1.本发明涉及电机耐压测试领域，尤其涉及一种基于细线径电机转子耐压测试装置及其测试方法。
背景技术：2.耐压测试是对各种电气设备，绝缘材料和绝缘结构等的抗电性能进行检测和试验的方法。是对电气强度的考核，电气强度是各种电压装置尤其是电机，绝缘材料和绝缘结构的抗电性能，耐压测试通过电机绝缘体施加规定的工频试验电压来考核其抗电性能。测试目的是检测电机绝缘制造或检修质量，排除因原材料，操作或者运输对绝缘的损伤，减低电机产品早期失效率，检验绝缘的电气间隙和爬电距离，检验绝缘材料的绝缘强度。耐压测试不应出现异常声响，也不应出现飞弧或者绝缘击穿即通过测量流过电机的电流有效值i
rms
来判断绝缘特性是否符合要求。
3.目前这种方法可以有效检测电机绝缘体中电流的变化或直接击穿的缺陷，但是很难检测出因电气间隙和爬电距离不够而产生的飞弧，放电或火花放电等缺陷，这些缺陷会产生频率多在3khz～250khz范围内的脉冲电流，而电流有效值测量无法识别，需要借助电弧侦测来识别这些绝缘缺陷。同时，欧美客户对于电机耐压测试不仅仅限于耐压测试不超过漏电电流要求，同样不允许有飞弧，放电或火花放电等问题发生。
4.细线径电机转子一般是电机行业企业电机转子漆包线径小于φ0.15mm以下的转子俗称，由于绕线时动态拉力不宜过大，动态拉力经验范围为(6～8)
×
细线径面积
×
1000g,超过经验限值则绕线过程中经常断线，太小绕线完成后容易造成线尾过长。这个线尾过长和任意停留位置是有很大隐患的。这个状态可能是接近转子芯片位置，可能是搭在换向器两片之间，通过操作人员识别判断结合常规耐压测试甚至电弧侦测不一定能够检测出转子是否耐压不良，组装的成品电机是否耐压不良。事实上电机行业企业收到客户的抱怨恰好印证了这个问题，成品电机时而耐压测试合格，时而不合格，究其因是因为转子线尾过长停机时恰好跟定子电气间隙和爬电距离不够泄漏电流大而报警，或者跟其安装支架之间电气间隙和爬电距离不够泄漏电流大而报警。
技术实现要素：5.本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种基于细线径电机转子耐压测试装置及其测试方法。通过合理设置电弧侦测参数和在转子综合测试夹具安装一个模拟电机定子内径的装置以下简称夹具套，旨在解决困扰电机行业企业在实际制造过程的耐压隐患和困惑。提高电机转子的耐压检测能力，减低电机转子的浸漆前后测试的报废数量，杜绝成品电机的耐压不良的随机隐患事件，减少客户抱怨和退货。
6.一种基于细线径电机转子耐压测试装置包括测试夹具、测试底座组件、底座固定螺丝、安全防护门、滑轨、触点开关、高压线、转子综合测试仪、测试底板、前安装座、后安装座和安装柱，所述测试夹具安装在前安装座上，所述测试底座组件安装在后安装座上，所述
前安装座和后安装座固定安装在测试底板；所述转子综合测试仪通过高压线与电机转子连接，所述电机转子放测试夹具内；所述测试底座组件包括夹具套、测试底座、定位销、接地块、接线端子和夹具套固定螺丝，所述测试座通过底座固定螺丝固定安装在后安装座上，所述定位销和接地块安装在测试底座上的安装槽内，所述夹具套通过夹具套固定螺丝固定安装在测试底座上靠近测试夹具的一端；当电机转子放在测试夹具上时，电机转子换向器端芯片伸入到夹具套内。
7.进一步的，所述安全防护门通过滑轨安装在安装柱上，所述安装柱固定在测试底板上、前后安装座的外侧，所述触点开关安装在安装柱的一侧。
8.进一步的，所述夹具套采用铜合金材料制成。
9.进一步的，所述接地块的数量为两块，两块接地块对称安装在测试底座上。
10.进一步的，所述测试底座上设有弧形槽，所述底座固定螺丝穿过弧形槽与后安装座螺纹连接。
11.一种基于细线径电机转子耐压测试方法，具体步骤如下：
12.(a)、调试好转子综合测试仪，即设定待测电机转子的电阻规格，焊接电阻，绝缘电阻规格，匝间耐压测试规格，电弧侦测参数，高压测试规格；
13.(b)、将待测电机转子换向器端放入测试夹具，转子测试底座支撑转子芯片，通过底座固定螺丝固定，然后关闭安全防护门，安全防护门滑过导轨接触到触点开关，转子综合测试仪通过高压线进行各项参数测试。
14.进一步的，运用于交流细线径电机转子浸漆前和浸漆后两种设置的耐压测试。
15.同样的，运用于直流细线径电机转子浸漆前和浸漆后两种设置的耐压测试。
16.综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过合理设置电弧侦测参数和在转子综合测试夹具上加装一个模拟电机定子内径的夹具套，可以侦测漆包线挂在绝缘端板上问题，侦测绝缘槽纸移位或者槽纸短问题导致爬电距离和电气间隙不足问题，可以侦测漆包线摄线问题，可以转子芯片有铁屑问题，可以侦测漆包线刮伤即绝缘层受损跟芯片距离近问题，可以侦测线尾过长任意停留在换向片之间问题和与电机定在装配后产生电气间隙和爬电距离不够泄漏电流大问题。转子浸漆前浸漆后测试均可以有效检测，同时装成电机成品没有再发生耐压不良随机隐患事件。杜绝了耐压不良随机隐患事件，不再有客户投诉事件，满足了欧美客户的电机耐压测试时不超过漏电电流要求，没有飞弧，放电或火花放电等问题发生。
附图说明
17.图1是电弧侦测测试原理描述图；
18.图2是测试原理图；
19.图3是测试波形图；
20.图4是测试仪接线示意图；
21.图5是示波器接线示意图；
22.图6是持续火花放电波形图；
23.图7是测试装置的整体结构示意图；
24.图8是测试底座组件的爆炸视图。
25.图中：1、测试夹具；2、测试底座组件；2-1、夹具套；2-2、测试底座；2-3、定位销；2-4、接地块；2-5、接线端子；2-6、夹具套固定螺丝；3、底座固定螺丝；4、安全防护门；5、滑轨；6、触点开关；7、高压线；8、转子综合测试仪； 9、测试底板；10、前安装座；11、后安装座；12、安装柱。
具体实施方式
26.如图7和图8所示，一种基于细线径电机转子耐压测试装置，包括测试夹具1、测试底座组件2、底座固定螺丝3、安全防护门4、滑轨5、触点开关6、高压线7、转子综合测试仪8、测试底板9、前安装座10、后安装座11和安装柱12，所述测试夹具1安装在前安装座10上，所述测试底座组件2安装在后安装座11上，所述前安装座10和后安装座11固定安装在测试底板9；所述转子综合测试仪8通过高压线7与电机转子连接，所述电机转子放在测试夹具1内；所述测试底座组件2 包括夹具套2-1、测试底座2-2、定位销2-3、接地块2-4、接线端子2-5和夹具套固定螺丝2-6，所述测试座2-2通过底座固定螺丝3固定安装在后安装座11上，所述定位销2-3和接地块2-4安装在测试底座2-2上的安装槽内，所述夹具套2-1 通过夹具套固定螺丝2-6固定安装在测试底座2-2上靠近测试夹具1的一端；当电机转子放在测试夹具1上时，电机转子换向器端芯片伸入到夹具套2-1内。
27.进一步的，所述安全防护门4通过滑轨5安装在安装柱12上，所述安装柱12 固定在测试底板9上、前后安装座的外侧，所述触点开关6安装在安装柱12的一侧。
28.进一步的，所述夹具套2-1采用铜合金材料制成。
29.进一步的，所述接地块2-4的数量为两块，两块接地块2-4对称安装在测试底座2-2上。
30.进一步的，所述测试底座2-2上设有弧形槽，所述底座固定螺丝3穿过弧形槽与后安装座11螺纹连接。
31.一种基于细线径电机转子耐压测试方法，具体步骤如下：
32.(a)、调试好转子综合测试仪，即设定待测电机转子的电阻规格，焊接电阻，绝缘电阻规格，匝间耐压测试规格，电弧侦测参数，高压测试规格；
33.(b)、将待测电机转子换向器端放入测试夹具1，转子测试底座2-2支撑转子芯片，通过底座固定螺丝3固定，然后关闭安全防护门4，安全防护门4滑过导轨 5接触到6触点开关，转子综合测试仪8通过高压线7进行各项参数测试。
34.进一步的，运用于交流细线径电机转子浸漆前和浸漆后两种设置的耐压测试。
35.同样的，运用于直流细线径电机转子浸漆前和浸漆后两种设置的耐压测试。
36.如图1所示，其为电弧侦测测试原理描述图：电弧实际上是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质(例如空气)所处产生的瞬间火花，其中，图形(a) 波形是电路采用电阻r的波形，图(c)中的圆圈处为几个电弧电流波形。影响电弧的因素有电压，电气间隙和爬电距离，绝缘材料受损裸露距离和材料的污染等级等。
37.如图2和图3所示，其中图2为测试原理图，图3为测试波形图；主要参数设置如下：
38.1.高频：3khz-250khz；
39.2.持续时间短：一般小于10ms；
40.3.非连续性；
41.4.叠附在sine wave之波峰上(如图3)；
42.5.形式：pluse or spike型(脉冲或者尖峰)。
43.电弧侦测设置参数如下：
44.测量带宽：推荐值3khz-250khz。
45.测试环境条件：
46.1.环境温度：15℃～35℃，相对湿度：25％～75％rh；
47.2.大气压力：86kpa～106kpa；
48.3.测试场地为正常环境，即无强磁电磁干扰，振动，冲击。
49.转子综合测试仪选择，具备以下测试条件：
50.1.电机转子直流电阻，焊接电阻测试；
51.2.电机转子绝缘电阻测试；
52.3.电机转子匝间耐压测试；
53.4.可设置电弧侦测参数和测试，可以显示电弧侦测波形；
54.5.电机转子耐压和测试；
55.6.匝间耐压测试要求精度需要满足gb/t 22719.1，gb/t 22719.2， jjf1691-2018；
56.7.电机转子耐压测试参考gb4706.1，ul1004-1，iec60335-1,gb/t5171.21， gb12350，gb/t6656,jb/t5276。
57.如图4所示，其为测试仪接线示意图，理论计算：
58.理论计算公式为：i
peak
＝u/r
×
1.414；
59.式中：
60.i
peak-电弧电流，ma；
61.u-实验电压，v；
62.r-限流电阻，kω；
63.电弧等级，峰值电流与限流电阻对应关系(表一)
64.电弧等级(等级)峰值电流(ma)1800v电压下对应限流电阻值(kω)92.890985.546377.7331610255512212414182316159218141120127
65.如图5所示，为示波器接线示意图：
66.采用示波器在持续火花放电的条件下检测峰峰值电流，示波器检测的峰值电流与测试仪器检测报警与表一致，误差等级不得超过1个等级，报警等级的分布范围与标准保持一致。
67.参考图5连接综合测试仪，火花放电装置，限流电阻，采样电阻和示波器。可以看到持续火花放电波形，参考图6。
68.实施例一：交流细线径电机转子浸漆前的耐压测试方法：
69.1.耐压设置：
70.参考测试耐压参考gb4706.1，ul1004-1，iec60335-1,gb/t5171.21，gb12350， gb/t6656,jb/t5276等现行标准。试验电压频率为50hz,波形为实际正弦波，试验设备的容量不小于0.5kva,试验电压(有效值)为1000v+2urms.max,urms.max 为最大有效值运行电压，该电机转子额定电压为220～240v,则测试工频耐压为 1800v，测试泄漏电流1ma max,冲击2sec。对于额定电压在100v以下的电动机绝缘绕组，其试验电压(有效值)500v+2urms.max，urms.max为最大有效值运行电压。该电机转子额定电压为小于50v时,则测试工频耐压为600v，测试泄漏电流 1ma max,冲击2sec。
71.2.电弧侦测参数设置：
72.测试电压等同于耐压测试电压，侦测时间为2sec，电弧侦测等级设置为8级，见表一。
73.3.对夹具的内径大小的设计和电机转子换向器端芯片长度进入夹具套内的有效长度设计(由被测电机转子的单边气隙距离设计需要根据电机成品和电机成品最终用于的各种电气和电器设备，设备和装置运行的污染等级，基本绝缘的最小爬电距离，功能性绝缘的爬电距离和该电机符合安规的电气间隙决定)：
74.设夹具内径为d1，d1等效为该电机的定子内径。取被测电机转子外径为d2，单位毫米(以下均为毫米制)，测试单边间隙为(d1-d2)
÷
2-0.15
±
0.05mm，电机转子换向器端芯片进入夹具电机转子换向器端芯片进入夹具长度为l/4
±
2mm,l 为被测电机转子芯片积厚。
75.4.耐压测试：
76.参照耐压测试方法步骤(a)和步骤(b)。
77.5.电机转子综合测试：
78.首先测试电阻和焊接电阻，然后是绝缘电阻，其次是匝间耐压，其次是电弧侦测，最后是耐压测试。电弧侦测测试不合格，需要选别交由现场技术人员处理，电弧侦测测试合格后才会进入电机转子综合测试最后一个步骤即耐压测试，耐压测试合格后可以判定转子为良品。
79.实施例二：交流细线径电机转子浸漆后的耐压测试方法：
80.1.耐压设置：
81.参考测试耐压参考gb4706.1，ul1004-1，iec60335-1,gb/t5171.21，gb12350， gb/t6656,jb/t5276等现行标准。试验电压频率为50hz,波形为实际正弦波，试验设备的容量不小于0.5kva,试验电压(有效值)为1000v+2urms.max,urms.max 为最大有效值运行电压，该电机转子额定电压为220～240v,则测试工频耐压为 1800v，测试泄漏电流1mamax,冲击2sec。对于额定电压在100v以下的电动机绝缘绕组，其试验电压(有效值)500v+2urms.max，urms.max为最大有效值运行电压。该电机转子额定电压为小于50v时,则测试工频耐压为600v，测试泄漏电流 1ma max,冲击2sec。
82.2.电弧侦测参数设置：
83.测试电压等同于耐压测试电压，侦测时间为2sec，电弧侦测等级设置为9级，见表
一。
84.3.对夹具的内径大小的设计和电机转子换向器端芯片长度进入夹具套内的有效长度设计(由被测电机转子的单边气隙距离设计需要根据电机成品和电机成品最终用于的各种电气和电器设备，设备和装置运行的污染等级，基本绝缘的最小爬电距离，功能性绝缘的爬电距离和该电机符合安规的电气间隙决定)：
85.设夹具内径为d1，d1等效为该电机的定子内径。取被测电机转子外径为d2，单位毫米(以下均为毫米制)，测试单边间隙为(d1-d2)
÷
2-0.10
±
0.05mm，电机转子换向器端芯片进入夹具长度为l/3
±
2mm,l为被测电机转子芯片积厚。
86.4.耐压测试：
87.参照耐压测试方法步骤(a)和步骤(b)。
88.5.电机转子综合测试：
89.首先测试电阻和焊接电阻，然后是绝缘电阻，其次是匝间耐压，其次是电弧侦测，最后是耐压测试。电弧侦测测试不合格，需要选别交由现场技术人员处理，电弧侦测测试合格后才会进入电机转子综合测试最后一个步骤即耐压测试，耐压测试合格后可以判定转子为良品。
90.实施例三：直流细线径电机转子浸漆前的耐压测试方法：
91.1.耐压设置：
92.参考测试耐压参考gb4706.1，ul1004-1，iec60335-1,gb/t5171.21，gb12350， gb/t6656,jb/t5276等现行标准。试验电压频率为50hz,波形为实际正弦波，试验设备的容量不小于0.5kva,试验电压(有效值)为1000v+2urms.max,urms.max 为最大有效值运行电压，该电机转子额定电压为220～240v,则测试工频耐压为 1800v，测试泄漏电流1mamax,冲击2sec。对于额定电压在100v以下的电动机绝缘绕组，其试验电压(有效值)500v+2urms.max，urms.max为最大有效值运行电压。该电机转子额定电压为小于50v时,则测试工频耐压为600v，测试泄漏电流 1ma max,冲击2sec。
93.2.电弧侦测参数设置：
94.测试电压等同于耐压测试电压，侦测时间为2sec，电弧侦测等级设置为9级，见表一。
95.3.对夹具的内径大小的设计和电机转子换向器端芯片长度进入夹具套内的有效长度设计(由被测电机转子的单边气隙距离设计需要根据电机成品和电机成品最终用于的各种电气和电器设备，设备和装置运行的污染等级，基本绝缘的最小爬电距离，功能性绝缘的爬电距离和该电机符合安规的电气间隙决定)：
96.夹具内径为d3，d3等效于定子粘结磁石后的有效内径。取被测电机转子外径为d4，单位毫米(以下均为毫米制)，测试单边间隙为(d3-d4)
÷
2-0.15
±
0.05mm，电机转子换向器端芯片进入夹具电机转子换向器端芯片进入夹具长度为l/4
±ꢀ
2mm,l为被测电机转子芯片积厚。
97.4.耐压测试：
98.参照耐压测试方法步骤(a)和步骤(b)。
99.5.电机转子综合测试：
100.首先测试电阻和焊接电阻，然后是绝缘电阻，其次是匝间耐压，其次是电弧侦测，
最后是耐压测试。电弧侦测测试不合格，需要选别交由现场技术人员处理，电弧侦测测试合格后才会进入电机转子综合测试最后一个步骤即耐压测试，耐压测试合格后可以判定转子为良品。
101.实施例四：直流细线径电机转子浸漆后的耐压测试方法：
102.1.耐压设置：
103.参考测试耐压参考gb4706.1，ul1004-1，iec60335-1,gb/t5171.21，gb12350， gb/t6656,jb/t5276等现行标准。试验电压频率为50hz,波形为实际正弦波，试验设备的容量不小于0.5kva,试验电压(有效值)为1000v+2urms.max,urms.max 为最大有效值运行电压，该电机转子额定电压为220～240v,则测试工频耐压为 1800v，测试泄漏电流1mamax,冲击2sec。对于额定电压在100v以下的电动机绝缘绕组，其试验电压(有效值)500v+2urms.max，urms.max为最大有效值运行电压。该电机转子额定电压为小于50v时,则测试工频耐压为600v，测试泄漏电流 1ma max,冲击2sec。
104.2.电弧侦测参数设置：
105.测试电压等同于耐压测试电压，侦测时间为2sec，电弧侦测等级设置为9级，见表一。
106.3.对夹具的内径大小的设计和电机转子换向器端芯片长度进入夹具套内的有效长度设计(由被测电机转子的单边气隙距离设计需要根据电机成品和电机成品最终用于的各种电气和电器设备，设备和装置运行的污染等级，基本绝缘的最小爬电距离，功能性绝缘的爬电距离和该电机符合安规的电气间隙决定)：
107.夹具内径为d3，d3等效于定子粘结磁石后的有效内径。取被测电机转子外径为d4，单位毫米(以下均为毫米制)，测试单边间隙为(d3-d4)
÷
2-0.10
±
0.05mm，电机转子换向器端芯片进入夹具电机转子换向器端芯片进入夹具长度为l/3
±ꢀ
1mm,l为被测电机转子芯片积厚。
108.4.耐压测试：
109.参照耐压测试方法步骤(a)和步骤(b)。
110.5.电机转子综合测试：
111.首先测试电阻和焊接电阻，然后是绝缘电阻，其次是匝间耐压，其次是电弧侦测，最后是耐压测试。电弧侦测测试不合格，需要选别交由现场技术人员处理，电弧侦测测试合格后才会进入电机转子综合测试最后一个步骤即耐压测试，耐压测试合格后可以判定转子为良品。
112.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
技术特征：1.一种基于细线径电机转子耐压测试装置，包括测试夹具(1)、测试底座组件(2)、底座固定螺丝(3)、安全防护门(4)、滑轨(5)、触点开关(6)、高压线(7)、转子综合测试仪(8)、测试底板(9)、前安装座(10)、后安装座(11)和安装柱(12)，其特征在于：所述测试夹具(1)安装在前安装座(10)上，所述测试底座组件(2)安装在后安装座(11)上，所述前安装座(10)和后安装座(11)固定安装在测试底板(9)；所述转子综合测试仪(8)通过高压线(7)与电机转子连接，所述电机转子放在测试夹具(1)内；所述测试底座组件(2)包括夹具套(2-1)、测试底座(2-2)、定位销(2-3)、接地块(2-4)、接线端子(2-5)和夹具套固定螺丝(2-6)，所述测试座(2-2)通过底座固定螺丝(3)固定安装在后安装座(11)上，所述定位销(2-3)和接地块(2-4)安装在测试底座(2-2)上的安装槽内，所述夹具套(2-1)通过夹具套固定螺丝(2-6)固定安装在测试底座(2-2)上靠近测试夹具(1)的一端；当电机转子放在测试夹具(1)上时，电机转子换向器端芯片伸入到夹具套(2-1)内。2.根据权利要求1所述的一种基于细线径电机转子耐压测试装置，其特征在于：所述安全防护门(4)通过滑轨(5)安装在安装柱(12)上，所述安装柱(12)固定在测试底板(9)上、前后安装座的外侧，所述触点开关(6)安装在安装柱(12)的一侧。3.根据权利要求2所述的一种基于细线径电机转子耐压测试装置，其特征在于：所述夹具套(2-1)采用铜合金材料制成。4.根据权利要求3所述的一种基于细线径电机转子耐压测试装置，其特征在于：所述接地块(2-4)的数量为两块，两块接地块(2-4)对称安装在测试底座(2-2)上。5.根据权利要求4所述的一种基于细线径电机转子耐压测试装置，其特征在于：所述测试底座(2-2)上设有弧形槽，所述底座固定螺丝(3)穿过弧形槽与后安装座(11)螺纹连接。6.一种基于细线径电机转子耐压测试方法，其特征在于：采用如权利要求5中所述的测试装置进行测试，具体步骤如下：(a)、调试好转子综合测试仪，即设定待测电机转子的电阻规格，焊接电阻，绝缘电阻规格，匝间耐压测试规格，电弧侦测参数，高压测试规格；(b)、将待测电机转子换向器端放入测试夹具(1)，转子测试底座(2-2)支撑转子芯片，通过底座固定螺丝(3)固定，然后关闭安全防护门(4)，安全防护门(4)滑过导轨(5)接触到(6)触点开关，转子综合测试仪(8)通过高压线(7)进行各项参数测试。7.根据权利要求6所述的一种基于细线径电机转子耐压测试方法，其特征在于：运用于交流细线径电机转子浸漆前和浸漆后两种设置的耐压测试。8.根据权利要求6所述的一种基于细线径电机转子耐压测试方法，其特征在于：运用于直流细线径电机转子浸漆前和浸漆后两种设置的耐压测试。
技术总结一种基于细线径电机转子耐压测试装置及其测试方法，测试装置包括测试底座组件、底座固定螺丝、安全防护门、滑轨、触点开关、高压线、转子综合测试仪、测试底板、前安装座、后安装座和安装柱；通过合理设置电弧侦测参数和在转子综合测试夹具上加装一个模拟电机定子内径的夹具套，可以侦测漆包线挂在绝缘端板上问题、绝缘槽纸移位或者槽纸短问题导致爬电距离和电气间隙不足问题、侦测漆包线摄线问题、转子芯片有铁屑问题、漆包线刮伤即绝缘层受损跟芯片距离近问题，可以侦测线尾过长任意停留在换向片之间问题和与电机定在装配后产生电气间隙和爬电距离不够泄漏电流大问题，转子浸漆前浸漆后测试均可以有效检测。浸漆后测试均可以有效检测。浸漆后测试均可以有效检测。
技术研发人员：袁四会 阳军 邹栋军 蒋立科
受保护的技术使用者：捷和电机（江西）有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/7/4
