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JP2012215514A - Test device and test method - Google Patents

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JP2012215514A
JP2012215514A JP2011081968A JP2011081968A JP2012215514A JP 2012215514 A JP2012215514 A JP 2012215514A JP 2011081968 A JP2011081968 A JP 2011081968A JP 2011081968 A JP2011081968 A JP 2011081968A JP 2012215514 A JP2012215514 A JP 2012215514A
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  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a test device in which convenience in determining a short circuit in a motor is improved, and a test method therefor.SOLUTION: A line voltage measuring circuit 22 measures voltages between respective two lines of three phase winding lines 121 to 123, and a voltage applying circuit 20 applies an impulse signal between two phases among three phase winding lines. A response time measuring circuit 23 measures response time from the application of the impulse signal until the line voltages meet a prescribed detection threshold. Further a short circuit determination circuit 27 determines the short circuit in the motor 1 based on the total of response time of combinations of respective two phases among the three phase winding lines 121 to 123.

Description

本発明は、試験装置及び試験方法に係り、更に詳しくは、インパルス信号を印加することにより巻線の絶縁評価試験を行う試験装置の改良に関する。   The present invention relates to a test apparatus and a test method, and more particularly to an improvement of a test apparatus that performs an insulation evaluation test of a winding by applying an impulse signal.

モータは電磁鋼板を積み重ねた鉄心に絶縁された電線を巻くことによって形成される。この電線の絶縁が焼損又は劣化した場合、電線間、あるいは、電線と鉄心との間に絶縁不良による短絡が生じ、モータの焼損や感電事故につながる恐れがある。このため、モータ、トランス、電磁コイルなどの巻線を含む製品では、巻線の絶縁劣化等の短絡を判定することを目的として、巻線の絶縁評価試験が行われる。   The motor is formed by winding an insulated wire around an iron core in which electromagnetic steel plates are stacked. When the insulation of this electric wire is burned or deteriorated, a short circuit may occur between the electric wires or between the electric wire and the iron core due to poor insulation, which may lead to motor burnout or an electric shock accident. For this reason, in a product including windings such as a motor, a transformer, and an electromagnetic coil, a winding insulation evaluation test is performed for the purpose of determining a short circuit such as insulation deterioration of the winding.

モータは、その生産工程においてステータ又はロータに巻線が施される場合、それぞれ単体で巻線の絶縁評価試験が行われる。しかしながら、例えば、エアコン、冷蔵庫などに用いられるコンプレッサーでは、金属製容器にモータのステータ及びロータに直結した圧縮機を組み込み、冷媒圧縮ガスの圧力に耐えるように、金属製容器に収納し、完全密閉溶接が行われる。この溶接工程では、溶融金属粉、いわゆるスパッタが容器内に飛散して巻線に付着することにより、巻線の短絡が生じる可能性がある。このため、溶接工程の後にも、巻線の絶縁評価試験が行われている。   When a winding is applied to a stator or a rotor in the production process of the motor, the insulation evaluation test for the winding is performed individually. However, for example, in a compressor used in an air conditioner, a refrigerator, etc., a compressor directly connected to the stator and rotor of the motor is incorporated in a metal container, and is stored in a metal container so as to withstand the pressure of the refrigerant compressed gas, and is completely sealed. Welding is performed. In this welding process, molten metal powder, so-called spatter, scatters in the container and adheres to the winding, which may cause a short circuit of the winding. For this reason, the insulation evaluation test of the winding is performed after the welding process.

巻線の絶縁評価試験は、例えば、高電圧のサージインパルスをモータの三相巻線に印加し、その応答信号を測定することによって行われる。すなわち、短絡が生じた巻線では、短絡のない巻線(正常品)とはインピーダンスが異なるため、インパルスの応答信号が正常値と異なる値を示す。このため、測定した応答信号を正常値と比較することにより、巻線の短絡を判定することができる。   The winding insulation evaluation test is performed, for example, by applying a high-voltage surge impulse to the three-phase winding of the motor and measuring the response signal. That is, since the impedance of the winding in which the short circuit has occurred is different from that of the winding without a short circuit (normal product), the impulse response signal shows a value different from the normal value. For this reason, a short circuit of the winding can be determined by comparing the measured response signal with a normal value.

ロータに永久磁石が組み込まれた三相モータ、例えば、IPM(Interior Permanent Magnet)モータが知られている。IPMモータは、回転数の制御が容易であるという利点を有し、電気自動車(EV)などに利用されている。IPMモータでは、ロータに永久磁石が組み込まれているため、ロータの回転角度によって、巻線のインピーダンスが変動する。このようなIPMモータの絶縁評価試験を行うには、ロータの回転角度を特定の回転位置で静止させる必要がある。   A three-phase motor in which a permanent magnet is incorporated in a rotor, for example, an IPM (Interior Permanent Magnet) motor is known. The IPM motor has an advantage that the number of revolutions can be easily controlled, and is used for an electric vehicle (EV). In the IPM motor, since the permanent magnet is incorporated in the rotor, the impedance of the winding varies depending on the rotation angle of the rotor. In order to perform an insulation evaluation test of such an IPM motor, it is necessary to make the rotation angle of the rotor stationary at a specific rotation position.

ロータを特定の回転位置で静止させるための方法として、三相巻線の特定の2相に直流電流を流すという技術が知られている。この方法により、三相巻線に対して特定の回転位置でロータを静止させ、この回転位置において巻線にインパルス信号を印加すれば、巻線の短絡を判定することができる。しかしながら、モータを装置に取り付けた後に絶縁評価試験を行う場合、ロータを回転させるのが煩雑であるという問題があった。特に、電気自動車では、ロータを回転させれば自動車が移動してしまうため、この問題はとりわけ重要である。   As a method for stopping the rotor at a specific rotational position, a technique is known in which a direct current is passed through two specific phases of a three-phase winding. By this method, if the rotor is stationary at a specific rotational position with respect to the three-phase winding and an impulse signal is applied to the winding at this rotational position, a short circuit of the winding can be determined. However, when the insulation evaluation test is performed after the motor is attached to the apparatus, there is a problem that it is complicated to rotate the rotor. In particular, in an electric vehicle, this problem is particularly important because the vehicle moves if the rotor is rotated.

また、ロータに永久磁石が配置されていない三相モータ、例えば、かご型三相誘導モータでは、アルミバーからなるケージロータが2次巻線として作用する。このため、IPMモータの場合と同様に、ロータの回転位置に応じて三相巻線のインピーダンスが変動し、ロータが任意の回転位置にある状態でモータの短絡を判定することができないという問題があった。   In a three-phase motor in which a permanent magnet is not arranged on the rotor, for example, a cage-type three-phase induction motor, a cage rotor made of an aluminum bar acts as a secondary winding. For this reason, as in the case of the IPM motor, the impedance of the three-phase winding fluctuates according to the rotational position of the rotor, and there is a problem that it is not possible to determine the short circuit of the motor when the rotor is at an arbitrary rotational position. there were.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、モータの短絡を判定する際の利便性を向上させることができる試験装置及びその試験方法を提供することを目的とする。特に、ロータが任意の回転位置にある状態でモータの絶縁劣化等の短絡を精度良く判定することができる試験装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a test apparatus and a test method thereof that can improve convenience when determining a short circuit of a motor. In particular, it is an object of the present invention to provide a test apparatus that can accurately determine a short circuit such as insulation deterioration of a motor in a state where the rotor is at an arbitrary rotational position.

第1の本発明による試験装置は、三相巻線からなる電動機の短絡を判定するための試験装置であって、上記三相巻線の各線間電圧を測定する線間電圧測定手段と、上記三相巻線のうち、2相にインパルス信号を印加する電圧印加手段と、上記インパルス信号の印加後に上記線間電圧が所定の検出閾値と一致するまでの応答時間を測定する応答時間測定手段と、上記三相巻線の2相の各組合せにおける上記応答時間の総和に基づいて、上記電動機の短絡を判定する短絡判定手段とを備えて構成される。   A test apparatus according to a first aspect of the present invention is a test apparatus for determining a short circuit of an electric motor composed of a three-phase winding, the line voltage measuring means for measuring each line voltage of the three-phase winding, A voltage applying means for applying an impulse signal to two phases of the three-phase winding; and a response time measuring means for measuring a response time until the line voltage matches a predetermined detection threshold after applying the impulse signal; Short circuit determination means for determining a short circuit of the motor based on the sum of the response times in each combination of the two phases of the three-phase winding.

この様な構成によれば、三相巻線の2相の各組合せにおける応答時間の総和がロータの回転位置にかかわらず一定となるという原理を利用し、応答時間の総和に基づいて、電動機の短絡を判定している。従って、ロータの回転位置を特定することなく電動機の短絡を判定することができるので、電動機の短絡を判定する際の利便性を向上させることができる。特に、電気自動車のように、電動機の取付後に巻線の絶縁評価のためにロータを回転させることが困難な製品について、ロータを回転させることなく電動機の短絡を判定することができる。   According to such a configuration, the principle that the total response time in each combination of the two phases of the three-phase winding is constant regardless of the rotational position of the rotor is used. Judgment of short circuit. Therefore, since the short circuit of the electric motor can be determined without specifying the rotational position of the rotor, the convenience in determining the short circuit of the electric motor can be improved. In particular, it is possible to determine a short circuit of an electric motor without rotating the rotor for a product such as an electric vehicle in which it is difficult to rotate the rotor for winding insulation evaluation after the electric motor is installed.

第2の本発明による試験装置は、上記構成に加え、上記応答時間の総和と判定閾値とを比較する応答時間比較手段を備え、上記短絡判定手段が、上記応答時間比較手段の比較結果に基づいて、上記電動機の短絡を判定するように構成される。   A test apparatus according to a second aspect of the present invention includes response time comparison means for comparing the sum of the response times with a determination threshold in addition to the above configuration, and the short-circuit determination means is based on a comparison result of the response time comparison means. Thus, the electric motor is configured to determine a short circuit.

第3の本発明による試験方法は、三相巻線からなる電動機の短絡を判定するための試験方法であって、上記三相巻線の各線間電圧を測定する線間電圧測定ステップと、上記三相巻線のうち、2相にインパルス信号を印加する電圧印加ステップと、上記インパルス信号の印加後に上記線間電圧が所定の閾値と一致するまでの応答時間を測定する応答時間測定ステップと、上記三相巻線の2相の各組合せにおける上記応答時間の総和に基づいて、上記電動機の短絡を判定する短絡判定ステップとを備えて構成される。   A test method according to a third aspect of the present invention is a test method for determining a short circuit of an electric motor composed of a three-phase winding, the line voltage measuring step for measuring each line voltage of the three-phase winding, A voltage application step of applying an impulse signal to two phases of the three-phase winding; a response time measurement step of measuring a response time until the line voltage matches a predetermined threshold after the application of the impulse signal; A short-circuit determining step for determining a short-circuit of the electric motor based on the sum of the response times in each combination of the two phases of the three-phase winding.

本発明による試験装置及び試験方法では、三相巻線の2相の各組合せにおける応答時間の総和がロータの回転位置にかかわらず一定となるという原理を利用し、応答時間の総和に基づいて、電動機の短絡を判定している。従って、ロータの回転位置を特定することなく電動機の短絡を判定することができるので、電動機の短絡を判定する際の利便性を向上させることができる。特に、電気自動車のように、電動機の取付後にロータを回転させることが困難なものに電動機が取り付けられた場合であっても、ロータを回転させることなく電動機の短絡を判定させることができる。   The test apparatus and test method according to the present invention uses the principle that the sum of response times in each combination of two phases of a three-phase winding is constant regardless of the rotational position of the rotor, and based on the sum of response times, The short circuit of the motor is judged. Therefore, since the short circuit of the electric motor can be determined without specifying the rotational position of the rotor, the convenience in determining the short circuit of the electric motor can be improved. In particular, even when the electric motor is attached to an object such as an electric vehicle that makes it difficult to rotate the rotor after the electric motor is attached, it is possible to determine a short circuit of the electric motor without rotating the rotor.

本発明の実施の形態による試験装置の一構成例を示した回路図であり、試験装置の一例としてインパルス試験装置100が示されている。1 is a circuit diagram showing a configuration example of a test apparatus according to an embodiment of the present invention, and an impulse test apparatus 100 is shown as an example of the test apparatus. 図1のU−V相の電気的等価回路を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the electrical equivalent circuit of the UV phase of FIG. 図1の巻線121に短絡が生じた場合の様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the mode when the short circuit occurred in the coil | winding 121 of FIG. 図1のインパルス試験装置100の動作の一例を示した図であり、インパルス信号を印加した場合の線間電圧の変化を示している。It is the figure which showed an example of operation | movement of the impulse test apparatus 100 of FIG. 1, and has shown the change of the line voltage at the time of applying an impulse signal. 図1のインパルス試験装置100による絶縁評価試験が行われるモータ1の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the motor 1 with which the insulation evaluation test by the impulse test apparatus 100 of FIG. 1 is performed. 図5のIPMモータにおける動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the operation | movement in the IPM motor of FIG. 図1のインパルス試験装置100の短絡判定処理の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of a short circuit determination process of the impulse test apparatus 100 of FIG. 1. 図7におけるU−V相の応答時間測定(ステップS102)の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the response time measurement (step S102) of the U-V phase in FIG. 図7におけるV−W相の応答時間測定(ステップS103)の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the response time measurement (step S103) of the VW phase in FIG. 図7におけるW−U相の応答時間測定(ステップS104)の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the response time measurement (step S104) of the WU phase in FIG.

図1は、本発明の実施の形態による試験装置の一構成例を示した回路図であり、試験装置の一例としてインパルス試験装置100が示されている。インパルス試験装置100は、モータ1の短絡を判定するための電子機器であり、より詳しくは、モータ1の三相巻線121〜123にインパルス信号を印加することにより、三相巻線121〜123の短絡を判定する動作を行う。巻線の短絡とは、巻線を形成する電線間、あるいは、電線と鉄心との間に絶縁不良が生じることを指す。例えば、電線間又は電線と鉄心間に電流が流れる状態や、電線の絶縁皮膜が熱により炭化し、サージインパルス等の高電圧が印加されれば、電流が流れ得るような状態も含む。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a test apparatus according to an embodiment of the present invention. An impulse test apparatus 100 is shown as an example of the test apparatus. The impulse test apparatus 100 is an electronic device for determining a short circuit of the motor 1, and more specifically, by applying an impulse signal to the three-phase windings 121 to 123 of the motor 1, the three-phase windings 121 to 123 are applied. The operation to determine the short circuit of The short circuit of the winding means that an insulation failure occurs between the electric wires forming the winding or between the electric wires and the iron core. For example, it includes a state in which a current flows between wires or between a wire and an iron core, and a state in which a current can flow if a high voltage such as a surge impulse is applied by carbonizing an insulating film of the wire due to heat.

インパルス試験装置100は、IPMモータ1、スイッチSW2〜SW4、電圧印加回路20、高圧分圧器21、線間電圧測定回路22、応答時間測定回路23、加算回路24、応答時間比較部25、判定閾値記憶部26及び短絡判定回路27により構成される。   The impulse test apparatus 100 includes an IPM motor 1, switches SW2 to SW4, a voltage application circuit 20, a high voltage divider 21, a line voltage measurement circuit 22, a response time measurement circuit 23, an addition circuit 24, a response time comparison unit 25, a determination threshold value. A storage unit 26 and a short circuit determination circuit 27 are included.

モータ1は、三相巻線121〜123からなるステータを備えた電動機であり、三相巻線121〜123の一端を中性点124にそれぞれ接続することにより、スター結線を形成している。モータ1の例としては、ロータの表面に永久磁石が配置されたSPMモータ(Surface Permanent Magnet Motor)や、複数のアルミ棒又は銅棒などの導電性剛体の両端を環状導体に接続させたかご形構造のロータを有するかご形モータなどがある。ここでは、モータ1が、ロータ内部に永久磁石が埋め込まれたIPMモータであるものとする。以下、巻線121〜123をそれぞれU相、V相、W相の巻線とし、U相、V相及びW相の巻線がそれぞれ端子125〜127を介して電圧印加回路20と接続されているものとする。   The motor 1 is an electric motor including a stator composed of three-phase windings 121 to 123, and a star connection is formed by connecting one end of each of the three-phase windings 121 to 123 to a neutral point 124. Examples of the motor 1 include a SPM motor (Surface Permanent Magnet Motor) in which a permanent magnet is disposed on the surface of a rotor, and a cage shape in which both ends of a conductive rigid body such as a plurality of aluminum bars or copper bars are connected to an annular conductor. There are squirrel-cage motors having a structured rotor. Here, it is assumed that the motor 1 is an IPM motor in which a permanent magnet is embedded in the rotor. Hereinafter, the windings 121 to 123 are U-phase, V-phase, and W-phase windings, respectively, and the U-phase, V-phase, and W-phase windings are connected to the voltage application circuit 20 via terminals 125 to 127, respectively. It shall be.

電圧印加回路20は、三相巻線121〜123のうち、2相の巻線に電圧Vのインパルス信号を印加する信号出力手段である。インパルス信号とは、所定の時間幅より短い電圧信号を指し、例えば、3000〜5000V程度の信号を印加する。また、−5000〜−3000V程度の負極性の信号を印加する構成であっても良い。 Voltage application circuit 20 is of the three-phase windings 121 to 123, a signal output means for applying an impulse signal voltage V P to the windings of the two phases. The impulse signal refers to a voltage signal shorter than a predetermined time width, and for example, a signal of about 3000 to 5000 V is applied. Alternatively, a negative polarity signal of about −5000 to −3000 V may be applied.

この電圧印加回路20は、DC電源201と、充電用コンデンサ202と、開閉接点SW1a及びSW1bを有する充放電切替スイッチSW1とからなる。DC電源201は、開閉接点SW1aを介して充電用コンデンサ202へ電荷を供給し、充電用コンデンサ202を充電する電源装置である。充電用コンデンサ202は、開閉接点SW1bを介してインパルス信号を2相の巻線に印加する容量素子である。   The voltage application circuit 20 includes a DC power source 201, a charging capacitor 202, and a charge / discharge switch SW1 having switching contacts SW1a and SW1b. The DC power supply 201 is a power supply device that charges the charging capacitor 202 by supplying electric charge to the charging capacitor 202 via the switching contact SW1a. The charging capacitor 202 is a capacitive element that applies an impulse signal to the two-phase winding via the switching contact SW1b.

充放電切替スイッチSW1は、2つの開閉接点SW1a及び1bからなる連動スイッチであり、いずれか一方がオン状態であれば、他方がオフ状態であるように構成されている。すなわち、開閉接点SW1aがオンすれば、DC電源201と充電用コンデンサ202とが接続され、開閉接点SW1bがオフされて、充電用コンデンサ202とモータ1とが非接続になり、DC電源201から充電用コンデンサ202への充電が行われる。次に、開閉接点SW1aをオフすれば、DC電源201と充電用コンデンサとが遮断され、開閉接点SW1bがオンし、充電用コンデンサ202からモータ1へのインパルス信号の出力が行われる。ここでは、図示しない制御部の制御信号に基づいて、開閉接点SW1a及びSW1bのオンオフが切り替えられるものとする。   The charge / discharge switch SW1 is an interlocking switch composed of two open / close contacts SW1a and 1b, and is configured such that when one of the switches is on, the other is off. That is, when the switching contact SW1a is turned on, the DC power source 201 and the charging capacitor 202 are connected, the switching contact SW1b is turned off, the charging capacitor 202 and the motor 1 are disconnected, and charging is performed from the DC power source 201. The capacitor 202 is charged. Next, when the switching contact SW1a is turned off, the DC power supply 201 and the charging capacitor are cut off, the switching contact SW1b is turned on, and an impulse signal is output from the charging capacitor 202 to the motor 1. Here, on / off of the switching contacts SW1a and SW1b is switched based on a control signal of a control unit (not shown).

スイッチSW2〜SW4は、それぞれ2つの開閉接点を連動してオンオフさせる連動スイッチである。このスイッチSW2〜SW4は、充電用コンデンサ202の両端をモータ1の端子125〜127に切替可能に接続する切替部品であり、具体的には、図示しない制御部の制御信号に基づいて、モータ1の端子125〜127のうち、いずれか2つの端子と充電用コンデンサ202の両端とを接続する。   The switches SW2 to SW4 are interlocking switches that turn on and off the two switching contacts in conjunction with each other. The switches SW2 to SW4 are switching parts that connect the both ends of the charging capacitor 202 to the terminals 125 to 127 of the motor 1 in a switchable manner. Specifically, the switches SW2 to SW4 are based on a control signal from a control unit (not shown). Any one of the terminals 125 to 127 is connected to both ends of the charging capacitor 202.

スイッチSW2は、2つの開閉接点SW2a及びSW2bを連動してオンオフさせる連動スイッチであり、開閉接点SW2a及びSW2bのオンオフが互いに一致するように接続状態が切り替えられる。このスイッチSW2は、充電用コンデンサ202の両端とモータ1の端子125及び126とを接続又は遮断する。また、スイッチSW3は、2つの開閉接点SW3a及び3bを連動してオンオフさせる連動スイッチであり、開閉接点SW3a及びSW3bのオンオフが互いに一致するように接続状態が切り替えられる。スイッチSW3は、充電用コンデンサ202の両端とモータ1の端子126及び127とを接続又は遮断する。   The switch SW2 is an interlocking switch that interlocks the two open / close contacts SW2a and SW2b, and the connection state is switched so that the open / close contacts SW2a and SW2b coincide with each other. The switch SW2 connects or disconnects both ends of the charging capacitor 202 and the terminals 125 and 126 of the motor 1. The switch SW3 is an interlocking switch that interlocks the two open / close contacts SW3a and 3b to turn on / off, and the connection state is switched so that the on / off of the open / close contacts SW3a and SW3b coincide with each other. The switch SW3 connects or disconnects both ends of the charging capacitor 202 and the terminals 126 and 127 of the motor 1.

スイッチSW4は、2つの開閉接点SW4a及びSW4bを連動してオンオフさせる連動スイッチであり、開閉接点SW4a及びSW4bのオンオフが互いに一致するように接続状態が切り替えられる。この切り替えにより、充電用コンデンサ202の両端とモータ1の端子127及び125とが接続又は遮断される。   The switch SW4 is an interlocking switch that interlocks the two open / close contacts SW4a and SW4b, and the connection state is switched so that the on / off of the open / close contacts SW4a and SW4b coincide with each other. By this switching, both ends of the charging capacitor 202 and the terminals 127 and 125 of the motor 1 are connected or disconnected.

電圧印加回路20は、三相巻線121〜123のうち、いずれか2相にインパルス信号を印加する。すなわち、開閉接点SW1bがオンし、充電用コンデンサ202からインパルス信号が出力された場合、スイッチSW2がオン状態であり、スイッチSW3及びSW4がそれぞれオフ状態であれば、U−V相の巻線121及び122にインパルス信号を印加する。   The voltage application circuit 20 applies an impulse signal to any two phases of the three-phase windings 121 to 123. That is, when the switching contact SW1b is turned on and an impulse signal is output from the charging capacitor 202, the switch SW2 is in the on state, and if the switches SW3 and SW4 are in the off state, the U-V phase winding 121 is used. And 122 are applied with impulse signals.

また、スイッチSW3がオン状態であり、スイッチSW2及びSW4がそれぞれオフ状態であれば、V−W相の巻線122及び123にインパルス信号を印加する。スイッチSW4がそれぞれオン状態であり、スイッチSW2及びSW3がそれぞれオフ状態であれば、W−U相の巻線123及び121にインパルス信号を印加する。   Further, if the switch SW3 is in an on state and the switches SW2 and SW4 are in an off state, an impulse signal is applied to the V-W phase windings 122 and 123, respectively. If the switch SW4 is in an on state and the switches SW2 and SW3 are in an off state, an impulse signal is applied to the W-U phase windings 123 and 121, respectively.

高圧分圧器21は、充電用コンデンサ202から開閉接点SW1b及びスイッチSW2〜SW4を介して線間にインパルス信号を与えた結果の信号電圧を測定するために、線間電圧測定回路22へ入力される電圧を所定の分圧比に分圧する分圧抵抗である。   The high voltage divider 21 is input to the line voltage measurement circuit 22 in order to measure the signal voltage resulting from applying the impulse signal between the lines from the charging capacitor 202 via the switching contact SW1b and the switches SW2 to SW4. A voltage dividing resistor that divides the voltage into a predetermined voltage dividing ratio.

線間電圧測定回路22は、三相巻線121〜123の各線間電圧を測定する線間電圧測定手段である。線間電圧とは、三相巻線121〜123にそれぞれ対応する端子125〜127のうち、2つの端子の電位差を指す。ここでは、インパルス信号が印加される2相の巻線の線間電圧を測定しており、例えば、スイッチSW2がオン状態であり、スイッチSW3及びSW4がそれぞれオフ状態であれば、U−V相の巻線121及び122の線間電圧、すなわち、端子125及び126間の電位差を測定する。ここでは、インパルス信号が線間電圧測定回路22に直接入力されることを防止するため、高圧分圧器21による分圧レベルに基づいて、巻線の線間電圧を求めるものとする。   The line voltage measurement circuit 22 is a line voltage measurement unit that measures line voltages of the three-phase windings 121 to 123. The line voltage refers to a potential difference between two terminals among terminals 125 to 127 corresponding to the three-phase windings 121 to 123, respectively. Here, the line voltage of the two-phase winding to which the impulse signal is applied is measured. For example, if the switch SW2 is in the on state and the switches SW3 and SW4 are in the off state, the U-V phase is measured. The voltage between the windings 121 and 122, that is, the potential difference between the terminals 125 and 126 is measured. Here, in order to prevent the impulse signal from being directly input to the line voltage measurement circuit 22, the line voltage of the winding is obtained based on the voltage division level by the high voltage divider 21.

応答時間測定回路23は、インパルス信号の印加後に巻線の線間電圧が所定の検出閾値と一致するまでの応答時間を測定する測定手段である。巻線の線間電圧は、インパルス信号により一時的に上昇した後、接地電圧である0V以下に低下する。この際、線間電圧が検出閾値と一致するまでの応答時間は、インパルス信号の印加された巻線のインピーダンスと線形の関係を有する。従って、応答時間測定回路23は、応答時間を測定することにより、間接的に巻線のインピーダンスを測定している。このような応答時間の測定は、U−V相、V−W相及びW−U相の3通りの組合せについて、それぞれ行われる。ここでは、応答時間測定回路23が、インパルス信号の印加後、巻線の線間電圧が接地電圧と一致するまでのゼロクロス時間を応答時間として測定するものとする。   The response time measurement circuit 23 is a measurement unit that measures the response time until the line voltage of the winding coincides with a predetermined detection threshold after applying the impulse signal. The line voltage of the winding temporarily rises due to the impulse signal and then drops to 0 V or less, which is the ground voltage. At this time, the response time until the line voltage matches the detection threshold has a linear relationship with the impedance of the winding to which the impulse signal is applied. Therefore, the response time measurement circuit 23 indirectly measures the impedance of the winding by measuring the response time. Such measurement of the response time is performed for each of the three combinations of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase. Here, it is assumed that the response time measurement circuit 23 measures, as the response time, the zero crossing time until the line voltage of the winding coincides with the ground voltage after applying the impulse signal.

加算回路24は、応答時間測定回路23により測定された応答時間の総和を求める演算手段であり、三相巻線121〜123の2相の各組合せにおける応答時間の総和を算出する。具体的には、U−V相、V−W相及びW−U相の3通りの応答時間の総和を算出する。   The adder circuit 24 is a computing means for obtaining the sum of the response times measured by the response time measurement circuit 23, and calculates the sum of the response times in each of the two-phase combinations of the three-phase windings 121 to 123. Specifically, the sum of the three response times of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase is calculated.

また、試験対象のモータ1が短絡のない標準品である旨を指示するユーザ操作が行われた場合、加算回路24は、算出された応答時間の総和を判定閾値として判定閾値記憶部26に格納する。ここでは、インパルス試験装置100が、試験対象のモータ1が標準品であるか、あるいは、短絡の有無を判定する対象の被試験品であるかについて、ユーザが指定するための図示しない試験体指定スイッチを有するものとする。例えば、短絡がないモータ1を標準品として、試験体指定スイッチを標準品側に切り替えて応答時間の総和を測定し、判定閾値が算出された後、標準品のモータ1を被試験品に入れ替え、試験体指定スイッチを被試験品側に切り替えて応答時間の総和を測定する。   In addition, when a user operation is performed to instruct that the motor 1 to be tested is a standard product without a short circuit, the adder circuit 24 stores the sum of the calculated response times as a determination threshold in the determination threshold storage unit 26. To do. Here, the test apparatus designation (not shown) for the user to designate whether the impulse test apparatus 100 is a standard product or a test sample to be tested for the presence or absence of a short circuit is the impulse test apparatus 100. It shall have a switch. For example, the motor 1 without a short circuit is used as a standard product, the test piece designation switch is switched to the standard product side, the total response time is measured, and after the determination threshold is calculated, the standard motor 1 is replaced with the product under test. Then, change the test piece designation switch to the DUT side and measure the total response time.

また、加算回路24が、標準品の応答時間の総和から、試験体のバラツキ等を考慮したマージンを差し引いた許容値を判定閾値として算出する構成がより望ましい。例えば、2以上の標準品の応答時間の総和を測定し、総和の平均値から3σ(シグマ)を差し引いた値を判定閾値として算出する。   Further, it is more preferable that the adding circuit 24 calculates an allowable value obtained by subtracting a margin considering the variation of the specimen from the sum of the response times of the standard products as the determination threshold value. For example, the sum of response times of two or more standard products is measured, and a value obtained by subtracting 3σ (sigma) from the average value of the sum is calculated as a determination threshold value.

応答時間比較部25は、加算回路24により算出された応答時間の総和と、判定閾値記憶部26に保持される判定閾値とを比較する比較手段である。具体的には、加算回路24により算出された応答時間の総和が、判定閾値より小さいか否かを判定する。   The response time comparison unit 25 is a comparison unit that compares the sum of the response times calculated by the addition circuit 24 with the determination threshold value stored in the determination threshold value storage unit 26. Specifically, it is determined whether or not the sum of the response times calculated by the adding circuit 24 is smaller than the determination threshold value.

判定閾値記憶部26には、判定閾値を保持する記憶装置であり、例えば、加算回路24により算出された判定閾値を保持している。   The determination threshold value storage unit 26 is a storage device that holds a determination threshold value. For example, the determination threshold value storage unit 26 holds a determination threshold value calculated by the addition circuit 24.

短絡判定回路27は、加算回路24により算出された応答時間の総和に基づいて、モータ1の短絡を判定する判定手段であり、具体的には、応答時間比較部25の比較結果に基づいて、モータ1の短絡を判定する。すなわち、U−V相、V−W相及びW−U相の応答時間の総和が、判定閾値記憶部26内の判定閾値より小さければ、モータ1が短絡していると判定する。一方、応答時間の総和が判定閾値以上であれば、モータ1は短絡していないと判定する。   The short circuit determination circuit 27 is a determination unit that determines the short circuit of the motor 1 based on the sum of the response times calculated by the adder circuit 24. Specifically, based on the comparison result of the response time comparison unit 25, A short circuit of the motor 1 is determined. That is, if the sum of the response times of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase is smaller than the determination threshold in the determination threshold storage unit 26, it is determined that the motor 1 is short-circuited. On the other hand, if the total response time is equal to or greater than the determination threshold, it is determined that the motor 1 is not short-circuited.

三相巻線121〜123は、スター結線を形成しているため、U−V相、V−W相及びW−U相のインピーダンスの総和は、ロータの回転位置によらず一定になる。更に、応答時間は、巻線のインピーダンスと線形の関係を有することから、U−V相、V−W相及びW−U相の応答時間の総和は、ロータの回転位置によらずに一定になる。この原理を利用し、短絡判定回路27が、応答時間の総和に基づいて、モータの短絡を判定するので、ロータの回転位置によらずに精度良くモータの短絡を判定することができる。このため、モータの短絡を判定する際に、ロータの回転位置を特定する必要がなく、モータの短絡を判定する際の利便性を向上させることができる。   Since the three-phase windings 121 to 123 form a star connection, the total impedance of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase is constant regardless of the rotational position of the rotor. Furthermore, since the response time has a linear relationship with the impedance of the winding, the sum of the response times of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase is constant regardless of the rotational position of the rotor. Become. Using this principle, the short circuit determination circuit 27 determines the short circuit of the motor based on the sum of the response times, so that it is possible to accurately determine the short circuit of the motor regardless of the rotational position of the rotor. For this reason, when determining the short circuit of the motor, it is not necessary to specify the rotational position of the rotor, and the convenience in determining the short circuit of the motor can be improved.

図2は、図1のU−V相の電気的等価回路を示した説明図である。インパルス信号は高周波成分を含む信号であることから、インパルス信号に対する応答を求める場合、インパルス試験装置100を分布定数回路として扱う必要がある。すなわち、U−V相の巻線121,122は、巻線に比例したインダクタンスLと、直流抵抗Rと、巻線121及び122内の各電線間に生じる浮遊容量Cと、巻線121,122の鉄心30,31及び電線間に生じる浮遊容量Cとを有している。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an electrically equivalent circuit of the U-V phase of FIG. Since the impulse signal is a signal including a high-frequency component, it is necessary to treat the impulse test apparatus 100 as a distributed constant circuit when obtaining a response to the impulse signal. That is, the windings 121 and 122 of the U-V phase, and an inductance L which is proportional to the winding, the DC resistance R, and the stray capacitance C C generated between the wires of the windings 121 and 122, winding 121, It has core 30, 31 of the 122 and the stray capacitance C S occurring between the wires.

このため、電圧印加回路20からインパルス信号が印加された場合、U−V相の巻線121,122の線間電圧は、インダクタンスL、浮遊容量C及びCにより振動し、直流抵抗Rによって減衰消滅する。また、V−W相の巻線122,123及びW−U相の巻線123,121についても同様の等価回路とみなすことができる。 Therefore, if the impulse signal from the voltage application circuit 20 is applied, the line voltage of the windings 121 and 122 of the U-V phase is vibrated by the inductance L, the stray capacitance C C and C S, the DC resistance R Attenuates and disappears. The V-W phase windings 122 and 123 and the W-U phase windings 123 and 121 can also be regarded as a similar equivalent circuit.

図3は、図1の巻線121に短絡が生じた場合の様子を示した説明図である。巻線121は、鉄心30に2以上の層を形成するように電線を巻くことによって形成される。巻線121の同一層内、あるいは、異なる層間に短絡が生じた場合、例えば、巻線のn回転分に相当する地点間に短絡経路Qが形成され、この短絡経路Qに電流Iが流れる。このため、巻線121のインダクタンスL、直流抵抗R、浮遊容量C及びCがそれぞれ変更され、結果的にインピーダンスが変化したことになり、インパルス信号に対する2相の巻線121,122の応答時間が変動する。このように、巻線に短絡が生じれば、応答時間が変動するので、U−V相、V−W相及びW−U相の応答時間の総和を測定することにより、巻線の短絡を判定することができる。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which a short circuit has occurred in the winding 121 of FIG. The winding 121 is formed by winding an electric wire so that two or more layers are formed on the iron core 30. When a short circuit occurs in the same layer of the winding 121 or between different layers, for example, a short circuit path Q is formed between points corresponding to n rotations of the winding, and a current I flows through the short circuit path Q. Therefore, the inductance L of the winding 121, the DC resistance R, stray capacitance C C and C S are respectively changed, consequently will be the impedance is changed, the response of the windings 121 and 122 of the 2-phase to an impulse signal Time varies. In this way, if a short circuit occurs in the winding, the response time fluctuates. Therefore, by measuring the sum of the response times of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase, Can be determined.

図4は、図1のインパルス試験装置100の動作の一例を示した図であり、インパルス信号が印加された場合の線間電圧の変化を示している。縦軸に電圧を示し、横軸に時間を示している。図4(a)は、図1の電圧印加回路20から発生するインパルス信号を示し、短い時間幅からなる電圧Vのインパルス信号が生成されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the impulse test apparatus 100 of FIG. 1, and illustrates a change in line voltage when an impulse signal is applied. The vertical axis represents voltage, and the horizontal axis represents time. 4 (a) shows the impulse signal generated from the voltage application circuit 20 in FIG. 1, the impulse signal of the voltage V P is generated which consists of a short duration.

図4(b)は、U−V相、V−W相及びW−U相の巻線にインパルス信号が印加された場合の線間電圧の変化をそれぞれ示している。例えば、U−V相の巻線121,122の線間電圧は、インパルス信号の印加によって急上昇して最大値をとり、その後に減少してゼロクロス時間TUVに接地電圧と一致して0Vとなり、以降、減衰振動を繰り返す。また、V−W相の巻線122,123の線間電圧は、U−V相の巻線121,122の線間電圧と同様の変化を示すが、そのゼロクロス時間TVWは、TUVに比べて短くなっている。同じように、W−U相の巻線123,121の線間電圧のゼロクロス時間TWUは、TUVに比べて長くなっている。これらのゼロクロス時間の違いは、モータ1のロータ内に埋め込まれた永久磁石と巻線の位置関係(すなわちロータの回転位置)の違いによって生じている。 FIG. 4B shows changes in the line voltage when an impulse signal is applied to the windings of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase, respectively. For example, the line voltage of the windings 121 and 122 of the UV-phase takes a maximum value soaring by application of an impulse signal, 0V becomes then match the ground voltage to the zero crossing time T UV decreases, Thereafter, the damped vibration is repeated. Further, the line voltage of the V-W phase windings 122 and 123 shows the same change as the line voltage of the U-V phase windings 121 and 122, but the zero cross time T VW is equal to T UV . It is shorter than that. Similarly, the zero-crossing time T WU of the line voltage of the W-U phase windings 123 and 121 is longer than T UV . These differences in the zero crossing time are caused by differences in the positional relationship between the permanent magnet embedded in the rotor of the motor 1 and the winding (that is, the rotational position of the rotor).

図5は、図1のインパルス試験装置100による絶縁評価試験が行われるモータ1の一例を示した説明図であり、ここでは、IPMモータが示されている。図5(a)には、IPMモータの断面が模式的に示されている。IPMモータは、内部に永久磁石131〜134が埋め込まれたロータ41と、三相巻線121〜123からなるステータ42とにより構成される。ロータ41には、S極をステータ42に対向させ、N極をロータ41の回転軸へ向けて配置された永久磁石131,133と、N極をステータ42に対向させ、S極をロータ41の回転軸へ向けて配置された永久磁石132,134とが交互に埋め込まれている。ここでは、4個の永久磁石が埋め込まれるものとする。三相巻線121〜123は、電磁鋼板を積み重ねた鉄心に絶縁された電線を巻くことによって形成される。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a motor 1 that is subjected to an insulation evaluation test by the impulse test apparatus 100 of FIG. 1, in which an IPM motor is shown. FIG. 5A schematically shows a cross section of the IPM motor. The IPM motor includes a rotor 41 having permanent magnets 131 to 134 embedded therein and a stator 42 including three-phase windings 121 to 123. The rotor 41 has the south pole facing the stator 42, the north pole facing the rotation axis of the rotor 41, the north pole facing the stator 42, and the south pole of the rotor 41. Permanent magnets 132 and 134 arranged toward the rotation shaft are alternately embedded. Here, it is assumed that four permanent magnets are embedded. The three-phase windings 121 to 123 are formed by winding an insulated wire around an iron core in which electromagnetic steel plates are stacked.

図5(b)には、図5(a)の状態からロータ41を反時計回りに回転させた場合の様子が示されており、図5(c)には、図5(b)の状態からロータ41を反時計回りに回転させた場合の様子が示されている。IPMモータ1では、三相巻線121〜123と永久磁石131〜134との磁気相互作用によってロータ41が回転駆動される。   FIG. 5B shows a state in which the rotor 41 is rotated counterclockwise from the state of FIG. 5A. FIG. 5C shows the state of FIG. The state when the rotor 41 is rotated counterclockwise is shown. In the IPM motor 1, the rotor 41 is rotationally driven by the magnetic interaction between the three-phase windings 121 to 123 and the permanent magnets 131 to 134.

IPMモータ1では、ロータ41に永久磁石131〜134が埋め込まれているため、ロータ41の回転位置に応じて、三相巻線121〜123の周囲の磁界が変化し、各巻線121〜123のインピーダンスもそれぞれ変動する。このため、巻線の絶縁評価試験時に、インパルス信号に対する応答時間も変動する。   In the IPM motor 1, since the permanent magnets 131 to 134 are embedded in the rotor 41, the magnetic field around the three-phase windings 121 to 123 changes according to the rotational position of the rotor 41, and each of the windings 121 to 123 is changed. The impedance also varies. For this reason, the response time to the impulse signal also fluctuates during the winding insulation evaluation test.

図6は、図5のIPMモータにおける動作の一例を示した図であり、ロータの回転角度を変化させた場合のU−V相、V−W相及びW−U相のインピーダンスの変化の様子を示している。縦軸にインピーダンスを示し、横軸にロータの回転角度を示している。図6(a)は、各巻線121〜123に短絡がない場合のインピーダンスの変化の様子を示し、図6(b)は、W相に短絡がある場合のインピーダンスの変化の様子を示している。   FIG. 6 is a diagram showing an example of the operation in the IPM motor of FIG. 5, and how the impedance changes in the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase when the rotation angle of the rotor is changed. Is shown. The vertical axis represents impedance, and the horizontal axis represents the rotation angle of the rotor. FIG. 6A shows a state of impedance change when each of the windings 121 to 123 is not short-circuited, and FIG. 6B shows a state of impedance change when the W-phase is short-circuited. .

図6(a)に示すように、各巻線121〜123に短絡がない場合、U−V相、V−W相及びW−U相の巻線のインピーダンスは、それぞれ位相が120度ずつずれた正弦波形を示している。このため、ロータの回転角度にかかわらず、U−V相、V−W相及びW−U相の巻線のインピーダンスの総和は一定となっている。   As shown in FIG. 6A, when the windings 121 to 123 are not short-circuited, the impedances of the windings of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase are shifted by 120 degrees. A sine waveform is shown. For this reason, the sum of the impedances of the windings of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase is constant regardless of the rotation angle of the rotor.

一方、W相に短絡がある場合、U−V相のインピーダンスは図6(a)と同一であるが、V−W相のインピーダンスがわずかに増加し、W−U相のインピーダンスが大幅に増加している。この場合も、U−V相、V−W相及びW−U相の巻線はそれぞれ正弦波形を示し、その位相は、短絡がない場合とそれぞれ同一となっている。このため、U−V相、V−W相及びW−U相の巻線のインピーダンスの総和は、ロータ回転角度にかかわらずに一定となっている。   On the other hand, when there is a short circuit in the W phase, the U-V phase impedance is the same as in FIG. 6A, but the V-W phase impedance slightly increases and the W-U phase impedance increases significantly. is doing. Also in this case, the windings of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase each show a sine waveform, and the phases thereof are the same as those in the case where there is no short circuit. For this reason, the sum total of the impedances of the windings of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase is constant regardless of the rotor rotation angle.

図7のステップS101〜S110は、図1のインパルス試験装置100の短絡判定処理の一例を示したフローチャートである。まず、ユーザが試験体指定スイッチを切り替えることにより、試験対象のモータ1が、短絡のない標準品と、短絡の有無が判定される被試験品とのいずれであるかの指定が行われる(ステップS101)。次に、U−V相の巻線121,122についてインパルス信号に対する応答時間が測定され、V−W相の巻線122,123と、W−U相の巻線123,121とについても順次応答時間が測定される(ステップS102〜S104)。更に、加算回路24が、U−V相、V−W相及びW−U相の応答時間の総和を算出する(ステップS105)。   Steps S101 to S110 in FIG. 7 are flowcharts showing an example of a short circuit determination process of the impulse test apparatus 100 in FIG. First, when the user switches the specimen specifying switch, it is specified whether the motor 1 to be tested is a standard product without a short circuit or a product under test for which the presence or absence of a short circuit is determined (step). S101). Next, the response time to the impulse signal is measured for the U-V phase windings 121, 122, and the V-W phase windings 122, 123 and the W-U phase windings 123, 121 are also sequentially responded. Time is measured (steps S102 to S104). Further, the adding circuit 24 calculates the sum of the response times of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase (step S105).

また、加算回路24が、試験対象のモータ1が標準品であるか否かを判定する(ステップS106)。モータ1が標準品である旨がユーザにより指定されていれば、加算回路24が、当該モータ1の応答時間の総和から、試験対象のバラツキ等を考慮したマージンを差し引いた値を判定閾値として算出し、この判定閾値を判定閾値記憶部26に格納して処理を終了する(ステップS109)。一方、モータ1が被試験品である旨がユーザにより指定されていれば、応答時間比較部25が、モータ1の応答時間の総和と判定閾値とを比較する(ステップS107)。応答時間の総和が判定閾値より小さければ、短絡判定回路27が、モータ1に短絡があると判定し、処理を終了する(ステップS108)。一方、応答時間の総和が判定閾値以上であれば、モータ1に短絡がないと判定し、処理を終了する(ステップS110)。   Further, the adding circuit 24 determines whether or not the motor 1 to be tested is a standard product (step S106). If the user specifies that the motor 1 is a standard product, the adder circuit 24 calculates a value obtained by subtracting a margin considering the variation of the test object from the sum of the response times of the motor 1 as a determination threshold value. Then, the determination threshold value is stored in the determination threshold value storage unit 26, and the process is terminated (step S109). On the other hand, if the user specifies that the motor 1 is a device under test, the response time comparison unit 25 compares the sum of the response times of the motor 1 with the determination threshold (step S107). If the sum of the response times is smaller than the determination threshold value, the short circuit determination circuit 27 determines that the motor 1 has a short circuit, and ends the process (step S108). On the other hand, if the sum of the response times is equal to or greater than the determination threshold, it is determined that there is no short circuit in the motor 1 and the process is terminated (step S110).

図8のステップS201〜S205は、図7におけるU−V相の応答時間測定(ステップS102)の一例を示したフローチャートである。まず、U−V相の巻線121,122が選択される(ステップS201)。すなわち、図示しない制御部により生成された制御信号に基づいて、スイッチSW2がオンし、スイッチSW3及びSW4がオフされ、モータ1の端子125及び126が電圧印加回路20と接続される。次に、充電用コンデンサ202への充電が終了したか否かを判定する(ステップS202)。充電用コンデンサ202への充電が終了していれば、電圧印加回路20が、U−V相の巻線121,122にインパルス信号が印加する(ステップS203)。更に、応答時間測定回路23が、インパルス信号が印加されたU−V相の巻線121,122の線間電圧と、所定の検出閾値とが一致したか否かを判定する(ステップS204)。線間電圧が検出閾値と一致すれば、インパルス信号が印加されてからその時点までの時間を応答時間として記憶し、処理を終了する(ステップS205)。   Steps S201 to S205 in FIG. 8 are flowcharts illustrating an example of response time measurement (step S102) of the U-V phase in FIG. First, the U-V phase windings 121 and 122 are selected (step S201). That is, based on a control signal generated by a control unit (not shown), the switch SW2 is turned on, the switches SW3 and SW4 are turned off, and the terminals 125 and 126 of the motor 1 are connected to the voltage application circuit 20. Next, it is determined whether or not the charging of the charging capacitor 202 has been completed (step S202). If the charging of the charging capacitor 202 has been completed, the voltage application circuit 20 applies an impulse signal to the U-V phase windings 121 and 122 (step S203). Further, the response time measurement circuit 23 determines whether or not the line voltage of the U-V phase windings 121 and 122 to which the impulse signal is applied matches the predetermined detection threshold (step S204). If the line voltage matches the detection threshold, the time from when the impulse signal is applied until that point is stored as the response time, and the process is terminated (step S205).

図9のステップS301〜S305は、図7におけるV−W相の応答時間測定(ステップS103)の一例を示したフローチャートである。このフローチャートは、U−V相の巻線121,122の代わりに、V−W相の巻線122,123にインパルス信号が印加され、このインパルス信号に対する応答時間が測定されることを除けば、図8のステップS201〜205と同一であるため、説明を省略する。   Steps S301 to S305 in FIG. 9 are flowcharts illustrating an example of V-W phase response time measurement (step S103) in FIG. In this flowchart, an impulse signal is applied to the windings 122 and 123 of the V-W phase instead of the windings 121 and 122 of the U-V phase, and the response time to the impulse signal is measured. Since this is the same as steps S201 to S205 in FIG.

図10のステップS401〜S405は、図7におけるW−U相の応答時間測定(ステップS104)の一例を示したフローチャートである。このフローチャートは、U−V相の巻線121,122の代わりに、W−U相の巻線123,121にインパルス信号が印加され、このインパルス信号に対する応答時間が測定されることを除けば、図8のステップS201〜205と同一であるため、説明を省略する。   Steps S401 to S405 in FIG. 10 are flowcharts showing an example of W-U response time measurement (step S104) in FIG. In this flowchart, an impulse signal is applied to the W-U phase windings 123 and 121 instead of the U-V phase windings 121 and 122, and a response time to the impulse signal is measured. Since this is the same as steps S201 to S205 in FIG.

本実施の形態によれば、三相巻線121〜123の2相の各組合せにおける応答時間の総和がロータの回転位置にかかわらず一定となるという原理を利用し、短絡判定回路27が、応答時間の総和に基づいて、モータ1の短絡を判定している。従って、ロータの回転位置を特定することなくモータ1の短絡を判定することができるので、モータ1の短絡を判定する際の利便性を向上させることができる。特に、電気自動車のように、モータ1の取付後に巻線の絶縁評価のためにロータを回転させることが困難な製品について、ロータを回転させることなくモータ1の短絡を判定することができる。   According to the present embodiment, using the principle that the sum of the response times in the two-phase combinations of the three-phase windings 121 to 123 is constant regardless of the rotational position of the rotor, The short circuit of the motor 1 is determined based on the total time. Therefore, since the short circuit of the motor 1 can be determined without specifying the rotational position of the rotor, the convenience in determining the short circuit of the motor 1 can be improved. In particular, a short circuit of the motor 1 can be determined without rotating the rotor of a product that is difficult to rotate the rotor for insulation evaluation of the winding after the motor 1 is mounted, such as an electric vehicle.

なお、本実施の形態では、モータ1が、三相巻線121〜123からなるステータを備える場合の例について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、モータ1が、三相巻線からなるロータを備える構成であり、インパルス試験装置100が、ロータの三相巻線の短絡を判定する構成であってもよい。   In the present embodiment, an example in which motor 1 includes a stator including three-phase windings 121 to 123 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the motor 1 includes a rotor including three-phase windings, and the impulse test apparatus 100 determines whether the rotor three-phase windings are short-circuited. It may be configured to.

また、本実施の形態では、インパルス試験装置100が、モータ1の短絡を判定する場合の例について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、モータ、発電機などの電動機の短絡を判定する構成であってもよい。例えば、この電動機として、三相巻線からなるステータ又はロータを備えた発電機の短絡を判定する構成であってもよい。   In the present embodiment, an example in which the impulse test apparatus 100 determines a short circuit of the motor 1 has been described. However, this invention is not limited to this, The structure which determines the short circuit of motors, such as a motor and a generator, may be sufficient. For example, the electric motor may be configured to determine a short circuit of a generator provided with a stator or rotor made of three-phase windings.

また、本実施の形態では、短絡判定回路27が、三相巻線121〜123の応答時間の総和が判定閾値より小さければ、モータ1が短絡していると判定し、判定閾値以上であれば、モータ1が短絡していないと判定する場合の例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、巻線の短絡を判定するための第1の判定閾値よりも大きい第2の判定閾値が定められ、第2の判定閾値に基づいて、巻線の断線(オープン)を判定する構成であってもよい。すなわち、応答時間の総和が第1の判定閾値よりも小さければ、巻線が短絡していると判定し、応答時間の総和が第2の判定閾値よりも大きければ、巻線が断線していると判定し、応答時間の総和が、第1の判定閾値以上であって、かつ、第2の判定閾値以下であれば、巻線は短絡も断線もしていないと判定するものとする。   In the present embodiment, the short circuit determination circuit 27 determines that the motor 1 is short-circuited if the sum of the response times of the three-phase windings 121 to 123 is smaller than the determination threshold value. Although an example in which it is determined that the motor 1 is not short-circuited has been described, the present invention is not limited to this. For example, a second determination threshold value that is larger than the first determination threshold value for determining a short-circuit of the winding is defined, and the disconnection (open) of the winding is determined based on the second determination threshold value. May be. That is, if the total response time is smaller than the first determination threshold, it is determined that the winding is short-circuited, and if the total response time is larger than the second determination threshold, the winding is disconnected. If the total response time is equal to or greater than the first determination threshold and equal to or less than the second determination threshold, it is determined that the winding is neither short-circuited nor disconnected.

この場合、2以上の標準品について、3相巻線121〜123の応答時間の総和をそれぞれ求め、これらの総和の平均値から3σ(シグマ)を差し引いた値を第1の判定閾値とし、これらの総和の平均値に3σを加えた値を第2の判定閾値とすることが望ましい。   In this case, the sum of the response times of the three-phase windings 121 to 123 is obtained for two or more standard products, and the value obtained by subtracting 3σ (sigma) from the average value of these sums is used as the first determination threshold value. It is desirable that a value obtained by adding 3σ to the average value of the sum of the values is used as the second determination threshold value.

また、本実施の形態では、U−V相、V−W相及びW−U相の巻線にインパルス信号を印加し、それぞれ応答時間を測定する場合の例について説明したが、本発明は、応答時間を計3回測定する構成に限定されない。例えば、U−V相、V−W相及びW−U相の巻線の応答時間を測定した後、インパルス信号を逆方向に印加して再度応答時間を測定することにより、応答時間を計6回測定する構成であってもよい。   In the present embodiment, an example in which an impulse signal is applied to the windings of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase and the response time is measured has been described. It is not limited to the structure which measures a response time 3 times in total. For example, after measuring the response time of the windings of the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase, the response time is measured again by applying the impulse signal in the reverse direction and measuring the response time again. The structure which measures once may be sufficient.

また、本実施の形態では、インパルス信号に対する応答時間の総和に基づいて、モータ1の短絡を判定する場合の例について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、三相巻線121〜123のインピーダンスをそれぞれインピーダンス測定器により求め、三相巻線121〜123のインピーダンスの総和を判定閾値と比較することにより、モータ1の短絡を判定する構成であっても良い。すなわち、三相巻線121〜123のインピーダンスの総和は、回転位置にかかわらず一定となることから、被試験品のインピーダンスの総和と標準品のインピーダンスの総和とを比較することにより、被試験品のモータ1の短絡を判定することができる。   In the present embodiment, an example has been described in which a short circuit of the motor 1 is determined based on the sum of response times with respect to the impulse signal. However, the present invention is not limited to this. For example, the impedances of the three-phase windings 121 to 123 are obtained by an impedance measuring device, and the sum of the impedances of the three-phase windings 121 to 123 is compared with a determination threshold value. By doing so, the structure which determines the short circuit of the motor 1 may be sufficient. That is, since the sum of the impedances of the three-phase windings 121 to 123 is constant regardless of the rotational position, the product under test is compared by comparing the sum of the impedance of the product under test with the sum of the impedances of the standard product. The short circuit of the motor 1 can be determined.

1 モータ
20 電圧印加回路
21 高圧分圧器
22 線間電圧測定回路
23 応答時間測定回路
24 加算回路
25 応答時間比較部
26 判定閾値記憶部
27 短絡判定回路
30,31 鉄心
41 ロータ
42 ステータ
100 インパルス試験装置
121〜123 巻線
124 中性点
125〜127 端子
131〜134 永久磁石
201 DC電源
202 充電用コンデンサ
SW1 充放電切替スイッチ
SW2〜SW4 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 20 Voltage application circuit 21 High voltage divider 22 Line voltage measurement circuit 23 Response time measurement circuit 24 Addition circuit 25 Response time comparison part 26 Determination threshold memory | storage part 27 Short-circuit determination circuit 30, 31 Iron core 41 Rotor 42 Stator 100 Impulse test apparatus 121-123 Winding 124 Neutral points 125-127 Terminals 131-134 Permanent magnet 201 DC power supply 202 Charging capacitor SW1 Charging / discharging switch SW2-SW4 switch

Claims (3)

三相巻線からなる電動機の短絡を判定するための試験装置であって、
上記三相巻線の各線間電圧を測定する線間電圧測定手段と、
上記三相巻線のうち、2相にインパルス信号を印加する電圧印加手段と、
上記インパルス信号の印加後に上記線間電圧が所定の検出閾値と一致するまでの応答時間を測定する応答時間測定手段と、
上記三相巻線の2相の各組合せにおける上記応答時間の総和に基づいて、上記電動機の短絡を判定する短絡判定手段とを備えたことを特徴とする試験装置。
A test device for determining a short circuit of an electric motor comprising three-phase windings,
A line voltage measuring means for measuring each line voltage of the three-phase winding;
A voltage applying means for applying an impulse signal to two phases of the three-phase winding;
Response time measuring means for measuring a response time until the line voltage matches a predetermined detection threshold after application of the impulse signal;
A test apparatus comprising: a short-circuit determining unit that determines a short-circuit of the electric motor based on a sum of the response times in each combination of two phases of the three-phase winding.
上記応答時間の総和と判定閾値とを比較する応答時間比較手段を備え、
上記短絡判定手段が、上記応答時間比較手段の比較結果に基づいて、上記電動機の短絡を判定することを特徴とする請求項1に記載の試験装置。
Response time comparison means for comparing the sum of the response times with a determination threshold value,
The test apparatus according to claim 1, wherein the short circuit determination unit determines a short circuit of the electric motor based on a comparison result of the response time comparison unit.
三相巻線からなる電動機の短絡を判定するための試験方法であって、
上記三相巻線の各線間電圧を測定する線間電圧測定ステップと、
上記三相巻線のうち、2相にインパルス信号を印加する電圧印加ステップと、
上記インパルス信号の印加後に上記線間電圧が所定の閾値と一致するまでの応答時間を測定する応答時間測定ステップと、
上記三相巻線の2相の各組合せにおける上記応答時間の総和に基づいて、上記電動機の短絡を判定する短絡判定ステップとを備えたことを特徴とする試験方法。
A test method for determining a short circuit of an electric motor comprising three-phase windings,
A line voltage measurement step for measuring each line voltage of the three-phase winding;
A voltage application step of applying an impulse signal to two phases of the three-phase winding;
A response time measuring step of measuring a response time until the line voltage matches a predetermined threshold after application of the impulse signal;
A test method comprising: a short-circuit determination step for determining a short-circuit of the electric motor based on a sum of the response times in each combination of two phases of the three-phase winding.
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