滚珠轴承8和止退轴承9上。止退轴承9用于防止转轴7轴 向窜动，滚珠轴承8用于保证转轴7和底座6的垂直度以及转轴7和电机定子5的同心度， 转轴7的另一端通过转子支架4的中心孔，并用固定螺母11将转子支架4固定住，安装的 时候，使转子支架4与转轴7垂直，这样转子支架4就与底座6的平面平行。测试时，转子 支架4与转轴7固定成一体可相对底座6转动。测试过程中，标准线圈2与被测线圈3反向串联，即，使标准线圈2与被测线圈3 的中感应的电势方向相反，在标准线圈2与被测线圈3构成的回路中串联电流计17，通过观察电流计17的示数来测试被测线圈3的匝数。若电流计的示数为零，则可以判定被测线圈 3的匝数与标准线圈2的匝数相等。反之，当电流计的指针为正时，则可以证明被测线圈3 的匝数比标准线圈2的匝数少，应增加被测线圈3的匝数；当电流计的指针为负时，则可以 证明被测线圈3的匝数比标准线圈2的匝数多，应减少被测线圈3的匝数。本实施方式中的定子定位销钉10的结构示意图如图5所示，定子定位销钉10的 下端A可以采用螺纹结构，下端A可以与底座6上的螺纹孔14接合，中部B的截面积比下端 A的截面积大，可以对定子定位销钉10起到定位作用，在定子定位销钉10拧进底座6上的 螺纹孔14时，最大只能拧到中部B与下端A的结合处，这样，只要保证各个定子定位销钉的 从中部B与下端A的结合处到上端C的距离相等，并且在定子定位销钉10拧进底座6上的 螺纹孔14时拧到最大程度，就可以保证被测的集中绕组电机定子5安装的同位度。上端C 可以采用多边形结构，如方形、三角形等结构，该上端C插入到所述被测集中绕组电机定子 上的相应形状的定位孔中，以方便与被测的集中绕组电机定子5的固定，定子定位销钉10 的这种结构的优点在于方便安装和更换。定子定位销钉10的长度能够确保安装上被测集 中绕组电机定子时使被测集中绕组电机定子与转子支架4处于同一平面。实施方式2本实施方式的匝数测试装置中的滚珠轴承8是安装在转子支架4上，即可以相应 地在转子支架4设有轴承室，将滚珠轴承8设置在该轴承室中。转轴7的一端固定在滚珠 轴承8中，另一端固定在底座6上，这样转轴7与底座6固定成一体，可以相对转子支架4 旋转。其它结构与实施方式1类似，这里就不再重复叙述。下面将详细说明利用本实施方式的匝数测试装置对集中绕组电机定子的绕组线 圈匝数进行测试的方法。被测的集中绕组电机定子5为环形，具有多个齿，例如具有24个齿，当然电机定子 5的齿数可以根据实际需要而设置，被测线圈3绕制在电机定子5的各个不同齿上。测试 时，可以通过定子定位销钉10将集中绕组电机定子5固定在底座6上，安装时保证集中绕 组电机定子5与转子支架4同心且处于同一平面上。在集中绕组电机定子5的外周上设有 可与定子定位销钉10接合的接合孔，安装时使定子定位销钉10分别与该接合孔接合，以固 定住被测的集中绕组电机定子5，这样测试时集中绕组电机定子5与底座6固定成一体可相 对转子支架4和转轴7旋转。安装时，使转子支架4和集中绕组电机定子5处于同一平面， 并且保证转子支架4的两个端面与集中绕组电机定子5之间的气隙为0. 2mm或者更小，这 样可以减小漏磁。当然，间隙也可以大于0. 2mm，当气隙大于0. 2mm时，可以根据计算来调整 标准线圈2的匝数，进而弥补由于气隙引起的漏磁影响。由于被测线圈3是绕制在电机定子5的各个不同的齿上，可以采用两种方案对被 测线圈3的匝数进行测试。第一种测试方案，通过旋转转子支架4来实现对电机定子5的不同齿上的被测线 圈3进行测试。该方案中，可以采用螺钉等通过固定孔12将底座6固定在一平台上。将被测的集中绕组电机定子5固定在底座6上，如上文所述可以利用定子定位销 钉10将被测的集中绕组电机定子5固定在底座6上，也可以利用在三个凸起座16上增加 与集中绕组电机定子5的外径相同的止口来定位集中绕组电机定子。这样就可以保持底座6和固定在其上的集中绕组电机定子5固定不动，当对被测线圈3通电时可以使转子支架4 旋转。当要测试集中绕组电机定子5的某个齿上的被测线圈3时，首先对该齿上的被测 线圈3进行定位，即对与标准线圈2接近的齿上的被测线圈3通电，使转子支架4的标准线 圈2旋转到与被测线圈3相对的位置，即转子支架4与被测线圈3在一条直线上。对于转 子支架4与被测线圈3的定位也可以使用机械固定的方式保证其在一条直线上。然后，将标准线圈2和被测线圈3反向串联，即，使标准线圈2和被测线圈3的感 应电磁方向相反，并且在标准线圈2和被测线圈3之间串接入一电流计17。然后，将激磁线 圈1连通交流电源。测试过程中，将一定频率的交流电接入激磁线圈1，在激磁线圈1中通入交流电 时，励磁磁场会在标准线圈2和被测线圈3中产生感应电动势，激磁线圈1、标准线圈2、被 测线圈3的通电方向如图4所示。由于线圈中的感应电流与匝数成正比，匝数相同的线圈 感应产生的电流应当相等，本测试方案中将标准线圈2和被测线圈3反接，所以标准线圈2 和被测线圈3中感应的电流方向相反，由标准线圈2和被测线圈3构成的回路中的电流相 抵销。若标准线圈2和被测线圈3的匝数相同，则感应产生的电流也就相等，因此由标准线 圈2和被测线圈3构成的回路中的电流将为零。基于上述原理，在本测试方案中可以通过观察电流计17指针的方向和大小来判 断被测线圈3的匝数的多少。若标准线圈2和被测线圈3的匝数相同，则电流计17的示数 为零，反之，则电流计17的示数不为零。当电流计17的指针指示为正时，则证明被测线圈3 的匝数比标准线圈2的匝数少，应增加被测线圈3的匝数，则继续绕制被测线圈3直到电流 计17的指示为零；当电流计17的指针指示为负时，则证明被测线圈3的匝数比标准线圈2 的匝数多，应减少被测线圈3的匝数，则减少被测线圈3上绕制的匝数直到电流计17的指 示为零。第二种测试方案，通过旋转电机定子5来实现对电机定子5的不同齿上的被测线 圈3进行测试。该方案与第一测试方案的不同之处在于，使转轴7和固定在其上的转子支 架4固定不动，使底座6和固定在其上的电机定子5可相对转子支架4进行旋转。在本方案中，可以使转轴7固定在滚珠轴承8和止退轴承9上的一端进一步延伸 地从底座6的中心通孔15伸出，并且固定在一平台上，这样转轴7与固定在其上的转子支 架4就固定在平台不动。当对被测线圈3通电时底座6和固定在其上的电机定子5可以相 对转子支架4旋转。当要测试电机定子5的某个齿上的被测线圈3时，首先对被测线圈3进行定位，即 对与标准线圈2接近的该齿上的被测线圈3通电，使电机定子5旋转到被测线圈3与转子 支架4相对的位置，即，使转子支架4与被测线圈3在一条直线上。本方案中的其它测试步骤与测试原理均与第一测试方案类似，这里就不再重复叙 述。本实施方式的匝数测试装置结构简单、实用性强，可以直接对集中绕组电机定子 上的绕组线圈匝数进行测试。本实施方式提供的对集中绕组电机定子的绕组线圈匝数进行 测试的方法，可以直接对集中绕组电机定子上的绕组线圈匝数进行测试，而且操作简便。集中绕组电机定子与底座的固定采用的是定子定位销钉进行固定，当然也可以采用其它的固定部件进行固定，例如螺钉等，集中绕组电机定子与底座的固定也可以采用卡 扣固定方式。此外，在上面的实施方式中，采用三个定子定位销钉10来固定集中绕组电机定子 5，当然也可以用四个、五个等多个定子定位销钉10来固定集中绕组电机定子5，这可以根 据实际需要而定。还有，在上面的实施方式中，在底座6的周边上设有三个凸起座16，但是，该突起 座16的数量不限于三个，只要能保证被测集中绕组电机定子5和底座6之间等高即可。此 外，也可以将被测集中绕组电机定子5的定子定位销钉10的一端直接设在底座上而省略凸 起座16的设置。而且，在上面的实施方式中，采用滚珠轴承8和止退轴承9来固定转轴7，但是在能 够保证转轴7不轴向窜动的情况下，可以省略止退轴承9的设置，例如用一个宽滚珠轴承来 定位转子支架4。当然本发明的实施方式仅是示例，不应理解为对本发明的限制，本发明还可有其 他实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据 本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求 的保护范围。
权利要求
一种匝数测试装置，用于测试集中绕组电机定子上的绕组线圈匝数，其特征在于，包括底座；杆形的转子支架，所述转子支架的一边绕制有激磁线圈、另一边绕制有标准线圈；连接部件，用于连接所述底座和所述转子支架，使所述底座和所述转子支架之间可相对旋转，其中所述底座平面和所述转子支架平行；固定部件，用于将被测集中绕组电机定子固定在所述底座上，使被测集中绕组电机定子与所述转子支架同心且处于同一平面；电流计，其与所述标准线圈连接，测试时与所述被测集中绕组电机定子上的被测线圈反向串联构成一回路。
2.根据权利要求1所述的匝数测试装置，其特征在于， 所述连接部件包括滚珠轴承和转轴，其中，所述转轴的一端固定在所述滚珠轴承中，所述转轴的另一端固定在所述转子支架上， 所述滚珠轴承安装在所述底座中。
3.根据权利要求2所述的匝数测试装置，其特征在于，所述转轴的另一端通过所述转子支架的中心孔，并用螺母固定。
4.根据权利要求1所述的匝数测试装置，其特征在于， 所述连接部件包括滚珠轴承和转轴，其中，所述转轴的一端固定在所述滚珠轴承中，所述转轴的另一端固定在所述底座上， 所述滚珠轴承安装在所述转子支架中。
5.根据权利要求1所述的匝数测试装置，其特征在于，所述转子支架的两个端面与被测集中绕组电机定子之间的间隙都不大于0. 2mm。
6.根据权利要求1所述的匝数测试装置，其特征在于，所述固定部件的一端为螺纹结构，所述螺纹结构与所述底座上的螺孔接合，另一端的 横截面为多边形结构，所述多边形结构插入到所述被测集中绕组电机定子上的相应形状的 接合孔中。
7.根据权利要求1至6任一项所述的匝数测试装置，其特征在于， 所述固定部件有三个，彼此相互间隔120度。
8.—种匝数测试方法，其特征在于，利用权利要求1所述的匝数测试装置对集中绕组 电机定子的绕组线圈进行测试，包括固定所述匝数测试装置的底座的步骤；固定集中绕组电机定子的步骤，使所述集中绕组电机定子相对所述匝数测试装置的底 座固定；定位被测线圈的步骤，通过对所述集中绕组电机定子上的一个被测线圈通电，使其定 位在与所述匝数测试装置的转子支架处于一直线上的位置，且使所述被测线圈靠近所述转 子支架的标准线圈的一端；电路连接的步骤，将所述标准线圈与所述被测线圈反向连接，并且在组成的回路中串 联一电流计；测试步骤，在所述转子支架的激磁线圈上接入交流电，观察电流计的示数是否为零。
9. 一种匝数测试方法，其特征在于，利用权利要求2所述的匝数测试装置对集中绕组 电机定子的绕组线圈进行测试，包括固定所述匝数测试装置的转轴的步骤，将所述匝数测试装置的转轴固定在滚珠轴承上 的一端通过底座上的通孔固定在一平台上；固定集中绕组电机定子的步骤，使所述集中绕组电机定子相对所述匝数测试装置的底 座固定；定位被测线圈的步骤，通过对所述集中绕组电机定子上的一个被测线圈通电，使其定 位在与所述匝数测试装置的转子支架处于一直线上的位置，且使所述被测线圈靠近所述转 子支架的标准线圈的一端；电路连接的步骤，将所述标准线圈与所述被测线圈反向连接，并且在组成的回路中串 联一电流计；测试步骤，在所述转子支架的激磁线圈上接入交流电，观察电流计的示数是否为零。
10.根据权利要求8或9所述的匝数测试方法，其特征在于，在上述测试步骤中，若所述电流计的示数不为零，则增减所述被测线圈直到所述电流 计的示数为零。
全文摘要
本发明提供一种匝数测试装置及其测试方法，该匝数测试装置用于测试集中绕组电机定子上的绕组线圈匝数，包括底座；杆形的转子支架，其一边绕制有激磁线圈另一边绕制有标准线圈；连接部件，用于连接底座和转子支架，使底座和转子支架之间可相对旋转，其中底座平面和转子支架平行；固定部件，用于将被测集中绕组电机定子固定在底座上，使被测集中绕组电机定子与转子支架同心且处于同一平面；电流计，其与标准线圈连接，测试时与被测集中绕组电机定子上的被测线圈反向串联构成一回路。本发明还提供一种匝数测试方法，利用上述匝数测试装置进行测试。本发明的匝数测试装置结构简单、实用性强，可以直接对集中绕组电机定子上的绕组线圈匝数进行测试。
文档编号G01R29/20GK101887083SQ200910136688
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者张为民, 王江涛, 蔡蔚 申请人:精进电动科技(北京)有限公司