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MICROTEST 7703. Inverter Layer-Short Detector 層間短路專業測試機. 報簡. 周銘昌 . 1. 7700 / 7703 / 7710 / 7720 Impulse/Surge Tester 脈衝式層間短路測試分析儀. 2. 7720 8 Channel Impulse/Surge Tester 多通道脈衝式層間短路測試分析儀. 3. 7700 / 7703 / 7710 / 7720 Impulse / Surge Tester. 為什麼要測層間短路?.
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MICROTEST 7703 Inverter Layer-Short Detector層間短路專業測試機 報簡 周銘昌 1
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse/Surge Tester脈衝式層間短路測試分析儀 2 益和股份有限公司
77208 Channel Impulse/Surge Tester多通道脈衝式層間短路測試分析儀 3 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 為什麼要測層間短路? 一般線圈類製品是以漆包線纏繞導磁材料製造而成,而漆包線是指外層披覆一層薄薄絕緣漆的銅線。當繞線時就靠這層絕緣漆來避免銅線短路而喪失功效。然而製程中,難免會發生漆包膜刮傷、破皮、龜裂等事情,如果無法將其檢驗出來,往往時間久了,這些瑕疵位置會因為逐漸劣化而故障、燒毀。至於點火線圈、INVERTER、FLYBACK等使用於較高電壓的元件,即使線圈漆包膜完好無缺,有時只是繞線時有跨槽或勾線現象也會導致層間放電,用一段時間後便故障燒毀 4 益和股份有限公司
7703 Inverter Layer-Short Finder 為什麼Inverter 變壓器容易產生層間短路? Inverter 變壓器主要有三大特性,體積小、溝槽多、電壓高所以容易產生層間短路現象。 體積小- 必須使用很細的漆包線,因而漆包膜容易 受損,導致層間絕緣不良現象。 溝槽多- 容易產生跨槽、脫序、包線現象,使得漆 包線間產生不應該有的電位差,因而導致 層間絕緣不足問題。 電壓高- 漆包線各層之間電壓高,稍微有瑕疵就會 產生放電現象,導致產品毀損。 5 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 為什麼其他測試機無法檢測出層間短路現象? LCR METER-雖然能夠測量元件的電氣特性,但是由於測試電壓低,除非線圈完全短路,否則無法檢測出層間短路現象。一般漆包膜刮傷、破裂,並非完全短路,必須在線圈兩端加上足夠高電壓才能產生絕緣不足現象,而將不良品檢測出來。 HI-POT 機-雖然測試電壓很高,但其測試頻率僅 50/60Hz,加在線圈兩端,等同短路,根 本無法應用於層間短路測試。 6 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 如何檢測層間短路? 檢測層間短路基本要件有三 • 跨越待測體兩端電壓必須夠高-當跨越待測體兩端的電壓夠高,只要待測體層間絕緣不足,就會產生漏電現象,我們可依漏電現象檢測出層間絕緣問題 • 必須使用圖形分析-由於層間短路是一種很細微的電氣現象,必須要有很敏銳的檢出能力,才可以讓不良品無所遁形,而圖形分析正是箇中好手 • 不能傷害待測體-我們不能夠因為要檢測層間短路而造成待測體的永久傷害,唯有脈衝式層間短路測試機,能保證不會傷害待測體 7 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 為什麼一定要用圖形分析檢測層間短路? 一般我們指的電流,是一個總量平均值,他無法檢測出電流內部細微的變化。這好比我們用體重計無法檢測出體內的小腫瘤一樣,因而我們必須採用更精密的技術才可能偵測出細微的層間短路現象。 圖形化分析是目前檢測腫瘤最有效也最精準的方法,例如核磁共振,就是採用影像分析技術,將儀器接收到的輻射波轉成影像,再由電腦做圖形分析,再小的腫瘤都可以偵測出來,因而唯有利用圖形分析方法才能辨認出來輕微層間短路問題。 8 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 為什麼要用諧波分析檢測跨槽問題? 雖然圖形分析有很強的辨識能力,能夠分辨出一般的層間短路問題,但是INVERTER跨槽就像直徑0.1mm以下的腫瘤一樣,如果沒有ZOOM IN的功能,在影像上僅是一個點,根本無法在影像分析中偵測出來。而諧波分析的功能就是將圖形移至有輕微放電的位置,將波形放大呈現出來,再做諧波分析,如此再輕微的放電現象,都能夠靠這個技術偵測出來。 9 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 為什麼一定要用脈衝波檢測層間短路? 能量=I x V xΔT,其中 I為流經待測體的電流,V為待測體兩端的電壓, ΔT則為加在待測體上的時間。如果加在待測體的電壓很高,時間又長的話,消耗在待測體上的能量將很高,發生待測體永久性傷害的風險將相對提高。這也是為什麼不用高能量的X光來做人體掃描的道理一樣。 電壓V要高才可以偵測出層間短路,I是隨待測體特性而定的參數無法改變(I = V / Z , Z為待測體阻抗),只有ΔT可變,因而脈衝波ΔT最小是最理想的選擇 10 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 鐘擺現象 鐘擺現象是自然界中最省能量,又可以運動最久的現象。當我們將鐘錘輕輕的推一下,鐘擺將延著弧線來回運動,而其振幅隨時間慢慢減小,最後停止。其所消耗的總能量,僅第一次推動鐘擺的那一點能量,自然對鐘擺不會產生任何傷害,而如果我們要觀察運動狀況卻可以觀察很長一段時間。 11 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 電路諧振 電路諧振跟鐘擺現象非常類似,是電路領域中最省能量的一種現象。當我們在諧振電路上加上一個觸發脈衝,則能量將在L與C間往復交換,而形成一個振幅隨時間逐漸變小的諧振波形。其所消耗的總能量,僅第一次觸發諧振電路的那一點能量,自然對諧振電路不會產生任何傷害,而我們卻可以利用這一長串的諧振波來分析待測體是否有問題。 12 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 為什麼一定要選用諧振電路來觀察層間短路? 脈衝波雖然時間很短,能量也很小,絕對不會對待測體產生任何傷害,但是電路放電是機率問題,如果加在待測體兩端電壓時間太短,空氣還沒有來得及游離前電壓就消失了,還是無法偵測出層間短路問題。因此我們必須選用,觸發時間短,電壓可以持續維持在待測體兩端的諧振電路,才可以達到這樣的要求。 13 益和股份有限公司
L DUT 7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 基本線路說明: L為待測線圈,C1、C2為儀器內諧振電容,R1、R2、R3為儀器及待測物之電阻。測試時首先將C1電容充電至要測試電壓,再以脈衝觸發SCR,則待測體將與C1、C2產生諧振現象,待測體的兩端將出現如底下之諧振波形,我們再根據諧振波波形差異來判斷是否有層間短路現象。 14 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 比對項目: 儀器將樣品取得之諧振波設為標準波並儲存於記憶體內,測試時再取得待測物之諧振波,然後跟標準波比較,判斷待測物之好與壞。 A: 總面積 Area B: 面積差 Area Differential C: 波形比對 Waveform Comparison D: 顫動數Flut E: 電暈數 Corona 15 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 比對項目:A: 總面積(Area) 將諧振波所涵蓋之所有面積加總稱之為「總面積」。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。 16 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 比對項目:B: 面積差AreaDifferential 將標準波與待測波之相異處加總則稱為「面積差」。當待測物發生層間短路時,電感變小(類似變壓器次極圈短路時,初極圈電感會變小),諧振波形相位改變,面積差隨之改變,而出現FAIL。但這參數會因個別待測物電感誤差大時,諧振相位偏移,而造成誤判(矽鋼片製品如馬達及傳統變壓器產品不宜)。 17 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 比對項目: C: 波形比對 Waveform Comparison 將標準波設定一可容許之波形範圍,如果待測波在範圍內為PASS,否則為FAIL。此參數可同時判斷諧振波的振幅及相位,可加大層間短路的檢出能力,但亦不適用於待測物電感誤差範圍過大之元件測試。 18 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 比對項目: D: 顫動數Flut 將波形顫動程度用軟體計算量化成一個數值,其大小隨顫動激烈而增加,因此當待測物體發生層間放電現象時,波形將產生顫動,數值亦變大,判定為FAIL。此參數可以找出線圈輕微放電所造成之波形抖動的現象。 19 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 比對項目: E: 電暈數 Corona 電暈數為儀器取得高頻震盪波之數值,正常時幾乎為零,若測試中線圈有放電時會產生高頻震盪波,其電暈數會增加,因此我們以此來判別線圈是否有放電現象。此參數能檢測辨別更輕微的放電現象 20 益和股份有限公司
7703 / 7710 Impulse / Surge Tester 比對項目:高頻諧波分析HARM 當高頻諧波分析功能開啟時,儀器會針對高頻諧波部分加以放大並將波形顯示於畫面,當其諧波振幅大於原設定大小時,判定為FAIL.此參數可以檢測出待測物是否有電暈發生,其為非常敏感的檢測功能,可檢測出高壓線圈跨槽現象。 21 益和股份有限公司
7703 / 7710 Impulse / Surge Tester 比對項目:高頻雜訊分析 HFLT 當高頻雜訊分析功能開啟時,儀器會針對高頻雜訊部分量化成一數值,雜訊越小則數值越小,當數值大於設定數值時將判定為FAIL,因此當高頻諧波振幅未超過設定值,而高頻雜波數值超過設定值,還是會判為FAIL,反之亦然.此參數用以加強高壓線圈跨槽之檢測能力。 22 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 層間短路電壓設定規則: 層間短路測試最主要目的,在於抓出有層間問題或可能發生層間短路問題的待測體。如果設定電壓太低,即使有問題也抓不出來,太高則不良率一堆。 層間短路測試電壓設定,必須考慮1.漆包線耐電壓2.每一層間距3.每一層分壓4.其他絕緣限制(如漆包線與鐵芯),至於實際測試電壓最好是利用7703高頻諧波檢測功能,將電壓慢慢加到高頻諧波測試FAIL,再將設定電壓減300V作為測試電壓,則可以正確的區分出有無層間短路問題。 23 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 應用範圍: 我們常見的線圈類製品有:電源變壓器、高壓變壓器、Switching Power變壓器、通訊變壓器、脈衝變壓器、環型變壓器、電力傳輸變壓器、音頻傳輸變壓器、電源安定器、濾波線圈、低壓電源轉換線圈、線圈電感、繼電器、點火線圈、螺旋管、電磁閥、直流馬達、交流馬達、直流風扇、交流風扇等不勝枚舉。這些線圈類製品,只要發生層間短路現象,輕者功能失效,重者會燒毀甚至導致火災,所以我們可以說,只要是線圈類製品都是層間短路測試機之適用範圍。 24 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 應用實例:Inverter Inverter 電感量較高,設NORMAL MODE,測試波設5 (因為Inverter使用耐高壓漆包線,高壓放電並非定數,多測幾波可增加檢出率),總面積設±10%、面積差設±20%、波形比對設要測、高頻諧波±15、高頻雜波<5。測試結果為PASS表示為良品。 25 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 應用實例:Inverter 右下圖為發生跨槽的Inverter,經測試發現其總面積、面積差、波形比對等參數均為PASS,但在高頻諧波及高頻雜波項目均超出規格,為典型高壓線跨槽現象。 26 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester • 可檢出線槽噴錫 27 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester • 可檢出線槽勾線 28 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester • 可檢出線槽折線 29 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester • 可檢出線槽內部折線 30 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester • 可檢出線槽繞線 31 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester • 可檢出線槽內部纏線 32 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 使用成果: 台達為線圈類製品的國際知名大廠,在經過一段時間交叉比對後,他們發現經過層間短路測試過的製品,銷售後客訴的問題幾近於零,因而不管台達泰國廠、中國廠,已經將層間短路測試列為線圈類製品必備測試項目,也因此台達線圈類製品的品質,一直能比其他公司來的好,也讓她站穩線圈類製品一哥的寶座。我們其他客戶如力信、元博、乾坤、南泰、奇力新..也均將層間短路列為線圈類必測項目,成效卓越。 33 益和股份有限公司
7700 / 7703 / 7710 / 7720Impulse / Surge Tester 產品比較表: 34 益和股份有限公司
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