線圈層間短路測試儀 7750系列
7750-10S/5S/5H/5E/1S

 

什麼是層間短路？會帶來哪些產品上的危害？

指的是磁性元件同一個繞組是由很多匝線繞製而成，如果絕緣不好將造成疊加在一起的線圈之間會短路。

即是此組繞組有一部份線圈直接被短路而無法發揮電感作用，磁場就會和之前不同，不對稱，也將會對剩餘的線圈電流變大，若發生在馬達的運行中，振動變大、電流增大、出力相對減小。

 

那些原因造成磁性元件發生層間短路？

來自於材料與生產加工兩大來源

漆包線製程	繞組線圈加工
上絕緣漆過程，可能刮傷漆包線	勾線/脫序/ 包線
漆包線龜裂	繞線跨槽
氣泡縫隙	附著到錫垢

 

層間短路不良會對馬達/磁性元件造成以下問題

• 發熱/燒毀

被短路的線圈將流過很大的電流 (是正常電流的2~10倍)

• 產生雜音

匝間短路的線圈在工作運行中振動很大

• 轉矩降低

被短路的線圈將電流不平衡導致轉矩降低

• 負載無法啟動

短路嚴重的線圈將導致電機無法帶動負載

 

為什麼磁性元件一定要檢驗層間短路？

繞組線圈細微的層間短路小瑕疵，不易在低壓性測試站被檢測出，因此生產線將瑕疵的半成品組裝成馬達/變壓器，工廠將貨交給下游組裝廠組裝至家電產品，於成品站進行功能性測試，細微層間短路不良的線圈很可能促使成品檢測時出現NG，會浪費更多製造成本。

生產線加入層間短路測試站，以瞬間脈衝大電壓檢測繞組線圈的漆包線/絕緣系統的品質，確保未來使用者在長時間使用產品時，不會因為層間短路導致馬達燒毀或停止運行的狀況發生。

層間短路測試= 壽命性檢驗

 

為什麼層間短路用低壓檢測方式不易檢出？

當線圈繞組內發生匝間短路的品質問題時，將造成電感、電容、與電阻參數改變，線圈的絕緣能力變弱，在高壓環境下比較容易被發現，檢測時沒有採用一定的高電壓去衝擊，其線圈的匝間短路點不易被擊穿，因此要從線圈的電感、電阻、電容等參數值不易找到明顯的異常。

故低壓的電氣檢測方式比較無法檢測匝間短路的品質問題。

 

 

7750層間短路測試儀檢測技術

採用方式為『非破壞性、高速脈衝電壓與阻尼振盪波形比對』

施加脈衝電壓於繞組線圈的兩端，在不破壞被測物的條件下，透過L/C諧振產生阻尼衰減振盪波形，進行標準品與被測物比對兩者間的瞬間波形，在產品壽命性品質下提前檢出層間短路、內部線圈或磁芯絕緣瑕疵的不良品。

 

• 透過儀器內部電容Cs與外部待測物電感Lr並聯下
• 儀器輸出一組高速脈衝壓於並聯線路上
• 產生電感L/電容C諧振

儀器顯示振盪之阻尼衰減波形進行比對分析，比對標準產品與被測波形各種差異

• 紫色為標準品之標準波形
• 藍色為不良品已改變的波形

 

 

7750層間短路測試儀比對方式

首先須建立標準品之波形，再與產線生產的被測物進行比對

• 綠色為標準品之標準波形
• 橙色為不良之差異波形

以下為不良品反應出這些電氣特性已改變

• 線圈的電感量
• 品質因數Q值
• 線圈的圈數差 (電壓差)
• 磁芯的材質差異性
• 線圈內部有匝間短路

 

7750支援6種波形比對模式

• 總面積差比對模式 AREA

於上圖1-2範圍內進行待測線圈波形面積比對，當待測物發生層間短路時，由於線圈能量損耗增加，諧振阻尼係數變大，諧振振幅會變小，總面積跟著變小，是檢查層間短路最基本的參數。

以%表示，判定能量損耗的差異性

 

 

• 面積差比對模式 DIFF

將標準樣品與待測產品兩者波形點對點面積之相異處加總則稱為「面積差」。

當待測物發生匝間短路時，電感變小（類似變壓器次極圈短路時，初極圈電感會變小），造成後段波形振盪頻率發生變化，諧振波形相位改變，面積差隨之改變。

藉此比較電感值的差異性

 

 

• 電暈數比對模式 CORONA

繞組線圈於高壓脈衝測試中，自身絕緣系統損壞而產生尖端放電，透過波形顯示放電曲線中出現電暈的現象，此功能可統計電暈發生的次數根據其偏差程度進行判定。

可用於檢測線圈內部絕緣品質是否有局部放電現象

 

 

• 二階微分比對模式 LAPLACIAN

線圈絕緣品質不良在高壓衝擊下產生放電，引起振盪波形產生快速的變化，透過7750二階微分演算獲得最高放電量，有效檢測一體成型電感因焊點不良造成漏電的品質問題。

可用於檢測焊接不良降低絕緣性能的問題

 

• 波形比對模式 COMP

將標準波設定一可容許之波形範圍，此項目可同時判斷諧振波的振幅及相位，可加大匝間短路的檢出能力。

 

 

 

• 顫抖數比對模式 FLUT

當繞組線圈有發生匝間放電的現象時，波形將產生顫抖，因此儀器將波形顫抖程度量化成數值進行比對。

 

 

 

7750層間短路測試儀滿足不同磁性元件的量測

從低感量到高感量可開啟不同波形分析模式抓出層間短路不良品

 

7750層間短路測試儀功能介紹

一、電壓補償功能滿足低感量產品測試

為了降低自動線檢測時受過高的配線阻抗造成電壓分壓於測試線上，促使實際輸出的電壓低於設定的電壓值，造成漏檢不良品的品質疑慮，7750支援電壓補償功能，提昇檢測精度與降低誤判的風險。

 

二、支援安規測試-崩潰電壓偵測

 

MICROTEST 7750 支援崩潰電壓分析功能，可對繞線元件設定1 起始電壓2 結束電壓3 起始電壓最小爬升%，在二階微分與電暈數比對模式下，判定是否超過設定的標準值，驗證測試此繞線元件可承受的耐電壓強度。

 

三、高速取樣率進行波形比對分析

高達200MHz取樣率，支援四種波形比對模式，施加脈衝數最大可達32

 

四、提供實際輸出電壓檢視功能

 

層間短路測試儀初學者必看

最常被提問的是『我需要設定多少電壓？』

以下是提供給您設定電壓的建議

初學者在設定全新的產品測試電壓時，需要考量以下因素：

• 漆包線自身的耐電壓特性
• 每一圈間距
• 每一圈分壓
• 其他絕緣限制（如絕緣層及壓合度）

範圍	設定電壓	工頻電壓	層間絕緣試驗電壓
額定輸出 <1KW 額定電壓 < 100V	0~50V	500~600V	700~800V
	50~100V	600~700V	840~980V
額定輸出 <100000KW	0~250V	1500V	2100V
	250~400V	1500~1800V	2100~2520V
	400~600V	1800~2200V	2520~3080V
	600~800V	1800~2600V	2520~3640V
	800~1000V	2600~3000V	3640~4200V
	1000~1500V	3000~4000V	4200~5600V

建議初學者設定電壓的準則：

• 開啟電暈數比對模式
• 施加電壓至待測物線圈出現FAIL(有電暈現像)
• 依此電壓減少20%作為測試電壓(根據經驗值而來)

 

標準配件

電源線

2端點高壓端子測試線夾

選購配件

RS-232連接線

遠端控制線