我们试制的电机短路测试仪,不但能用来迅速准确地检查电动机、发电机电枢单匝以上的短路故障,还能用来检查鼠笼转子铸铝质量及导体中是否有断条故障。利用这个测试仪,在重绕电机绕组时,可以一边下线一边测试,避免操作不慎而造成短路。
工作原理
这个仪器的线路图见图1。晶体管BG\(_{1}\)、变压器B1等组成变压器反馈振荡电路,产生约2000赫的音频信号。BG\(_{2}\)等组成音频放大器。准确的万用表,用毫伏表300伏档和万用表( 250伏或300伏档)同时去测量电网电压,调整R11使两者读数相同(调整时要用绝缘良好的改锥并使毫伏表地线端接零)。振荡器产生的音频振荡信号经BG\(_{2}\)放大后加到L3绕组上。当K\(_{2}\)合上时,L5绕组形成闭合回路,音频信号电压经L\(_{3}\)、L5、L\(_{4}\)的互相耦合加到了BG3的基极,经两级音频放大后,推动扬声器或者由电表指示出来。

线路中R\(_{6}\)、C3组成正反馈线路,它的作用是当L\(_{5}\)处于短路情况时,把线圈L4上感应到的信号再馈送到BG\(_{2}\)的基极进行放大。适当地选择R6的阻值可以提高测试灵敏度。但要注意,由于L\(_{3}\)、 L4之间还存在着弱耦合,再加上R\(_{6}\)、C3支路的正反馈作用,在L\(_{5}\)开路的情况下,可能还有弱信号输出,不过此时若把L5的K\(_{2}\)接通,扬声器应有明显的变化,否则应适当地调整R6的阻值。
元器件选择与安装
BG\(_{1}\)~BG5用3AX31,BG\(_{1}\)的β最好大于50。变压器B1的铁心截面积为3.5×5.5(毫米)\(^{2}\)。初级用线径为0.08毫米的漆包线绕1000圈,次级用同样的线绕120圈。B\(_{2}\)3用晶体管收音机输入、输出变压器。


L\(_{3}\)、L4、L\(_{5}\)绕组铁心是用“E”字型铁心裁剪的,尺寸见图2,叠厚为35毫米。两个铁心作好后,分别垫上绝缘层,一个铁心上用φ0.12毫米的漆包线绕350圈为L3,另一铁心上用 φ0.29毫米的漆包线绕110圈为L\(_{4}\)。然后用一较粗的漆包线在L3、L\(_{4}\)外面绕一圈作L5, L\(_{5}\)还起把两个铁心拢在一起的作用。两个铁心呈“一”字形,紧靠在一起,中间加一、二层绝缘,大致位置见图3。为了使用方便,把铁心、绕组等装在一个如图4所示的铝片或铜片弯成的外壳里,为了安装牢固,先把两个铁心的外棱用砂轮磨去约1毫米,把外壳底边轻轻敲倒,使它包住铁心外棱,然后用石蜡封住。绕组L3、 L\(_{4}\)用较长的软引线从外壳的两头档板的小孔引出后分别接上小型插头。L5绕组的两个引出头接在K\(_{2}\)上,K2用手电筒的开关代替,并安装在外壳上。测试头部分的外形见图5。


线路部分安装在一块120×70(毫米)\(^{2}\)的绝缘板上,并装入一大小合适的盒里,盒上装两个插孔,这样携带使用都很方便。电源采用4节5号电池。
调整与使用
电路焊接后,经检查无虚焊、错焊等情况,就可以进行调整。闭合开关K\(_{1}\)、K3,调整W\(_{1}\)、W2、W\(_{3}\)、R8,使 BG\(_{1}\)的IC1≈ 0.5毫安,BG\(_{2}\)的地:IC2≈ 4毫安,BG\(_{3}\)的IC3≈3.5毫安,BG\(_{4}\)、BG5的IC\(_{4·5}\)≈1.5毫安。这时用一只高阻耳机和一只20微法的电容串联后再并联到BG2的集电极与地之间,应能听到音频信号声,否则可能是BG\(_{1}\)未起振,应改变L1或L\(_{2}\)的两个出头的接线位置。若耳机里有信号声音,再闭合K2,扬声器应有音频信号声音,此时再适当调节BG\(_{3}\)、BG4、BG\(_{5}\)的偏置电阻,使扬声器的声音最大。若K2接通或断开时扬声器的声音变化不太大,可能是L\(_{3}\)、L4插头插错或R\(_{6}\)的阻值选择不合适,应适当调整。
使用前,先将L\(_{4}\)、L4两个插头插入线路盒的插孔内,接通K\(_{1}\)、K3,然后再接通K\(_{2}\),若扬声器有声音,说明测试器工作正常。当用表头指示时,此时断开K3,电流指示将增大约为20多毫安。
使用时,将K\(_{2}\)断开。 检查电机绕组时,把测试头放在电机绕组的定子铁心的槽口上,若扬声器发出较响的声音,说明槽里的绕组有短路匝(相当于K2闭合的情况)。若扬声器无声,说明绕组无短路情况。
检查旋转电枢式直流发电机的电枢绕组时,把测试头放在某槽口上,断开K\(_{2}\),扬声器无声,说明该槽口的线圈无短路故障。若用小镊子把这个线圈所对应的换向器短接时,扬声器有声音说明线圈无断路故障;否则就说明线圈有断路故障,或是由于绕组与换向器接错造成的。
检查鼠笼转子质量时,把测试头放在要检测转子导体的槽上,断开K\(_{2}\),喇叭发出声音很大,说明鼠笼转子质量好,如声音小或无声,说明鼠笼有损伤或断条。(张文广)