JP3261935B2 - 小型電気機械の非破壊絶縁試験方法およびその装置 - Google Patents
小型電気機械の非破壊絶縁試験方法およびその装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
- G01R31/346—Testing of armature or field windings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は小型モータなどの巻線部
分の絶縁状態の欠陥を非破壊状態にして、非常に高感度
に検出し試験する方法および装置である。
分の絶縁状態の欠陥を非破壊状態にして、非常に高感度
に検出し試験する方法および装置である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、小型モータなどが使用中に巻線
の絶縁破壊から寿命をきたす主な原因として、巻線のマ
グネットワイヤーの絶縁被覆が巻線の工程中、またはモ
ータとして組立工程中で何らかの機械または治具などで
与えられた打撃，機械的圧力，摩擦などから生じた傷が
もとで、運転中に隣接するマグネットワイヤーとの間に
局部的絶縁破壊（いわゆるレヤーショート）や、マグネ
ットワイヤーと接近したラミネートされたステータコア
との間で生じる絶縁破壊（いわゆる接地短絡）から短絡
電流など、異常電流が流れて巻線を加熱，焼損にいたら
しめるものである。
の絶縁破壊から寿命をきたす主な原因として、巻線のマ
グネットワイヤーの絶縁被覆が巻線の工程中、またはモ
ータとして組立工程中で何らかの機械または治具などで
与えられた打撃，機械的圧力，摩擦などから生じた傷が
もとで、運転中に隣接するマグネットワイヤーとの間に
局部的絶縁破壊（いわゆるレヤーショート）や、マグネ
ットワイヤーと接近したラミネートされたステータコア
との間で生じる絶縁破壊（いわゆる接地短絡）から短絡
電流など、異常電流が流れて巻線を加熱，焼損にいたら
しめるものである。
【０００３】従来、この種の絶縁状態を検査する方法と
しては、交流耐電圧試験，絶縁抵抗試験，ピンホール試
験，サージ試験，コロナ放電試験，減圧コロナ放電試験
などがある。
しては、交流耐電圧試験，絶縁抵抗試験，ピンホール試
験，サージ試験，コロナ放電試験，減圧コロナ放電試験
などがある。
【０００４】以下に前記方法について説明する。交流耐
電圧試験，絶縁抵抗試験法ではマグネットワイヤーのコ
イル傷が相当に大きく、そして直接ラミネートコアに接
触もしくは接近していないと検出は不可能で、接地短絡
のみが対象となる。
電圧試験，絶縁抵抗試験法ではマグネットワイヤーのコ
イル傷が相当に大きく、そして直接ラミネートコアに接
触もしくは接近していないと検出は不可能で、接地短絡
のみが対象となる。
【０００５】ピンホール試験は、食塩水＋フェノールフ
タレン溶液に供試品を完全にどぶ漬けするもので、コイ
ル傷は検出するものの破壊検査となり全数検査はできな
い。
タレン溶液に供試品を完全にどぶ漬けするもので、コイ
ル傷は検出するものの破壊検査となり全数検査はできな
い。
【０００６】サージ試験は、コイル傷がラミネートコア
に接触する場合に加え、コイルとコイル間で隣接するコ
イル傷から生ずるレヤーショートにも検出効果はあるも
ののコイル傷の検出には限界がある。
に接触する場合に加え、コイルとコイル間で隣接するコ
イル傷から生ずるレヤーショートにも検出効果はあるも
ののコイル傷の検出には限界がある。
【０００７】この方法は、コイル傷がラミネートコアに
接触または接近している時、あるいはコイルとコイル間
でお互いの傷がうまく隣接する場合であり、ここに１mm
以上の距離がある場合は検出はほとんど期待できない。
接触または接近している時、あるいはコイルとコイル間
でお互いの傷がうまく隣接する場合であり、ここに１mm
以上の距離がある場合は検出はほとんど期待できない。
【０００８】コロナ放電試験は、部分放電の検出であり
コイル傷がラミネートコアに接触または近接する場合
は、きわめて高感度に検出できる。
コイル傷がラミネートコアに接触または近接する場合
は、きわめて高感度に検出できる。
【０００９】ただし、ラミネートコアから１mm以上離れ
たコイル傷および、コイルとコイル間の傷は検出の対象
外である。
たコイル傷および、コイルとコイル間の傷は検出の対象
外である。
【００１０】減圧コロナ放電試験は、供試体を大気圧以
下の容器内で交流電圧を印加し、パッシェンの法則によ
る放電のしやすい条件でコロナ放電をもとに検出しよう
とするもので、今までの試験法では最もコイル傷に関し
ては感度が高い。
下の容器内で交流電圧を印加し、パッシェンの法則によ
る放電のしやすい条件でコロナ放電をもとに検出しよう
とするもので、今までの試験法では最もコイル傷に関し
ては感度が高い。
【００１１】この構成は図７に示すもので、供試体のモ
ータコイル６１を減圧タンク６２の中にセットする。減
圧タンク６２は、バルブ６４を通して真空ポンプ６５に
より減圧される。６３は減圧度をモニターする真空度計
である。
ータコイル６１を減圧タンク６２の中にセットする。減
圧タンク６２は、バルブ６４を通して真空ポンプ６５に
より減圧される。６３は減圧度をモニターする真空度計
である。
【００１２】ここで供試モータのコイルには、ブッシン
グ６６を通って交流電圧６８が印加される。また、供試
モータのラミネートコアはブッシング６７を通ってフィ
ルター６９を通ってコロナデテクター６１０に通じる。
コロナデテクター６１０はコロナ放電の量を検出する。
グ６６を通って交流電圧６８が印加される。また、供試
モータのラミネートコアはブッシング６７を通ってフィ
ルター６９を通ってコロナデテクター６１０に通じる。
コロナデテクター６１０はコロナ放電の量を検出する。
【００１３】図８にラミネートコアとモータコイルにお
いて、マグネットワイヤーのコイル傷の例を示す。
いて、マグネットワイヤーのコイル傷の例を示す。
【００１４】７１はラミネートコアでありモータコイル
７２を備えている。コイル傷７３，７４はラミネートコ
ア７１に接近したものでかつコイル傷７３とコイル傷７
４は１〜２mm位お互いに接近したものである。コイル傷
７５，７６はラミネートコア７１から３０mm位離れたも
ので、かつコイル傷７５，７６は１〜２mm位お互いに接
近したものである。
７２を備えている。コイル傷７３，７４はラミネートコ
ア７１に接近したものでかつコイル傷７３とコイル傷７
４は１〜２mm位お互いに接近したものである。コイル傷
７５，７６はラミネートコア７１から３０mm位離れたも
ので、かつコイル傷７５，７６は１〜２mm位お互いに接
近したものである。
【００１５】コイル傷７３は、３００〜５００Ｖの交流
電圧にて減圧状態においてコロナ放電により容易に検出
できる。
電圧にて減圧状態においてコロナ放電により容易に検出
できる。
【００１６】コイル傷７４は、交流電圧を７００〜１４
００Ｖの高電圧印加で、コロナ放電からグロー放電に成
長した時点で検出される。
００Ｖの高電圧印加で、コロナ放電からグロー放電に成
長した時点で検出される。
【００１７】しかし、商用交流電圧（６０Hz）による減
圧中の放電は、放電エネルギーが大なるためコイル傷の
周囲は大きく絶縁崩壊され、もはや非破壊検査の状態で
はなく工業的に量産工程で全数検査できるものではなく
なった。
圧中の放電は、放電エネルギーが大なるためコイル傷の
周囲は大きく絶縁崩壊され、もはや非破壊検査の状態で
はなく工業的に量産工程で全数検査できるものではなく
なった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】このようにいずれも絶
縁破壊の主原因となるマグネットワイヤーのコイル傷を
高感度にして、量産工程における全数検出を行うには満
足できるものではない。
縁破壊の主原因となるマグネットワイヤーのコイル傷を
高感度にして、量産工程における全数検出を行うには満
足できるものではない。
【００１９】以下に課題をあげておく。 （ａ）ラミネートコアからコイル傷が、数mmから１０mm
以上離れた箇所において２箇所以上のコイル傷が１〜２
mm位で接近したコイル傷の検出は困難であった。
以上離れた箇所において２箇所以上のコイル傷が１〜２
mm位で接近したコイル傷の検出は困難であった。
【００２０】（ｂ）数mmから１０mm以上離れたコイル傷
を発見しても、コイル傷の周囲に放電による絶縁破壊を
生じさせ、非破壊検査とはならない。
を発見しても、コイル傷の周囲に放電による絶縁破壊を
生じさせ、非破壊検査とはならない。
【００２１】（ｃ）工業的に量産工程で全数検査が困難
であった。
であった。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、コイルを有する小型電気機械の非破壊絶縁試
験方法であって、内部の圧力が６５〜７５［Ｔｏｒｒ］
に保たれた容器に上記電気機械を設置するステップと、
上記コイルにサージ電圧を印加するステップと、上記コ
イルからグロー放電が発生しているか否かを検出するス
テップを備えた非破壊絶縁試験方法を用いる。
本発明は、コイルを有する小型電気機械の非破壊絶縁試
験方法であって、内部の圧力が６５〜７５［Ｔｏｒｒ］
に保たれた容器に上記電気機械を設置するステップと、
上記コイルにサージ電圧を印加するステップと、上記コ
イルからグロー放電が発生しているか否かを検出するス
テップを備えた非破壊絶縁試験方法を用いる。
【００２３】そして、この方法はコイルを有する小型電
気機械の非破壊絶縁試験装置であって、内部の圧力が６
５〜７５［Ｔｏｒｒ］に保たれ、上記電気機械をこの中
に設置するための容器と、上記コイルにサージ電圧を印
加するサージ印加手段と、上記コイルの両端に現れるサ
ージ電圧波形を観測する手段であって、前記コイルに基
準サージ電圧を印加した状態において上記サージ電圧波
形の波長と相関関数を有する第１の時間（Ｔｓｏ）を測
定する手段、上記コイルに基準サージ電圧より高い電圧
を印加した状態において上記サージ電圧波形の波長の相
関関係を有する第２の時間（Ｔｓｎ）を測定する手段、
上記第１の時間と第２の時間との差を求める手段、およ
び上記差を基準値と比較する手段を含むサージ検出手段
とを備えた非破壊絶縁試験装置によって実現できる。
気機械の非破壊絶縁試験装置であって、内部の圧力が６
５〜７５［Ｔｏｒｒ］に保たれ、上記電気機械をこの中
に設置するための容器と、上記コイルにサージ電圧を印
加するサージ印加手段と、上記コイルの両端に現れるサ
ージ電圧波形を観測する手段であって、前記コイルに基
準サージ電圧を印加した状態において上記サージ電圧波
形の波長と相関関数を有する第１の時間（Ｔｓｏ）を測
定する手段、上記コイルに基準サージ電圧より高い電圧
を印加した状態において上記サージ電圧波形の波長の相
関関係を有する第２の時間（Ｔｓｎ）を測定する手段、
上記第１の時間と第２の時間との差を求める手段、およ
び上記差を基準値と比較する手段を含むサージ検出手段
とを備えた非破壊絶縁試験装置によって実現できる。
【００２４】
【作用】供試巻線に交流電圧の代わりにサージ電圧を印
加することにより、放電ストレスを大幅に低減できるた
めに瞬時ピーク印加電圧を高めることができ、検出感度
を向上させることができ、またラミネートコアを電気的
に浮かした状態、すなわちラミネートコアを大地より浮
かした状態で巻線にサージ電圧を印加することにより、
巻線と巻線間のサージストレスを集中させておいて最適
減圧値を求めることにより微弱な意味のないコロナ放電
を回避し、巻線中の隣接した２箇所のコイル傷を感度よ
く検出可能とした。また検出回路は、サージ電圧印加の
過渡現象から生じる波長の変化を検出することにより量
産工程での検査を可能とした。
加することにより、放電ストレスを大幅に低減できるた
めに瞬時ピーク印加電圧を高めることができ、検出感度
を向上させることができ、またラミネートコアを電気的
に浮かした状態、すなわちラミネートコアを大地より浮
かした状態で巻線にサージ電圧を印加することにより、
巻線と巻線間のサージストレスを集中させておいて最適
減圧値を求めることにより微弱な意味のないコロナ放電
を回避し、巻線中の隣接した２箇所のコイル傷を感度よ
く検出可能とした。また検出回路は、サージ電圧印加の
過渡現象から生じる波長の変化を検出することにより量
産工程での検査を可能とした。
【００２５】コイル傷の中でも隣接した２箇所のコイル
傷は運転中に局部的絶縁破壊（いわゆるレヤーショー
ト）に最も発展する可能性大なるもので注意を要するも
のである。
傷は運転中に局部的絶縁破壊（いわゆるレヤーショー
ト）に最も発展する可能性大なるもので注意を要するも
のである。
【００２６】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２７】図１は本発明の非破壊絶縁試験方法の一例
を示している。図１において、減圧タンク２内に十分な
空気をおいて供試モータ１が設置されている。供試モー
タ１は絶縁ターミナル６を中継し、ブッシング７を通っ
てモータ巻線コイルの各リード線はサージ切替スイッチ
９に接続される。
を示している。図１において、減圧タンク２内に十分な
空気をおいて供試モータ１が設置されている。供試モー
タ１は絶縁ターミナル６を中継し、ブッシング７を通っ
てモータ巻線コイルの各リード線はサージ切替スイッチ
９に接続される。
【００２８】供試モータ１のラミネートコア１ａは、電
気的に浮かした状態に設置する。減圧タンク２内の減圧
度は真空計３により管理されながらバルブ４を介して真
空ポンプ５で所定の減圧度に減圧される。
気的に浮かした状態に設置する。減圧タンク２内の減圧
度は真空計３により管理されながらバルブ４を介して真
空ポンプ５で所定の減圧度に減圧される。
【００２９】サージ発生器１０において発生したサージ
電圧はリード線１２，１３，１４のうちの１つを通って
モータ１のコイルに印加される。リード線１２，１３，
１４のうちの他の１つは接地され、そして残る１つは何
にも接続されない。サージ切替スイッチ９により実現さ
れる接続スイッチパターンは図２に示すように４つあ
る。サージ電圧はスイッチパターンＩ，II，IIIおよびI
Vにしたがってコイルに印加される。こうしてサージ電
圧はコイルの全ての方向に印加され、サージ電流は全て
のコイル部分に流れる。
電圧はリード線１２，１３，１４のうちの１つを通って
モータ１のコイルに印加される。リード線１２，１３，
１４のうちの他の１つは接地され、そして残る１つは何
にも接続されない。サージ切替スイッチ９により実現さ
れる接続スイッチパターンは図２に示すように４つあ
る。サージ電圧はスイッチパターンＩ，II，IIIおよびI
Vにしたがってコイルに印加される。こうしてサージ電
圧はコイルの全ての方向に印加され、サージ電流は全て
のコイル部分に流れる。
【００３０】スイッチパターンＩにおいては、サージ電
流はモータ１内の主コイル１ｂの巻き始めのタップＭか
ら流入し、主コイル１ｂと補助コイル１ｃとのコモン点
であるタップＣから流出する。サージ電流によって与え
られるサージストレスは主コイル１ｂ内の各々の巻線間
と主コイル１ｂと補助コイル１ｃ間が隣接した巻線間に
与えられる。サージエネルギーはコモン点のタップＣに
て消滅する。
流はモータ１内の主コイル１ｂの巻き始めのタップＭか
ら流入し、主コイル１ｂと補助コイル１ｃとのコモン点
であるタップＣから流出する。サージ電流によって与え
られるサージストレスは主コイル１ｂ内の各々の巻線間
と主コイル１ｂと補助コイル１ｃ間が隣接した巻線間に
与えられる。サージエネルギーはコモン点のタップＣに
て消滅する。
【００３１】スイッチパターンIIでは、サージ電流はス
イッチパターンＩの状態とは逆の方向に、主コイル１ｂ
に流れる。こうして、主コイル１ｂに対して両方向から
均等なストレスを与え、そして主コイル１ｂと隣接した
補助コイル１ｃとの巻線間にもストレスを与える。
イッチパターンＩの状態とは逆の方向に、主コイル１ｂ
に流れる。こうして、主コイル１ｂに対して両方向から
均等なストレスを与え、そして主コイル１ｂと隣接した
補助コイル１ｃとの巻線間にもストレスを与える。
【００３２】スイッチパターンIII，IVは補助コイルに
対し同様にストレスを与えるものである。
対し同様にストレスを与えるものである。
【００３３】このようにしてレヤーショートに最も発展
しやすいコイル傷である隣接した２箇所に存在する全て
の欠陥が本テスト中に検出させる。
しやすいコイル傷である隣接した２箇所に存在する全て
の欠陥が本テスト中に検出させる。
【００３４】本試験にて印加されるサージ電圧は図３に
示す標準的インパルスで、波頭長Ｔｆ＝１〜３μｓｅ
ｃ、波尾長Ｔｔ＝４０μｓｅｃである。これは正弦交流
電圧６０Hzから昇圧される電圧エネルギーに比し、尖頭
電圧が高いのにもかかわらず供試巻線に与えるストレス
はきわめて低いものである。
示す標準的インパルスで、波頭長Ｔｆ＝１〜３μｓｅ
ｃ、波尾長Ｔｔ＝４０μｓｅｃである。これは正弦交流
電圧６０Hzから昇圧される電圧エネルギーに比し、尖頭
電圧が高いのにもかかわらず供試巻線に与えるストレス
はきわめて低いものである。
【００３５】標準的インパルスはＪＥＣ−０２０２“イ
ンパルス電圧・電流試験一般”、ＪＥＣ−２１３“イン
パルス電圧電流測定法”による。
ンパルス電圧・電流試験一般”、ＪＥＣ−２１３“イン
パルス電圧電流測定法”による。
【００３６】この時、供試巻線である主コイルおよび補
助コイルの減圧度は図４の６５〜７５［Ｔｏｒｒ］で減
圧管理される。一般に減圧コロナ放電に注目する場合
は、１〜５［Ｔｏｒｒ］が最も感度が高い。
助コイルの減圧度は図４の６５〜７５［Ｔｏｒｒ］で減
圧管理される。一般に減圧コロナ放電に注目する場合
は、１〜５［Ｔｏｒｒ］が最も感度が高い。
【００３７】ただし、この領域ではあまりにコロナ放電
が活発なため意味のないノイズ的コロナ量が多く、本来
検出しようとしているコイル傷からの部分放電が埋没
し、ＳＮ比を低下させてしまう。発明者らは、実験より
６５〜７５［Ｔｏｒｒ］の減圧度に移行することによ
り、グロー放電の領域を最適化し本来のコイル傷の放電
を高感度に検出することが可能となることをつきとめ
た。これはサージ電圧の高い尖頭電圧の印加が相乗効果
を発揮し、ラミネートコアを電気的に浮かすことにより
ラミネートコアからの距離に関係なく、図８のラミネー
トコアから３０mm離れた、最大距離点にあるコイル傷７
５，コイル傷７６が約１mm位隣接した２つのコイル傷も
同時に検出することが可能となった。
が活発なため意味のないノイズ的コロナ量が多く、本来
検出しようとしているコイル傷からの部分放電が埋没
し、ＳＮ比を低下させてしまう。発明者らは、実験より
６５〜７５［Ｔｏｒｒ］の減圧度に移行することによ
り、グロー放電の領域を最適化し本来のコイル傷の放電
を高感度に検出することが可能となることをつきとめ
た。これはサージ電圧の高い尖頭電圧の印加が相乗効果
を発揮し、ラミネートコアを電気的に浮かすことにより
ラミネートコアからの距離に関係なく、図８のラミネー
トコアから３０mm離れた、最大距離点にあるコイル傷７
５，コイル傷７６が約１mm位隣接した２つのコイル傷も
同時に検出することが可能となった。
【００３８】また、ラミネートコアのスロット内で生じ
るコイルとコイル間の傷もサージ流入のストレスで在来
の大気圧サージ試験に比し高い検出を可能とした。
るコイルとコイル間の傷もサージ流入のストレスで在来
の大気圧サージ試験に比し高い検出を可能とした。
【００３９】ただし、一般的なコロナ放電試験はグロー
放電の領域で交流正弦波電圧を印加すると放電ストレス
が大きすぎて、コイル傷の放電周辺部分は大きく絶縁破
壊され破壊試験となってしまう。
放電の領域で交流正弦波電圧を印加すると放電ストレス
が大きすぎて、コイル傷の放電周辺部分は大きく絶縁破
壊され破壊試験となってしまう。
【００４０】しかしサージ電圧の場合は、サージ波形の
与えるストレスがきわめて小さいため、非破壊検査とな
りうる点に注目のこと。
与えるストレスがきわめて小さいため、非破壊検査とな
りうる点に注目のこと。
【００４１】サージ電圧が巻線コイルに印加されると、
波形は振動現象をおこす。図５に波形の検査結果を示
す。巻線コイルに何らコイル傷のない場合は、当然放電
現象はおこらない。このため正常な波形として図５のＡ
１またはＡ２のように観測される。波形Ａ１は傷のない
コイルに１０００Ｖのサージ電圧を印加したときのもの
であり、波形Ａ２は１５００Ｖのサージ電圧を印加した
ときのものである。
波形は振動現象をおこす。図５に波形の検査結果を示
す。巻線コイルに何らコイル傷のない場合は、当然放電
現象はおこらない。このため正常な波形として図５のＡ
１またはＡ２のように観測される。波形Ａ１は傷のない
コイルに１０００Ｖのサージ電圧を印加したときのもの
であり、波形Ａ２は１５００Ｖのサージ電圧を印加した
ときのものである。
【００４２】しかしコイル傷があり、一度でも放電が生
じるとサージ波形はこの瞬間インダクタンス負荷からの
短絡負荷となるため図５の波形Ｂのようにくずれる。
じるとサージ波形はこの瞬間インダクタンス負荷からの
短絡負荷となるため図５の波形Ｂのようにくずれる。
【００４３】図５の波形より明らかなように半波長ｔｓ
ｏはサージ電圧が変化しても変わらない。これはコイル
が正常であることの証拠となる。しかしながら、異常波
形Ｂの最初の半波長相当の期間ｔｓｎは正常波形Ａ１ま
たはＡ２の最初の半波長相当の時間ｔｓｎより短い。こ
の時間の差にもとづいて、全数のモータを高感度で検査
することができる。この感度は、一般に知られている電
流の平均値の差異を利用する方法による感度に比べて非
常に優れている。
ｏはサージ電圧が変化しても変わらない。これはコイル
が正常であることの証拠となる。しかしながら、異常波
形Ｂの最初の半波長相当の期間ｔｓｎは正常波形Ａ１ま
たはＡ２の最初の半波長相当の時間ｔｓｎより短い。こ
の時間の差にもとづいて、全数のモータを高感度で検査
することができる。この感度は、一般に知られている電
流の平均値の差異を利用する方法による感度に比べて非
常に優れている。
【００４４】次に、コイル傷の存在を検出する回路構成
について説明する。図６は図１に示した装置の回路の詳
細を示すブロック図である。図１と対応する部分には同
一符号を付してある。図６において、昇圧回路２１はサ
ージ発生器１０に接続されている。サージ発生器１０は
サージ切替スイッチ９を介してモータ１に接続されてい
る。サージ発生器１０は抵抗１０１，半導体スイッチ１
０２およびコンデンサ１０３により構成されている。半
導体スイッチ１０２はトリガ発生回路２３の出力に応じ
てターンオン・オフする。半導体スイッチ１０２が開い
ているときはコンデンサ１０３は昇圧回路２１により充
電されている。半導体スイッチ１０２が閉じると、コン
デンサ１０３に蓄えられていた電荷はモータ１に流入
し、サージ電圧をモータ１に印加する。サージ検出回路
１１は、分圧器１１１と、ゼロ点検出回路１１２と、ア
ンドゲート１１３と、カウンタ１１４と、一対のレジス
タ１１５，１１６と、演算器１１７と、比較器１１８
と、設定器１１９と、アンドゲート１２０とによって構
成されている。コンデンサ１０３の充電電圧は電圧検出
器２２によって検出され、検出された電圧はアンドゲー
ト１２０に入力される。モータ１に印加されるサージ電
圧は分圧器１１１にも印加される。
について説明する。図６は図１に示した装置の回路の詳
細を示すブロック図である。図１と対応する部分には同
一符号を付してある。図６において、昇圧回路２１はサ
ージ発生器１０に接続されている。サージ発生器１０は
サージ切替スイッチ９を介してモータ１に接続されてい
る。サージ発生器１０は抵抗１０１，半導体スイッチ１
０２およびコンデンサ１０３により構成されている。半
導体スイッチ１０２はトリガ発生回路２３の出力に応じ
てターンオン・オフする。半導体スイッチ１０２が開い
ているときはコンデンサ１０３は昇圧回路２１により充
電されている。半導体スイッチ１０２が閉じると、コン
デンサ１０３に蓄えられていた電荷はモータ１に流入
し、サージ電圧をモータ１に印加する。サージ検出回路
１１は、分圧器１１１と、ゼロ点検出回路１１２と、ア
ンドゲート１１３と、カウンタ１１４と、一対のレジス
タ１１５，１１６と、演算器１１７と、比較器１１８
と、設定器１１９と、アンドゲート１２０とによって構
成されている。コンデンサ１０３の充電電圧は電圧検出
器２２によって検出され、検出された電圧はアンドゲー
ト１２０に入力される。モータ１に印加されるサージ電
圧は分圧器１１１にも印加される。
【００４５】以下、上記サージ検出回路の動作について
説明する。まず最初に、昇圧回路２１はコンデンサ１０
３に電荷を供給し、コンデンサ１０３の端子電圧を上昇
させる。端子電圧が所定値（たとえば５００Ｖ）に達す
ると、電圧検出器２２はこの電圧を検出し、アンドゲー
ト１２０に出力信号を送る。この時、トリガ発生回路２
３は半導体スイッチ１０２にトリガ信号を送り、半導体
スイッチ１０２はオンになる。この瞬間コンデンサ１０
３によってサージ電圧がモータ１に印加される。このサ
ージ電圧は分圧器１１１によってゼロ点検出回路１１２
に送られるべき十分に低い電圧に落とされる。ゼロ点検
出回路１１２はバッファとしてのオペアンプ１１２１
と、比較器としてのオペアンプ１１２２とにより構成さ
れている。ゼロ点の存在を検出するまでの間に、アンド
ゲート１１３は、入力されている基準クロック信号を通
過させ、カウンタ１１４は基準クロック信号に含まれて
いるパルスの数を計測する。基準クロック信号とはたと
えば１ＭHzのパルス信号である。最初のゼロ点（すなわ
ち図６における時間Ｔｓｏの経過点）がくるとゼロ点検
出回路１１２はこの出力を反転させ、これによりアンド
ゲート１１３は基準クロック信号の通過を禁止する。し
たがって、カウンタ１１４への入力は遮断され、カウン
タ１１４の計測値がアンドゲード１２０からの出力信号
を受けてアクティブな状態のレジスタ１１５に送られ
る。こうして、最初のゼロ点が現れるまでにカウントさ
れた基準クロックのパルス数Ｎｏが正常時の基準値とし
てレジスタ１１５に記録される。５００Ｖのような低い
サージ電圧では仮にモータ１のコイルに傷があったとし
ても放電は決して起きない。したがって、上記基準値は
モータ１のコイルの状態にかかわらず信頼のおけるもの
である。
説明する。まず最初に、昇圧回路２１はコンデンサ１０
３に電荷を供給し、コンデンサ１０３の端子電圧を上昇
させる。端子電圧が所定値（たとえば５００Ｖ）に達す
ると、電圧検出器２２はこの電圧を検出し、アンドゲー
ト１２０に出力信号を送る。この時、トリガ発生回路２
３は半導体スイッチ１０２にトリガ信号を送り、半導体
スイッチ１０２はオンになる。この瞬間コンデンサ１０
３によってサージ電圧がモータ１に印加される。このサ
ージ電圧は分圧器１１１によってゼロ点検出回路１１２
に送られるべき十分に低い電圧に落とされる。ゼロ点検
出回路１１２はバッファとしてのオペアンプ１１２１
と、比較器としてのオペアンプ１１２２とにより構成さ
れている。ゼロ点の存在を検出するまでの間に、アンド
ゲート１１３は、入力されている基準クロック信号を通
過させ、カウンタ１１４は基準クロック信号に含まれて
いるパルスの数を計測する。基準クロック信号とはたと
えば１ＭHzのパルス信号である。最初のゼロ点（すなわ
ち図６における時間Ｔｓｏの経過点）がくるとゼロ点検
出回路１１２はこの出力を反転させ、これによりアンド
ゲート１１３は基準クロック信号の通過を禁止する。し
たがって、カウンタ１１４への入力は遮断され、カウン
タ１１４の計測値がアンドゲード１２０からの出力信号
を受けてアクティブな状態のレジスタ１１５に送られ
る。こうして、最初のゼロ点が現れるまでにカウントさ
れた基準クロックのパルス数Ｎｏが正常時の基準値とし
てレジスタ１１５に記録される。５００Ｖのような低い
サージ電圧では仮にモータ１のコイルに傷があったとし
ても放電は決して起きない。したがって、上記基準値は
モータ１のコイルの状態にかかわらず信頼のおけるもの
である。
【００４６】次に、昇圧回路２１から供給される電圧を
さらに上げる。この状態で最初のゼロ点がくるまでのパ
ルスの数を同様のやり方でカウンタ１１４により計測す
る。計測した値Ｎ１をレジスタ１１６に記録させる。演
算器１１７において上記ＮｏからＮ１を減じて、その差
を比較器１１８にて所定の許容値ｄＮと比較する。な
お、比較器１１８には前もって設定スイッチ１１９から
許容値が入力されている。差（Ｎｏ−Ｎ１）が許容値ｄ
Ｎより小さければ少なくともこの電圧においてモータ１
のコイルは正常である。差（Ｎｏ−Ｎ１）が許容値ｄＮ
以上であればコイルは異常であり、以後のテストはもは
や不要である。差の値が許容値に収まった場合はコイル
に印加するサージ電圧をさらに上げ、同様のテストを実
行する。こうして最高電圧、たとえば１５００Ｖまでテ
ストを繰り返す。差の値が常に許容値内であればコイル
は正常である。
さらに上げる。この状態で最初のゼロ点がくるまでのパ
ルスの数を同様のやり方でカウンタ１１４により計測す
る。計測した値Ｎ１をレジスタ１１６に記録させる。演
算器１１７において上記ＮｏからＮ１を減じて、その差
を比較器１１８にて所定の許容値ｄＮと比較する。な
お、比較器１１８には前もって設定スイッチ１１９から
許容値が入力されている。差（Ｎｏ−Ｎ１）が許容値ｄ
Ｎより小さければ少なくともこの電圧においてモータ１
のコイルは正常である。差（Ｎｏ−Ｎ１）が許容値ｄＮ
以上であればコイルは異常であり、以後のテストはもは
や不要である。差の値が許容値に収まった場合はコイル
に印加するサージ電圧をさらに上げ、同様のテストを実
行する。こうして最高電圧、たとえば１５００Ｖまでテ
ストを繰り返す。差の値が常に許容値内であればコイル
は正常である。
【００４７】すでに述べたように、時間Ｔｓｏ（図５）
は正常なコイルについてはサージ電圧が変化しても実質
的に不変であるのに対し、異常のあるコイルについては
時間Ｔｓｎ（図５）はＴｓｏより短くなる。したがっ
て、もしモータ１がコイル傷のある異常品であれば上記
差（Ｎｏ−Ｎ１）は許容値より大きくなる。こうして異
常のあるモータ１はサージ検出回路１１により発見され
る。
は正常なコイルについてはサージ電圧が変化しても実質
的に不変であるのに対し、異常のあるコイルについては
時間Ｔｓｎ（図５）はＴｓｏより短くなる。したがっ
て、もしモータ１がコイル傷のある異常品であれば上記
差（Ｎｏ−Ｎ１）は許容値より大きくなる。こうして異
常のあるモータ１はサージ検出回路１１により発見され
る。
【００４８】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、巻線コイルのコイル傷、ラミネートコアから
１０mm以上離れたコイル傷が１〜２mm位隣接した２つの
コイル傷を非破壊検査により量産工程で全数検査を可能
ならしめる絶縁試験方法を提供するものである。
によれば、巻線コイルのコイル傷、ラミネートコアから
１０mm以上離れたコイル傷が１〜２mm位隣接した２つの
コイル傷を非破壊検査により量産工程で全数検査を可能
ならしめる絶縁試験方法を提供するものである。
【図１】本発明の一実施例における非破壊絶縁試験方法
の説明図
の説明図
【図２】本発明の一実施例における供試巻線へサージ電
圧の印加の順序を示す説明図
圧の印加の順序を示す説明図
【図３】標準サージ電圧の波形図
【図４】減圧度と放電電圧との関係図
【図５】サージ電圧印加後の正常波形と異常波形を示す
図
図
【図６】図１に示した構成を詳細に示すブロック図
【図７】減圧コロナ放電試験装置の説明図
【図８】マグネットワイヤーコイルに生ずる傷を示す図
１，６１ 供試体のモータコイル １ａ ラミネートコア １ｂ 主コイル １ｃ 補助コイル ２，６２ 減圧タンク ３，６３ 真空計 ４，６４ バルブ ５，６５ 真空ポンプ ６ 絶縁ターミナル ７，６６，６７ ブッシング ９ サージ切替スイッチ １０ サージ発生器 １１ サージ検出回路 １２，１３，１４ リード線 ２１ 昇圧回路 ２２ 電圧検出器 ２３ トリガ発生回路 ６８ 交流電圧 ６９ フィルター ７１ ラミネートコア ７２ モータコイル ７３，７４，７５，７６ コイル傷 １０１ 抵抗 １０２ 半導体スイッチ １０３ コンデンサ １１１ 分圧器 １１２ ゼロ点検出回路 １１３，１２０ アンドゲート １１４ カウンタ １１５，１１６ レジスタ １１７ 演算器 １１８ 比較器 １１９ 設定スイッチ ６１０ コロナデテクター １１２１，１１２２ オペアンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/12 G01R 31/06
Claims (3)
- 【請求項１】 コイルを有する小型電気機械の非破壊絶
縁試験方法であって、内部の圧力が６５〜７５［Ｔｏｒ
ｒ］に保たれた容器に上記電気機械を設置するステップ
と上記コイルにラミネートコアを電気的に浮かした状態
でサージ電圧をを印加するステップと、ラミネートコア
をラミネートコアを大地より浮かした状態で上記コイル
からグロー放電が発生しているか否かを検出するステッ
プとを備えた非破壊絶縁試験方法。 - 【請求項２】上記サージ電圧はコイルの巻始めから巻終
わりに向けての第１の方向に、そしてこの逆の方向であ
る第２の方向に印加させることを特徴とする請求項１記
載の非破壊絶縁試験方法。 - 【請求項３】コイルを有する小型電気機械の非破壊絶縁
試験装置であって、内部の圧力が６５〜７５［Ｔｏｒ
ｒ］に保たれ、上記電気機械をこの中に設置するための
容器と、上記コイルにサージ電圧を印加するサージ印加
手段と、上記コイルの両端に現れるサージ電圧波形を観
測する手段であって、上記コイルに基準サージ電圧を印
加した状態において上記サージ電圧波形の波長と相関関
係を有する第１の時間（Ｔｓｏ）を測定する手段、上記
コイルに基準サージ電圧より高い電圧を印加した状態に
おいて上記サージ電圧波形の波長と相関関係を有する第
２の時間（Ｔｓｎ）を測定する手段、上記第１の時間と
第２の時間との差を求める手段、および上記差を基準値
と比較する手段を含むサージ検出手段とを備えた非破壊
絶縁試験装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19735495A JP3261935B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 小型電気機械の非破壊絶縁試験方法およびその装置 |
| US08/691,236 US5867029A (en) | 1995-08-02 | 1996-08-02 | Method of nondestructive insulation test and a nondestructive insulation testing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19735495A JP3261935B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 小型電気機械の非破壊絶縁試験方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943301A JPH0943301A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3261935B2 true JP3261935B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=16373097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19735495A Expired - Lifetime JP3261935B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 小型電気機械の非破壊絶縁試験方法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5867029A (ja) |
| JP (1) | JP3261935B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7170499B1 (en) * | 1999-05-25 | 2007-01-30 | Silverbrook Research Pty Ltd | Handwritten text capture via interface surface |
| JP2002148300A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 小型電気機械の非破壊絶縁試験方法および装置 |
| US7688076B2 (en) | 2005-03-02 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Insulation inspection apparatus |
| JP5267339B2 (ja) * | 2009-06-04 | 2013-08-21 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | コイルの非破壊検査方法およびその装置 |
| US9076601B2 (en) * | 2009-09-30 | 2015-07-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Insulation failure inspecting apparatus, insulation failure inspecting method using same, and method for manufacturing electrochemical cell |
| FR2964462B1 (fr) * | 2010-09-06 | 2013-05-03 | Airbus Operations Sas | Dispositif et procede de detection d'etincelage |
| DE102010042750A1 (de) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Kurzschlusses |
| US8289031B1 (en) * | 2011-05-16 | 2012-10-16 | Rao Dantam K | Apparatus for measuring insulation characteristics of coated steel sheet |
| RU2546827C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя |
| RU2589762C1 (ru) * | 2015-05-29 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра |
| RU2650082C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
| RU174465U1 (ru) * | 2017-04-12 | 2017-10-16 | Акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" | Устройство для диагностики изоляции обмоток электрических машин |
| RU184404U9 (ru) * | 2018-03-13 | 2018-12-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра |
| CN114217182B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-08-08 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种柔直变压器低压绕组操作绝缘水平考核方法及装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2948849A (en) * | 1957-06-27 | 1960-08-09 | Biddle Co James G | Method and apparatus for measuring apparent corona charge |
| US2996664A (en) * | 1958-01-20 | 1961-08-15 | Allis Chalmers Mfg Co | Corona detector |
| US3862491A (en) * | 1971-05-06 | 1975-01-28 | Gen Electric | Method for evaluating manufacturing operational effects on insulated windings |
| CH532257A (de) * | 1971-06-15 | 1972-12-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur Spannungsprüfung von Isolationsteilen von Hochspannungs-Apparaten und elektrischen Maschinen und Mittel zur Durchführung des Verfahrens |
| US3887866A (en) * | 1973-06-08 | 1975-06-03 | Avtron Manufacturing Inc | Surge tester for testing an electrical winding and including voltage comparison means |
| JPS5075675U (ja) * | 1973-11-14 | 1975-07-02 | ||
| JPH0549065A (ja) * | 1991-08-19 | 1993-02-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | ボタン電話装置 |
| US5594348A (en) * | 1994-06-17 | 1997-01-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surge testing method in decompressed atmosphere for a small-size electric machine and apparatus thereof |
-
1995
- 1995-08-02 JP JP19735495A patent/JP3261935B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-08-02 US US08/691,236 patent/US5867029A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5867029A (en) | 1999-02-02 |
| JPH0943301A (ja) | 1997-02-14 |
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