НАМОТОЧНАЯ МАШИНА С ФУНКЦИЕЙ ВЫЯВЛЕНИЯ НАКОЛОВ Российский патент 1999 года по МПК H02K15/85 H02K15/08 

Настоящее изобретение относится к намоточным машинам и, в частности, к намоточным машинам с функцией выявления наколов (дефектов эмали), которые могут получаться в процессе намотки проволоки вокруг ламинированного сердечника статора при производстве моторов, или наколов, уже существующих на поверхности проволоки, позволяющей мгновенно определить брак изготовления.

За последние годы во все большем количестве электронной техники типа моющих машин или воздушных кондиционеров применяются моторы различных типов в качестве движущего устройства, создающего вращающую силу. При изготовлении таких моторов, обычно, статор имеет ламинированный сердечник с проволочной обмоткой, а ротор установлен во внутреннем пространстве статора с возможностью вращаться.

При такой конструкции ток подается в обмотку для возбуждения в ней магнитного поля, так, чтобы ротор, находящийся внутри статора, вращался, создавая определенный момент вращения на валу.

Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, показывающий основную часть статора обычного мотора; фиг. 2 - блок-диаграмма, показывающая схематически обычную намоточную машину.

Как видно на чертежах, ламинированный сердечник 1, получающийся сборкой нескольких железных пластин, образует полость 3, в которую вставляется ротор (не показан). Ламинированный сердечник 1 имеет два магнитных полюса 2.

Вокруг магнитных полюсов намотаны обмотки из нескольких витков проволоки 4, а через клеммы 5 в обмотку 4 при работе мотора подается ток. Таким образом создается магнитное поле в сердечнике 1 и на магнитных полюсах 2.

И поскольку, как показано на фиг. 1, на клеммы 5 подается электрическая мощность, через обмотку 4, навитую вокруг магнитных полюсов 2, течет ток. Это приводит к тому, что в ламинированном сердечнике 1 и на магнитных полюсах 2 создается определенное магнитное поле. Это магнитное поле, соответственно, приводит во вращение ротор, помещенный в пространстве между полюсами.

Как показано на фиг. 2, известная машина для намотки оборудована устройством 10 закрепления сердечника статора 20, имеющего ламинированный сердечник 1, на который навивается обмотка 4.

Бобина 40 с проволокой 4 для навивки вокруг ламинированного сердечника 1 и наконечник 30 для укладки проволоки 4 с бобины 40 на ламинированном сердечнике 1 установлены вблизи ламинированного сердечника 1.

При работе известной намоточной машины на ламинированный сердечник 1, установленный в устройство 10 держателя, наматывается проволока 4, поступающая с бобины 40 через наконечник 30, расположенный вблизи устройства 10 держателя.

Проволока 4 поступает на ламинированный сердечник 1 через наконечник 30, наматываясь вокруг соответствующих магнитных полюсов 2 ламинированного сердечника 1 в несколько оборотов, как показано на фиг. 2, образуя, таким образом, статор 20.

Обмотка, образуемая проволокой 4 вокруг магнитных полюсов 2 ламинированного сердечника 1, покрывается по периферии изолирующим материалом, например, эмалью, для ее электрической изоляции.

Характеристики мотора определяются числом витков обмотки, а также состоянием ее изоляции. По этой причине, состояние изоляции, число витков и направление являются важными критериями оценки качества мотора.

В случае ошибок производственного процесса во время намотки проволоки 4 вокруг сердечника 1 могут образовываться накол или наколы в изолирующем материале, покрывающем поверхность обмотки.

Такой накол обозначает, что часть поверхности обмотки не защищена покрытием. Соответственно, когда электрическая мощность прикладывается к статору 20 готового мотора, магнитное поле, возбуждаемое в статоре 20, может уменьшиться из-за короткозамкнутых витков обмотки, имеющей несколько витков, или коротким замыканием между обмоткой и ламинированным сердечником 1, вызванным наколом, при этом ротор может вращаться со скоростью, отличающейся от заданной в меньшую или большую сторону. А при появлении электрической дуги в короткозамкнутой части мотор сгорает, приходя в негодность.

Известная намоточная машина завершает производство мотора, не определяя накола в проволоке, так, что характеристики мотора нарушаются, приводя к тому, что мотор не функционирует нормально и не может быть использован.

Более того, накол не может быть определен до тех пор, пока изготовление мотора не закончено, что приводит к затрате ненужных усилий по производству непригодных моторов.

Таким образом, с целью устранения вышеописанных недостатков известной намоточной машины, настоящее изобретение предлагает намоточную машину, имеющую функцию выявления наколов, появляющихся в процессе производства или уже имеющихся на поверхности проволоки, позволяющую мгновенно определить такой накол в процессе навивки проволоки вокруг ламинированного сердечника статора при производстве моторов, с тем, чтобы остановить производство некачественного мотора с некачественной проволокой обмотки.

Для достижения поставленной цели предлагается намоточная машина, обладающая функцией выявления накола, включающая устройство закрепления сердечника, для закрепления ламинированного сердечника, и наконечник для протягивания проволоки с бобины и направления ее на ламинированный сердечник. А также, источник электрической энергии для подачи напряжения и образующий замкнутую цепь с устройством закрепления сердечника и наконечником, соединенным через проволоку, и устройство выявления накола, чувствующее короткое замыкание, путем восприятия импульса, получаемого при замыкании через проволоку.

Желательно, чтобы устройство выявления накола включало буфер для восприятия импульса, производимого коротким замыканием, и усилитель для усиления импульса, поступающего в буфер на определенный уровень. Кроме того, цепь формирования фронта импульса, поступающего с усилителя, и счетчик импульсов, поступающих с устройства формирования фронта, а также дисплей, показывающий количество импульсов, определенных счетчиком.

Достижение вышеуказанных целей и другие преимущества изобретения станут более понятными при подробном описании представленного варианта конструкции со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 представлен вид в перспективе основной части статора, применяемого в обычном моторе; на фиг. 2 - блок-диаграмма, показывающая схематически известную намоточную машину; на фиг. 3 - блок-диаграмма, показывающая конструкцию представленного варианта намоточной машины с функцией выявления накола.

Намоточная машина с функцией выявления накола в соответствии с представленным вариантом конструкции описывается со ссылками на фиг. 3, части на которой обозначены соответствующими номерами для описания.

На фиг. 3 показано устройство 10 закрепления сердечника с сердечником 1, закрепленным в его верхней части, наконечник 30 для подачи проволоки 4 от бобины 40 к ламинированному сердечнику 1. Источник 60 электрической энергии подает электрическое напряжение, образуя замкнутую цепь с устройством 10 закрепления сердечника и наконечником 30 через проволоку 4.

Желательно, чтобы один конец этой цепи был заземлен, и в представленной конструкции заземленным является устройство 10 закрепления сердечника.

Устройство 50 выявления накола, воспринимающее импульс, образующийся при коротком замыкании через проволоку 4 в процессе ее намотки, присоединено к одному из концов замкнутой цепи.

Устройство 50 выявления накола воспринимает импульс, образующийся в вышеуказанной замкнутой цепи, через буфер 51. Этот импульс усиливается в усилителе 52 на определенный уровень. Цепь 53 формирования фронта выделяет фронт импульса с выхода усилителя 52 для облегчения его восприятия.

Счетчик 54 считает импульсы, поступающие с цепи 53 формирования фронта, а дисплей 55 показывает количество импульсов, посчитанных счетчиком 54.

В настоящее время, счетчик 54 и дисплей 55 могут быть объединены в единую ИЦ, включающую счетчик и 7 сегментный светодиод, детальное описание которой опускается.

Рассмотрим работу намоточной машины в соответствии с представленным вариантом конструкции более детально.

Во-первых, когда намоточная машина приводится в действие после закрепления ламинированного сердечника 1 в устройстве 10 закрепления сердечника, проволока 4 протягивается от бобины 40 и поступает к наконечнику 30, расположенному возле сердечника 1.

Проволока, протянутая вышеописанным образом, поступает на сердечник 1 через наконечник 30. Таким образом, как показано на фиг. 1, обычный статор 20 получается при намотке проволоки 4 вокруг соответствующего магнитного полюса 2 в несколько витков, как описано выше.

Затем, источник 60 электрической энергии подает напряжение в замкнутую цепь, образованную устройством 20 закрепления сердечника с закрепленным сердечником 1 и наконечником 30 через проволоку 4.

Электрическое напряжение используется для выявления короткого замыкания в замкнутой цепи, а не для приведения в действие нагрузки. Желательно, чтобы использовался источник ПТ с напряжением около 12 В.

Таким образом, операция намотки проволоки вокруг ламинированного сердечника 1 проводится с образованием замкнутой цепи, как описано выше.

И если накол уже имелся на проволоке или образовался во время операции намотки, происходит короткое замыкание между проводами обмотки или между ламинированным сердечником 1 и наконечником 30 через проволоку 4.

В этот момент искра, т.е. мгновенный импульс генерируется источником 60 электричества.

Импульс воспринимается устройством 50 выявления накола, которое присоединено к замкнутой цепи для подсчета импульсов и установлено снаружи, чтобы оператор мог видеть появление брака.

Опишем работу устройства 50 выявления накола более детально. Импульс, генерируемый в описанной выше замкнутой цепи, поступает через буфер 51 и усиливается в усилителе 52 на заранее определенный уровень.

После этого, цепь 53 выделения фронта импульса выделяет фронт импульса, усиленного усилителем 52, и выдает результирующий импульс на счетчик 54.

Счетчик 54 воспринимает импульс с выхода цепи 53 выделения фронта для выполнения операции счета и подает сосчитанное число на 7 сегментный светодиод (не показан) дисплея 55.

В результате, оператор может легко определить, является ли проволока, навитая вокруг ламинированного сердечника, хорошей или дефектной, судя по числу импульсов, указанному на дисплее 55.

В намоточной машине с функцией выявления накола в соответствии с представленным вариантом конструкции настоящего изобретения, описанным выше, накол или наколы, образованные на поверхности проволоки во время ее намотки вокруг ламинированного сердечника статора при производстве моторов, а также уже имеющиеся накол или наколы, могут определяться мгновенно. Следовательно, определяется качество проволоки, чтобы предотвратить производство некачественных моторов, вызванных плохим качеством проволоки.

Более того, накол выявляется до окончания изготовления мотора, что делает намоточную машину по настоящему изобретению эффективной с точки зрения экономии времени и усилий, требуемых при производстве моторов.

И хотя данное изобретение было показано и описано, ссылаясь на частный вариант его конструкции, эксперты в данной области понимают, что возможны различные варианты изменений в форме и деталях, которые не изменяют духа и охвата изобретения, как оно описано в приводимой формуле.

Изобретение относится к области электротехники и касается выполнения намоточной машины с функцией выявления наколов, появляющихся на поверхности проволоки во время намотки проволоки вокруг ламинированного сердечника статора при производстве моторов, или уже имеющегося накола, который может быть мгновенно выявлен с целью определения качества мотора. Ламинированный сердечник закрепляется в устройстве закрепления сердечника и электрическое напряжение подается от источника электрической энергии на замкнутую цепь, образованную средством для закрепления сердечника и наконечником для протягивания проволоки. Устройство содержит также средства выявления накола, присоединенные к замкнутой цепи для определения импульса, генерируемого при коротком замыкании в проволоке. Технический результат от использования данного изобретения состоит в исключении возможности производства некачественных моторов с некачественной проволокой их обмоток. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Намоточная машина с функцией выявления накола, содержащая средства для закрепления ламинированного сердечника, наконечник для протягивания проволоки от бобины с проволокой на ламинированный сердечник, отличающаяся тем, что в нее введен источник электрической энергии для подачи электрического напряжения в замкнутую цепь, образованную средством для закрепления ламинированного сердечника и наконечником через протягиваемую проволоку, а также средства выявления накола, присоединенные к замкнутой цепи для определения импульса, генерируемого при коротком замыкании в проволоке. 2. Намоточная машина с функцией выявления накола по п.1, отличающаяся тем, что средство выявления накола выполнено из буфера для снятия импульса, генерируемого в замкнутой цепи, усилителя для усиления импульса, поступающего с выхода буфера, на определенный уровень, цепи выделения фронта для выделения фронта импульса, поступающего с выхода усилителя, счетчика для подсчета числа импульсов, поступающих с цепи выделения фронта, и дисплея, показывающего количество импульсов, определенных счетчиком.