(57)【要約】【課題】鉄損の測定精度を高めることができる鉄損測定装置及び測定制御装置を提供する。【解決手段】鉄損測定装置１０は、被測定体Ｍの鉄損を測定する。鉄損測定装置１０は、測定ユニット１１、電源部１３、熱流計１４を有している。測定ユニット１１は、継鉄部２１、励磁コイル２６、熱流センサ３０を有している。励磁コイル２６は継鉄部２１に巻きつけられており、電源部１３は励磁コイル２６に接続されている。熱流センサ３０の内部には収容空間３０ａが設けられており、この収容空間３０ａに被測定体Ｍが収容されている。継鉄部２１はギャップ２３を有しており、このギャップ２３に熱流センサ３０が設置されている。電源部１３からの給電により励磁コイル２６から被測定体Ｍに付与された場合、被測定体Ｍにて発生した熱流が熱流センサ３０により検出される。【選択図】図１
2020060424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象（Ｍ）の鉄損を測定する鉄損測定装置（１０）であって、
所定周期で向きが変化する磁束を発生させ、前記磁束を前記測定対象に付与する励磁部（２６）と、
前記測定対象に装着され、前記励磁部での前記磁束の発生に伴って前記測定対象にて発生する熱流に応じた検出信号を出力する熱流センサ（３０）と、
を備えている鉄損測定装置。
【請求項２】
前記熱流センサの内部には、前記熱流センサが前記測定対象を覆った状態になるように前記測定対象を収容する収容空間（３０ａ）が設けられている、請求項１に記載の鉄損測定装置。
【請求項３】
前記熱流センサは、
第１センサ部材（３１）と、
前記収容空間を挟んで前記第１センサ部材とは反対側に設けられ、前記第１センサ部材に着脱可能に取り付けられる第２センサ部材（４１）と、
を有している、請求項２に記載の鉄損測定装置。
【請求項４】
前記第１センサ部材及び第２センサ部材は、
前記収容空間を形成するセンサベース部（３３，３４，４３，４４）と、
前記第１センサ部材と前記第２センサ部材とが並んだ方向（γ）に直交する方向（α，β）において、前記センサベース部から外側に向けて延出したセンサ延出部（３５，４５）と、
をそれぞれ有しており、それぞれの前記センサ延出部を互いに重ね合わせた状態で互いに固定される、請求項３に記載の鉄損測定装置。
【請求項５】
前記励磁部は、通電に伴って前記磁束を発生させる励磁コイル（２６）を有している、請求項１〜４のいずれか１つに記載の鉄損測定装置。
【請求項６】
互いに対向した状態で離間している一対の端面（２２ａ，２２ｂ）を有し、前記磁束を通過させる継鉄部（２１）、を備え、
前記熱流センサは、前記測定対象に装着された状態で、一対の前記端面の間の空間であるギャップ（２３）に設けられ、
前記励磁コイルは前記継鉄部に巻きつけられている、請求項５に記載の鉄損測定装置。
【請求項７】
前記励磁コイルは、前記測定対象に装着された状態の前記熱流センサに巻きつけられている、請求項５又は６に記載の鉄損測定装置。
【請求項８】
前記励磁コイルは、
第１コイル部材（５１）と、
前記熱流センサを挟んで前記第１コイル部材とは反対側に設けられる第２コイル部材（６１）と、
を有しており、前記第１コイル部材と前記第２コイル部材とが互いに着脱可能に接続されることで前記熱流センサに巻きつけられる、請求項５〜７のいずれか１つに記載の鉄損測定装置。
【請求項９】
前記測定対象に付与される磁束に応じた検出信号を出力する磁束センサ（２７）、を備えている請求項１〜８のいずれか１つに記載の鉄損測定装置。
【請求項１０】
前記熱流センサの前記検出信号を用いて前記測定対象の鉄損を測定する測定制御装置（１６）を備えている請求項１〜９のいずれか１つに記載の鉄損測定装置。
【請求項１１】
所定周期で向きが変化する磁束を発生させ、前記磁束を測定対象（Ｍ）に付与する励磁部（２６）と、
前記測定対象に装着された状態で、前記励磁部での前記磁束の発生に伴って前記測定対象にて発生する熱流に応じた検出信号を出力する熱流センサ（３０）と、
を備えている鉄損測定装置（１０）の制御を行う測定制御装置（１６）であって、
前記熱流センサの前記検出信号を用いて前記測定対象の鉄損（Ｐ）を算出する鉄損算出部（Ｓ１０９，Ｓ１１０）を備えている測定制御装置。
【請求項１２】
前記熱流センサの前記検出信号が定常状態になったか否かを判定する定常判定部（Ｓ１０８）を備え、
前記鉄損算出部は、前記定常判定部により前記定常状態だと判定された前記検出信号を用いて前記鉄損を算出する、請求項１１に記載の測定制御装置。
【請求項１３】
前記熱流センサの前記検出信号を電圧（Ｖ）として取得する電圧取得部（Ｓ１０７）を備え、
前記鉄損算出部は、前記電圧取得部により取得された前記電圧を用いて前記鉄損を算出する、請求項１１又は１２に記載の測定制御装置。
【請求項１４】
前記測定対象に付与される磁束密度を取得する磁束取得部（Ｓ１０３）と、
前記磁束取得部により取得された前記磁束密度を用いて、前記励磁部に流す電流値を設定する電流設定部（Ｓ１０１）と、
を備えている請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の測定制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、鉄損測定装置及び測定制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象の鉄損を測定する鉄損測定装置として、例えば特許文献１には、電動機を作動させた状態でこの電動機の固定子鉄心を測定対象として鉄損を測定する測定装置が開示されている。この測定装置は、電動機に取り付けられる検出器と、リード線を介して検出器に接続される信号処理装置とを有している。この信号処理装置は、検出器から入力される信号を用いて磁界強度及び磁束密度の各時間波形を算出し、これら時間波形のそれぞれを基準波形と比較して固定子鉄心の鉄損などを算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、出荷後の電動機は、磁界強度や磁束密度の時間波形が高周波になる条件で使用されることが想定される。これに対して、上記特許文献１では、出荷後の使用条件を想定して電動機を作動させることで、この使用条件での固定子鉄心の鉄損を測定することができると考えられる。しかしながら、磁界強度や磁束密度の時間波形が高周波化するほど、リード線での応答遅れ等により信号処理装置への入力信号に誤差が生じ、鉄損の検出精度が低下することが懸念される。
【０００５】
本開示の主な目的は、鉄損の測定精度を高めることができる鉄損測定装置及び測定制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された第１の態様は、
測定対象（Ｍ）の鉄損を測定する鉄損測定装置（１０）であって、
所定周期で向きが変化する磁束を発生させ、磁束を測定対象に付与する励磁部（２６）と、
測定対象に装着され、励磁部での磁束の発生に伴って測定対象にて発生する熱流に応じた検出信号を出力する熱流センサ（３０）と、
を備えている鉄損測定装置である。
【０００７】
第１の態様によれば、測定対象への磁束の付与に伴ってこの測定対象にて発生した熱流が熱流センサにより検出される。この構成では、測定対象にて生じる鉄損と熱流とに相関があることを利用して、熱流センサの検出信号を用いて鉄損を測定することができる。しかも、測定対象にて発生する熱流は、測定対象に付与される磁束の周期に影響を受けにくい。このため、鉄損の測定に熱流を用いることで鉄損の測定精度を高めることができる。
【０００８】
第２の態様は、
所定周期で向きが変化する磁束を発生させ、磁束を測定対象（Ｍ）に付与する励磁部（２６）と、
測定対象に装着された状態で、励磁部での磁束の発生に伴って測定対象にて発生する熱流に応じた検出信号を出力する熱流センサ（３０）と、
を備えている鉄損測定装置（１０）の制御を行う測定制御装置（１６）であって、
熱流センサの検出信号を用いて測定対象の鉄損（Ｐ）を算出する鉄損算出部（Ｓ１０９，Ｓ１１０）を備えている測定制御装置である。
【０００９】
第２の態様によれば、測定対象にて生じた鉄損と測定対象から放出される熱流とに相関があることを利用して、熱流センサの検出信号を用いて測定対象の鉄損が算出される。したがって、上記第１の態様と同様に、鉄損の測定に熱流を用いることで鉄損の測定精度を高めることができる。
【００１０】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における鉄損測定装置の構成を示す概略図。
【図２】図１における熱流センサ周辺の拡大図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】鉄損測定処理の手順を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態における鉄損測定装置の構成を示す概略図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。
【図８】被測定体及び励磁コイルについて熱に関する等価回路を示す図。
【図９】時間に対するセンサ電圧の変化態様を示す図。
【図１０】第３実施形態における鉄損測定装置の構成を示す概略図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図。
【図１２】コイル部材を熱流センサに装着する方法を説明するための図。
【図１３】コイル部材を熱流センサに装着する方法を説明するための概略断面図。
【図１４】変形例１における熱流センサ周辺の拡大図。
【図１５】変形例２における熱流センサ周辺の拡大図。
【図１６】変形例３における熱流センサ周辺の拡大図。
【図１７】変形例４における熱流センサ周辺の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示す鉄損測定装置１０は、鉄等の磁性体により形成された被測定体Ｍを測定対象として、この被測定体Ｍの鉄損を測定する。被測定体Ｍは、回転電機において固定子コアや回転子コアといった鉄心を形成する部材である。被測定体Ｍは、固定子コアや回転子コアの形状には成形されておらず、これら固定子コアや回転子コアとは形状が異なる測定専用の部材である。被測定体Ｍは、例えば電磁鋼板により矩形板状に形成されている。回転電機は、例えば車両において発電機や電動機として用いられる。
【００１４】
鉄損測定装置１０は、測定ユニット１１、電源部１３、熱流計１４、磁束計１５、コントローラ１６を有している。
【００１５】
測定ユニット１１は、継鉄部２１、励磁コイル２６、磁束検出コイル２７、熱流センサ３０を有している。継鉄部２１は、鉄等の磁性体により形成されている。継鉄部２１は、中心線ＣＬの周りを囲むようにＣ字状に延びている。中心線ＣＬは継鉄部２１の中心線になっている。なお、継鉄部２１を継鉄やヨークと称することもできる。
【００１６】
本実施形態では、図２、図３に示すように、中心線ＣＬが延びる方向を軸方向αと称し、軸方向αに直交する方向を径方向βと称し、中心線ＣＬの周りに沿って延びる方向を周方向γと称する。中心線ＣＬを通って径方向βに延びる直線状の仮想線を想定すると、この仮想線上の仮想点においては、軸方向αと径方向βと周方向γとが互いに直交することになる。
【００１７】
図１に示すように、継鉄部２１は、周方向γに延びており、この周方向γに磁束を通過させる。継鉄部２１は、完全な環状にはなっておらず、一対の端面２２ａ，２２ｂを有している。一対の端面２２ａ，２２ｂは、周方向γにおいて互いに離間した状態で対向している。継鉄部２１においては、一対の端面２２ａ，２２ｂが互いに離間した部分がギャップ２３になっている。一対の端面２２ａ，２２ｂは互いに平行に延びている。
【００１８】
励磁コイル２６は、励磁コイル２６への通電に伴って磁束を発生させ、磁界を形成する。励磁コイル２６は、電気配線が継鉄部２１に巻きつけられることで形成されている。この電気配線は、長尺状の導体と、この導体の外周面を被覆する絶縁被覆とを有している。励磁コイル２６は、継鉄部２１において中心線ＣＬを挟んでギャップ２３とは反対側の部分に巻きつけられている。なお、励磁コイル２６が励磁部に相当する。また、励磁コイル２６を励磁巻線と称することもできる。
【００１９】
磁束検出コイル２７は、電気配線が継鉄部２１に巻きつけられることで形成されている。この電気配線は、長尺状の導体と、この導体の外周面を被覆する絶縁被覆とを有している。励磁コイル２６への通電に伴って磁界が発生した場合、電磁誘導による誘導電流が磁束検出コイル２７を流れる。磁束検出コイル２７では、継鉄部２１や熱流センサ３０、被測定体Ｍを通る磁束に応じた電圧や電流が生じる。磁束検出コイル２７は、熱流センサ３０に付与される磁束を検出する磁束センサに相当する。磁束検出コイル２７を磁束検出部と称することもできる。
【００２０】
継鉄部２１は、径方向βに直交する方向に真っ直ぐに延びた一対の真っ直ぐ部２４ａ，２４ｂを有している。真っ直ぐ部２４ａ，２４ｂは周方向γにおいて互いに離間した位置に設けられている。これら真っ直ぐ部２４ａ，２４ｂの間に中心線ＣＬが配置されている。一方の真っ直ぐ部２４ａに励磁コイル２６が巻きつけられており、他方の真っ直ぐ部２４ｂに磁束検出コイル２７が巻きつけられている。他方の真っ直ぐ部２４ｂは、周方向γに２つに分割されており、ギャップ２３は、これら２つの部分の離間空間である。
【００２１】
熱流センサ３０は、被測定体Ｍの発熱に伴って被測定体Ｍにて発生する熱流を検出する熱流検出部である。熱流センサ３０は、被測定体Ｍからの熱流に応じた検出信号を出力する。熱流センサ３０の検出信号には、被測定体Ｍでの熱流に応じた電圧値を示す情報が含まれている。熱流センサ３０は、磁束を通しやすくなっている。換言すれば、熱流センサ３０は、磁束を遮断しにくくなっている。なお、熱流を熱流束と称することができ、熱流センサ３０を熱流束センサや熱流束検出部と称することができる。
【００２２】
熱流センサ３０の内部には、被測定体Ｍを収容する収容空間３０ａが設けられている。収容空間３０ａは、熱流センサ３０の外部に開放されておらず、熱流センサ３０により閉鎖された閉鎖空間になっている。収容空間３０ａに被測定体Ｍが収容された状態では、被測定体Ｍ全体が熱流センサ３０により覆われた状態になっている。収容空間３０ａの形状は、被測定体Ｍの形状に合わせて矩形板状になっている。熱流センサ３０の内面は被測定体Ｍの外面に沿って延びており、これら内面と外面とが対向している部分では、これら内面と外面とが互いに平行になっている。熱流センサ３０の内面と被測定体Ｍの外面との離間距離は、熱流センサ３０において最も薄い部分の厚み寸法よりも小さくなっている。
【００２３】
熱流センサ３０は、収容空間３０ａにおいて被測定体Ｍを支持する支持部を有している。この支持部は、熱流センサ３０から収容空間３０ａに向けて延びている。この支持部が被測定体Ｍを支持した状態では、被測定体Ｍが熱流センサ３０から離間した位置で保持される。
【００２４】
熱流センサ３０は、被測定体Ｍを収容した状態でギャップ２３に設置される。すなわち、被測定体Ｍがギャップ２３に設置される。被測定体Ｍは、ギャップ２３からはみ出さない状態でギャップ２３に収容されている。この場合、被測定体Ｍは、周方向γに直交する方向において、継鉄部２１の端面２２ａ，２２ｂの各周縁部よりも外側にはみ出していない。熱流センサ３０は、継鉄部２１に装着される装着部を有している。この装着部は、熱流センサ３０から外側に向けて延びている。この装着部が継鉄部２１に装着された状態では、熱流センサ３０が継鉄部２１の端面２２ａ，２２ｂから離間した位置で保持される。なお、装着部は、継鉄部２１に設けられていてもよい。
【００２５】
図１、図２に示すように、熱流センサ３０は、第１センサ部材３１及び第２センサ部材４１を有している。これらセンサ部材３１，４１は周方向γに並べられており、これらセンサ部材３１，４１の間に収容空間３０ａが形成されている。第１センサ部材３１は、第２センサ部材４１とは反対側に向けて凹んだセンサ凹部３２を有している。第２センサ部材４１は、第１センサ部材３１とは反対側に向けて凹んだセンサ凹部４２を有している。これら第１センサ部材３１と第２センサ部材４１とがセンサ凹部３２，４２を対向させた状態で組み付けられることで、これらセンサ凹部３２，４２により収容空間３０ａが形成されている。第１センサ部材３１と第２センサ部材４１とは、互いに接触していることで電気的に接続されている。
【００２６】
図２、図３に示すように、センサ部材３１，４１は、センサ底部３３，４３、センサ壁部３４，４４及びセンサ接続部３５，４５を有している。センサ底部３３，４３は、センサ凹部３２，４２の底面を形成しており、センサ壁部３４，４４は、センサ凹部３２，４２の内壁面を形成している。センサ壁部３４，４４は、センサ底部３３，４３の周縁部に沿って延びており、環状になっている。センサ壁部３４，４４は、軸方向αにおいてセンサ底部３３，４３から互いに近付く向きに延びている。センサ壁部３４，４４は、センサ底部３３，４３の周縁部に設けられている。
【００２７】
センサ接続部３５，４５は、周方向γに直交する方向α，βにおいてセンサ壁部３４，４４から外側に向けて延びている。センサ接続部３５，４５は、センサ壁部３４，４４の開放端部である先端部に沿って延びており、環状になっている。センサ接続部３５，４５は、センサ壁部３４，４４の先端部に設けられている。センサ底部３３，４３は矩形状に形成され、センサ壁部３４，４４及びセンサ接続部３５，４５は、矩形枠状に形成されている。
【００２８】
センサ部材３１，４１が互いに組み付けられた状態では、第１センサ部材３１のセンサ接続部３５と第２センサ部材４１のセンサ接続部４５とが互いに接続されている。この場合、これらセンサ接続部３５，４５は、互いに重ねられており、固定具で挟み込まれた状態で互いに固定されている。
【００２９】
センサ部材３１，４１においては、センサ底部３３，４３及びセンサ壁部３４，４４が収容空間３０ａを形成している。この場合、センサ底部３３，４３及びセンサ壁部３４，４４がセンサベース部に相当する。また、センサ接続部３５，４５が、周方向γに直交する方向α，βにおいてセンサベース部から外側に向けて延出したセンサ延出部に相当する。なお、周方向γがセンサ部材３１，４１の並んだ方向に相当する。なお、図１、図２においては、測定ユニット１１のうち被測定体Ｍ及び熱流センサ３０について、断面図を示している。また、図２においては、磁束検出コイル２７の図示を省略している。
【００３０】
図１の説明に戻り、電源部１３は、電気配線を介して励磁コイル２６に接続されている。電源部１３は、交流電圧を励磁コイル２６に印加する電圧印加部になっている。励磁コイル２６への交流電圧の印加によって発生する磁束は交流磁束になっている。交流磁束は、所定周期で向きが変化する磁束であり、交流磁束を変動磁束と称することもできる。交流磁束の磁束密度は、正の値と負の値とに所定周期で変化する。電源部１３においては、励磁コイル２６に供給する交流電力について、電圧値、電流値、周波数を個別に調整可能になっている。
【００３１】
熱流計１４は、電気配線を介して熱流センサ３０に接続されている。熱流計１４は、熱流センサ３０の検出信号を用いて電圧を計測する電圧計である。熱流計１４は一対の端子を有しており、一方の端子は熱流計１４の出力端子に接続され、他方の端子はグランドＧＮＤに接地されている。熱流計１４により計測された電圧値は、被測定体Ｍにて発生した熱流に応じた値になっている。なお、熱流計１４を熱流束計と称することもできる。
【００３２】
磁束計１５は、電気配線を介して磁束検出コイル２７に接続されている。磁束計１５は、電磁誘導によって磁束検出コイル２７に生じた電力について、磁束検出コイル２７の検出信号を用いて電圧を計測する電圧計である。磁束計１５により計測された電圧や電圧の変化態様は、磁束検出コイル２７や継鉄部２１を通る磁束の磁束密度や周波数に応じた値になっている。
【００３３】
コントローラ１６は、鉄損測定装置１０の動作制御を行い、測定制御装置に相当する。コントローラ１６は、電源部１３、熱流計１４及び磁束計１５に電気的に接続されている。コントローラ１６は、指令信号を出力することで電源部１３の動作制御を行う。熱流計１４及び磁束計１５の各計測信号がコントローラ１６に入力される。コントローラ１６は、被測定体Ｍの鉄損を測定する鉄損測定処理を行う。
【００３４】
コントローラ１６は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）等の電子制御装置であり、制御システムの一部を提供する。コントローラ１６は、少なくとも１つのプロセッサを有している。プロセッサは、実体的なメモリ装置に記憶されたソフトウェアとこのソフトウェアを実行するコンピュータとにより提供されている。なお、プロセッサは、ソフトウェアのみで提供されていてもよく、ハードウェアのみで提供されていてもよく、コンピュータとソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて提供されていてもよい。例えば、プロセッサは、if-then-else形式と呼ばれるロジック、または機械学習によってチューニングされたニューラルネットワーク等の学習済みモデルによって提供することができる。プロセッサは、ＣＰＵ等の演算処理装置と、プログラム及びデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置とを有していてもよい。プロセッサは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるコンピュータによって提供されてもよい。
【００３５】
記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されてもよい。プログラムは、制御システムによって実行されることによって、制御システムをこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御システムを機能させる。
【００３６】
プロセッサは、ハードウェアである電子回路によって提供されてもよい。この場合、プロセッサは、多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
【００３７】
制御システムは、１つのプロセッサ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のプロセッサによって提供されてもよい。制御システムが提供する手段や機能の一部は、それら機能を達成するように構成されたプロセッサによって提供される。「機能を達成するように構成されたプロセッサ」には、ソフトウェアにより上記機能を達成する場合と、ハードウェアによって上記機能を達成する場合と、ソフトウェアとハードウェアとの両方により上記機能を達成する場合とを含む。
【００３８】
制御システムに含まれる制御装置と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するためのブロックと呼ぶことができる。別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるモジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、その機能を実現する手段とも呼ぶことができる。
【００３９】
次に、被測定体Ｍについて鉄損を測定する鉄損測定方法について説明する。まず、被測定体Ｍに測定ユニット１１を装着する装着方法について説明する。ここでは、励磁コイル２６や磁束検出コイル２７を巻きつけた状態の継鉄部２１を作業台等の上にセットする。磁性体を所定の形状及び大きさに加工して被測定体Ｍを形成しておき、この被測定体Ｍに熱流センサ３０を装着する。具体的には、第１センサ部材３１と第２センサ部材４１との間に被測定体Ｍを収容し、これらセンサ部材３１，４１を固定する。そして、被測定体Ｍがギャップ２３に設置されるように熱流センサ３０を継鉄部２１に装着する。励磁コイル２６に電源部１３を接続し、磁束検出コイル２７に磁束計１５を接続し、熱流センサ３０に熱流計１４を接続する。また、電源部１３、熱流計１４及び磁束計１５をコントローラ１６に接続する。
【００４０】
その後、コントローラ１６に鉄損測定処理を実行させる。この鉄損測定処理について、図４を参照しつつ説明する。
【００４１】
図４において、ステップＳ１０１では、電源部１３から励磁コイル２６への給電態様を設定する。ここでは、電源部１３から励磁コイル２６に供給される電力について、電圧値、電流値及び周波数を設定する。ステップＳ１０２では、電源部１３の動作制御を行うことで、電源部１３から励磁コイル２６への電力供給を行う。ステップＳ１０３では、励磁コイル２６への通電に伴って熱流センサ３０及び被測定体Ｍに付与される磁束の磁束密度［Ｔ］を取得する。ここでは、磁束計１５の計測信号を取得し、磁束計１５の計測信号を用いて、磁束検出コイル２７に生じた電力について電圧値及び周波数を算出する。これら電圧値及び周波数を用いて、熱流センサ３０及び被測定体Ｍに付与される磁束の磁束密度を算出する。
【００４２】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３にて取得した磁束密度が許容範囲に含まれているか否かを判定する。ここでは、磁束密度についてあらかじめ定められた基準値をコントローラ１６の記憶媒体から読み出し、磁束密度の取得値と基準値との差異があらかじめ定められた許容範囲に含まれているか否かを判定する。例えば、磁束密度の取得値が基準値と同じ場合には、この取得値が許容範囲に含まれていると判断し、取得値と基準値との差異が許容範囲に含まれていない場合は、この取得値が許容範囲に含まれていないと判断する。
【００４３】
磁束密度の取得値が許容範囲に含まれていない場合、ステップＳ１０１に戻り、再び給電態様を設定する。ここでは、取得値と基準値との差異などに基づいて、磁束密度と基準値との差異が小さくなるように、電圧値、電流値及び周波数を設定する。具体的には、電圧値、電流値及び周波数のうち、少なくとも電流値を磁束密度に応じて変更する。例えば、取得値が許容範囲を大きい側に超えている場合、電流値が小さくなるように供給電力を設定する。
【００４４】
磁束密度の取得値が許容範囲に含まれている場合、ステップＳ１０５に進み、センサ感度Ａを取得する。センサ感度Ａは、被測定体Ｍからの熱流と熱流センサ３０での電圧との関係を示す係数であり、熱流センサ３０の固有値である。センサ感度Ａは、熱流センサ３０について試験等により取得され、記憶媒体にあらかじめ記憶されている。センサ感度Ａの単位は［Ｗ／ｍ２Ｖ］である。
【００４５】
ステップＳ１０６では、熱流センサ３０の表面積Ｓを取得する。表面積Ｓは、熱流センサ３０の内面全体の面積であり、記憶媒体にあらかじめ記憶されている。なお、熱流センサ３０の内面は平坦面や滑らかな曲面になっている。熱流センサ３０は、その収容空間３０ａの体積に対して表面積Ｓが過剰に大きくならないような形状になっている。
【００４６】
ステップＳ１０７では、熱流センサ３０の検出信号を取得し、この検出信号を用いて、熱流センサ３０により検出された電圧をセンサ電圧Ｖとして算出する。そして、取得したセンサ電圧Ｖを記憶媒体に記憶する。センサ電圧Ｖの単位は［Ｖ］である。
【００４７】
ステップＳ１０８では、記憶媒体に記憶された過去のセンサ電圧Ｖを用いてセンサ電圧Ｖの変化態様を取得し、センサ電圧Ｖが定常状態に達したか否かを判定する。センサ電圧Ｖは、励磁コイル２６への通電開始に伴って増加し始め、やがて被測定体Ｍにて発生した単位時間当たりの熱流が飽和する。この場合、被測定体Ｍでの熱流が飽和状態に達することで、熱流センサ３０でのセンサ電圧Ｖが飽和状態に達する。
【００４８】
ここでは、前回のステップＳ１０７での処理にて取得したセンサ電圧Ｖ（ｔ−１）と、今回のステップＳ１０７での処理にて取得したセンサ電圧Ｖ（ｔ）との差を増加電圧ΔＶとして算出する。そして、この増加電圧ΔＶがあらかじめ定められた判定値以下になったか否かを判定する。増加電圧ΔＶが判定値以下の場合、センサ電圧Ｖが定常状態になったと判断し、増加電圧ΔＶが判定値以下でない場合、センサ電圧Ｖが定常状態になっていないと判定する。なお、例えば判定値はゼロやゼロに近い値に設定されている。
【００４９】
センサ電圧Ｖが定常状態になった場合、被測定体Ｍでの熱流が定常状態になったとして、ステップＳ１０９に進み、センサ感度Ａ及びセンサ電圧Ｖを用いて被測定体Ｍからの熱流Ｑを取得する。ここでは、センサ感度Ａとセンサ電圧Ｖとを掛けて熱流Ｑを算出する。熱流Ｑの単位は［Ｗ／ｍ２］である。熱流Ｑについては、Ｑ［Ｗ／ｍ２］＝Ａ［Ｗ／Ｖｍ２］×Ｖ［Ｖ］の関係が成り立つ。
【００５０】
ステップＳ１１０では、熱流Ｑ及び表面積Ｓを用いて被測定体Ｍでの鉄損Ｐを算出する。鉄損Ｐの単位は［Ｗ］である。鉄損Ｐについては、Ｐ［Ｗ］＝熱流Ｑ［Ｗ／ｍ２］×表面積Ｓ［ｍ２］の関係が成り立つ。
【００５１】
コントローラ１６は、鉄損測定処理の各ステップを実行する機能を有している。ステップＳ１０１の処理を実行する機能が電流設定部に相当する。ステップＳ１０３の処理を実行する機能が磁束取得部に相当する。ステップＳ１０７の処理を実行する機能が電圧取得部に相当する。ステップＳ１０８の処理を実行する機能が定常判定部に相当する。ステップＳ１０９，Ｓ１１０の処理を実行する機能が鉄損算出部に相当する。
【００５２】
複数の被測定体Ｍを測定対象として、鉄損測定装置１０を用いて鉄損Ｐの測定を行う場合、被測定体Ｍについての測定を１つずつ順番に行う。各被測定体Ｍについては、それぞれの形状及び大きさを均一に揃えておく。これにより、複数の被測定体Ｍについて鉄損Ｐの測定を行う場合、収容空間３０ａにおいては、各被測定体Ｍと熱流センサ３０との位置関係が均一になる。このため、鉄損測定の条件が複数の被測定体Ｍで異なるということが生じにくくなっている。
【００５３】
ここまで説明した本実施形態によれば、被測定体Ｍに磁束が付与された場合に、この被測定体Ｍにて発生した熱流が熱流センサ３０により検出される。この構成では、被測定体Ｍにて生じる鉄損と熱流とに相関があることを利用して、熱流センサ３０の検出信号を用いて鉄損を測定することができる。しかも、被測定体Ｍに付与される磁束の周期が変化しても、被測定体Ｍにて発生する熱流が変化しにくい。すなわち、被測定体Ｍにて発生する熱流は、被測定体Ｍに付与される磁束の周期に影響を受けにくい。このため、鉄損の測定に熱流を用いることで鉄損の測定精度を高めることができる。
【００５４】
本実施形態によれば、熱流センサ３０の内部には、被測定体Ｍを収容する収容空間３０ａが設けられている。被測定体Ｍは、収容空間３０ａに収容されることで熱流センサ３０により覆われた状態になる。この構成では、被測定体Ｍにて発生する全ての熱流を熱流センサ３０にて検出可能になるため、熱流の検出精度を高めることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、熱流センサ３０においては、収容空間３０ａを挟んで第１センサ部材３１とは反対側に第２センサ部材４１が設けられている。この構成では、単に第１センサ部材３１と第２センサ部材４１との間に被測定体Ｍを配置することで、収容空間３０ａに被測定体Ｍを収容させることができる。これにより、熱流センサ３０を被測定体Ｍに装着する際の作業負担を低減できる。
【００５６】
本実施形態によれば、熱流センサ３０においては、第１センサ部材３１のセンサ接続部３５と第２センサ部材４１のセンサ接続部４５とが互いに重なった状態になっている。この構成では、単に固定具でセンサ接続部３５，４５を挟み付けることで、これらセンサ接続部３５，４５を互いに固定することができる。このため、第１センサ部材３１と第２センサ部材４１とを互いに固定する際の作業負担を低減できる。
【００５７】
本実施形態によれば、励磁コイル２６への通電に伴って発生した磁束が被測定体Ｍに付与される。この構成では、単に励磁コイル２６への通電を行うことで、被測定体Ｍにて熱流を発生させることができる。このため、被測定体Ｍにて熱流を発生させるための作業負担を低減できる。
【００５８】
本実施形態によれば、継鉄部２１のギャップ２３に熱流センサ３０が設けられ、この継鉄部２１に励磁コイル２６が巻きつけられている。この構成では、被測定体Ｍや熱流センサ３０に励磁コイル２６を巻きつける必要がないため、被測定体Ｍに装着した熱流センサ３０を単にギャップ２３に設置することで、被測定体Ｍに磁束を付与することが可能になる。このように、電気配線を継鉄部２１に巻きつけることで励磁コイル２６を作ってしまえば、複数の被測定体Ｍについて鉄損を測定する場合でも、被測定体Ｍのそれぞれに対して励磁コイル２６を作成する必要がない。この場合、励磁コイル２６を作るための作業負担を低減できる。本実施形態とは異なり、例えば、被測定体Ｍや熱流センサ３０に励磁コイル２６が巻きつけられた構成では、複数の被測定体Ｍについて鉄損を測定する場合に、被測定体Ｍのそれぞれに対して励磁コイル２６を巻きつける必要が生じる。このため、励磁コイル２６を作るための作業負担が増加してしまう。
【００５９】
本実施形態によれば、被測定体Ｍに付与される磁束が磁束検出コイル２７により検出される。この構成では、複数の被測定体Ｍについて鉄損を測定する場合に、それぞれの被測定体Ｍに付与される磁束の磁束密度を取得できる。この場合、複数の被測定体Ｍに付与される磁束の磁束密度が同じになるように、励磁コイル２６に供給する電力の電流値などを調整することができる。ここで、被測定体Ｍにて発生する熱流が磁束密度に影響を受けることが考えられる。このため、被測定体Ｍに付与される磁束の磁束密度を均一化することで、被測定体Ｍについて熱流の検出精度を高めることができ、その結果、鉄損の測定精度を高めることができる。
【００６０】
本実施形態によれば、コントローラ１６が熱流センサ３０の検出信号を用いて被測定体Ｍの鉄損を測定する。このため、単に被測定体Ｍにて熱流を発生させることで、被測定体Ｍについて熱流の検出や鉄損の測定を容易に行うことができる。このため、被測定体Ｍの鉄損を測定する際の作業負担を低減できる。
【００６１】
本実施形態によれば、熱流センサ３０の検出信号が定常状態になった場合に、この検出信号を用いて鉄損が算出される。例えば検出信号が定常状態になる前のタイミングで検出信号を用いて鉄損が算出された場合、この算出値は真の鉄損に比べて小さい可能性が高い。これに対して、本実施形態のように、定常状態になった検出信号を用いて鉄損が算出されると、この算出値が真の鉄損と同じ又はそれの近似値になっていると考えられる。このため、定常状態の検出信号を用いて定常状態の熱流を算出し、この算出値を用いて定常状態の鉄損を算出することで、鉄損の測定精度を高めることができる。
【００６２】
本実施形態によれば、熱流センサ３０の検出信号を電圧として取得し、この電圧を用いて鉄損が算出される。この構成では、熱流センサ３０の形状や大きさなどの特性に応じて設定したセンサ感度Ａなどを用いることで、電圧から熱流や鉄損を算出することができる。このため、熱流や鉄損の算出精度を高めることができる。
【００６３】
本実施形態によれば、被測定体Ｍに付与される磁束密度が取得され、この磁束密度を用いて励磁コイル２６への通電電流値が設定される。この構成では、複数の被測定体Ｍについて鉄損を測定する場合に、各被測定体Ｍに付与される磁束の磁束密度を均一化することができる。この場合、被測定体Ｍにて発生する熱流が磁束密度に応じて変化しやすかったとしても、磁束密度が均一化されることで熱流の測定精度を高めることができる。
【００６４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、励磁コイル２６が継鉄部２１に巻きつけられていたが、第２実施形態では、励磁コイル２６が熱流センサ３０に巻きつけられている。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６５】
図５に示すように、被測定体Ｍは、円環状の板材になっている。例えば、複数積層されることで固定子コアや回転子コアを形成する円環状の電磁鋼板が、被測定体Ｍになっている。この場合、被測定体Ｍを測定専用の形状に加工する必要がない。熱流センサ３０は、被測定体Ｍの形状に合わせて周方向γに延びた円環状になっている。熱流センサ３０においては、収容空間３０ａも円環状になっている。収容空間３０ａに被測定体Ｍが収容された状態では、熱流センサ３０、収容空間３０ａ及び被測定体Ｍが同軸になっており、それぞれの中心線が一致している。本実施形態では、熱流センサ３０の中心線を中心線ＣＬと称する。なお、被測定体Ｍは、環状であれば円環状でなくてもよい。
【００６６】
励磁コイル２６は、上記第１実施形態と同様に、電気配線が熱流センサ３０に巻きつけられることで形成されている。励磁コイル２６は、周方向γにおいて熱流センサ３０の一部に巻きつけられている。周方向γにおいては、熱流センサ３０のうち熱流センサ３０が巻きつけられていない領域の方が、熱流センサ３０が巻きつけられた領域よりも長くなっている。例えば、熱流センサ３０において、周方向γに延び、且つ中心線ＣＬに対する中心角が例えば１２０度などの所定値に含まれる部分が、励磁コイル２６が巻きつけられた部分になっている。
【００６７】
磁束検出コイル２７は、励磁コイル２６と同様に、熱流センサ３０に巻きつけられている。なお、図５においては、磁束検出コイル２７及び磁束計１５の図示を省略している。
【００６８】
図６、図７に示すように、熱流センサ３０においては、上記第１実施形態とは異なり、第１センサ部材３１と第２センサ部材４１とが軸方向αに並べられている。センサ部材３１，４１のセンサ凹部３２，４２は、いずれも軸方向αにおいて互いに反対側に向けて凹んでいる。センサ部材３１，４１では、径方向βにおいてセンサ底部３３，４３よりも内周側及び外周側のそれぞれにセンサ壁部３４，４４が設けられている。熱流センサ３０において内周側のセンサ接続部３５，４５は、互いに重ねられた状態で固定具により互いに固定されている。同様に、外周側のセンサ接続部３５，４５は、互いに重ねられた状態で固定具により互いに固定されている。なお、図７では、励磁コイル２６の図示を省略している。
【００６９】
次に、被測定体Ｍへの測定ユニット１１の装着方法について説明する。ここでは、センサ凹部３２，４２の内部に被測定体Ｍを入り込ませるようにして、第１センサ部材３１と第２センサ部材４１とを互いに組み付ける。そして、収容空間３０ａに被測定体Ｍを収容した状態でセンサ部材３１，４１を互いに固定して熱流センサ３０を組み立てる。その後、熱流センサ３０に励磁コイル２６を巻きつけ、励磁コイル２６に熱流計１４を接続する。
【００７０】
上記第１実施形態では、熱流センサ３０に励磁コイル２６が巻きつけられていないため、被測定体Ｍでの損失である鉄損が熱流センサ３０の検出信号に含まれる一方で、励磁コイル２６での損失である銅損は熱流センサ３０の検出信号に含まれない。これに対して、本実施形態では、熱流センサ３０に励磁コイル２６が巻きつけられているため、被測定体Ｍでの損失である鉄損と、励磁コイル２６での損失である銅損との両方が、熱流センサ３０の検出信号に含まれる。
【００７１】
図８に示すように、被測定体Ｍ及び励磁コイル２６については、熱に関する等価回路ＥＣが成立する。この等価回路ＥＣにおいては、被測定体Ｍが熱流源ＡＳ及び蓄熱部ＡＣを有している。被測定体Ｍにおいては、鉄損によって熱を発生させる機能が熱流源ＡＳであり、熱流源ＡＳにて生じる鉄損を鉄損Ｐｃｏｒｅと称する。また、熱流源ＡＳにて発生した熱を蓄える機能が蓄熱部ＡＣであり、蓄熱部ＡＣの熱容量を熱容量Ｃｃｏｒｅと称する。また、励磁コイル２６においては、銅損によって熱を発生させる機能が熱流源２６Ｓであり、熱流源２６Ｓにて生じる銅損を銅損Ｐｃｏｉｌと称する。また、熱流源２６Ｓにて発生した熱を蓄える機能が蓄熱部２６Ｃであり、蓄熱部２６Ｃでの熱容量を熱容量Ｃｃｏｉｌと称する。
【００７２】
等価回路ＥＣには、被測定体Ｍと空気との間の熱抵抗Ｒ１と、被測定体Ｍと励磁コイル２６との間の熱抵抗Ｒ２と、励磁コイル２６と空気との間の熱抵抗Ｒ３とが含まれている。熱抵抗Ｒ１を流れる熱流は、被測定体Ｍから熱流センサ３０を介して空気に達する熱流Ｑ１である。熱抵抗Ｒ２を流れる熱流は、被測定体Ｍから熱流センサ３０を介して励磁コイル２６に達する熱流Ｑ２である。このように、等価回路ＥＣにおいては、鉄損Ｐｃｏｒｅによって熱流Ｑ１，Ｑ２が生じる。そして、被測定体Ｍにて生じる熱流が定常状態に達した場合には、熱流Ｑ１，Ｑ２の合計と鉄損Ｐｃｏｒｅとが同じ値になる。
【００７３】
励磁コイル２６への通電に伴って被測定体Ｍに磁束の付与が開始された場合、被測定体Ｍでの鉄損Ｐｃｏｒｅによる熱流と、励磁コイル２６での銅損Ｐｃｏｉｌによる熱流との両方が熱流センサ３０により検出される。熱流センサ３０においては、被測定体Ｍからの熱流である内側からの熱流が正の値として出力され、励磁コイル２６からの熱流である外側からの熱流が負の値として出力される。また、励磁コイル２６への通電が開始された場合、銅損Ｐｃｏｉｌによる熱流の方が、鉄損Ｐｃｏｒｅによる熱流よりも短時間で増加する。
【００７４】
図９に示すように、タイミングｔ０で励磁コイル２６への通電が開始された場合、励磁コイル２６での銅損Ｐｃｏｉｌによる熱流が急激に増加するため、熱流センサ３０によるセンサ電圧Ｖは、ゼロから減少し始めることで負の値になる。その後、被測定体Ｍでの鉄損Ｐｃｏｒｅによる熱流の増加率が、銅損Ｐｃｏｉｌによる熱流の増加率を上回ることで、センサ電圧Ｖは、増加し始める。そして、ゼロを越えて正の値になった後に、センサ電圧Ｖが所定の値で定常状態になる。定常状態になっているセンサ電圧Ｖを定常電圧Ｖｓと称する。
【００７５】
コントローラ１６は、鉄損測定処理のうち、上記第１実施形態のステップＳ１０９に相当する処理において、定常電圧Ｖｓを用いて熱流Ｑ１，Ｑ２の合計値を算出する。また、上記第１実施形態のステップＳ１１０に相当する処理において、熱流Ｑ１，Ｑ２の合計値を用いて鉄損Ｐｃｏｒｅを算出する。ここで、定常電圧Ｖｓには、上述したように、鉄損Ｐｃｏｒｅによる熱流と銅損Ｐｃｏｉｌによる熱流との両方の情報が含まれている。そこで、定常電圧Ｖｓから鉄損Ｐｃｏｒｅによる熱流の情報を取り出すように、センサ感度Ａに相当する係数を用いて定常電圧Ｖｓから鉄損Ｐｃｏｒｅを算出する。
【００７６】
本実施形態によれば、励磁コイル２６が熱流センサ３０に巻きつけられている。この構成では、励磁コイル２６にて発生した磁束の全てが被測定体Ｍに付与されやすくなっているため、被測定体Ｍにて極力大きな熱流を発生させることができる。この場合、仮に、被測定体Ｍにて発生した熱流とセンサ電圧Ｖとの間に誤差が生じたとしても、熱流と共にセンサ電圧Ｖが極力大きくなっていることに起因して、センサ電圧Ｖに対する誤差の割合が小さくなる。したがって、センサ電圧Ｖや熱流、鉄損の算出精度を高めることができる。
【００７７】
また、励磁コイル２６が熱流センサ３０に巻きつけられているため、励磁コイル２６を継鉄部２１に巻きつける必要がない。すなわち、被測定体Ｍの鉄損を測定する際に継鉄部２１を用いる必要がない。このため、継鉄部２１の分だけ鉄損測定装置１０の製造コストを低減できる。
【００７８】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、電気配線が熱流センサ３０に巻きつけられることで励磁コイル２６が形成されていたが、第３実施形態では、複数の部材が熱流センサ３０に装着されることで励磁コイル２６が形成されている。本実施形態では、上記第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７９】
図１０、図１１に示すように、励磁コイル２６は、周方向γにおいて熱流センサ３０の全体に対して巻きつけられている。このため、上記第２実施形態とは異なり、熱流センサ３０には、励磁コイル２６が巻きつけられていない領域がほとんど存在していない。
【００８０】
励磁コイル２６は、第１コイル部材５１及び第２コイル部材６１を有している。これらコイル部材５１，６１は周方向γに並べられており、これらコイル部材５１，６１の間に熱流センサ３０が設けられている。第１コイル部材５１は、第２コイル部材６１とは反対側に向けて凹んだコイル凹部５２を有している。第２コイル部材６１は、第１コイル部材５１とは反対側に向けて凹んだコイル凹部６２を有している。コイル部材５１，６１は、それぞれのコイル凹部５２，６２に熱流センサ３０を入り込ませた状態でその熱流センサ３０に装着されている。軸方向αにおいて、第１コイル部材５１は第１センサ部材３１側に設けられ、第２コイル部材６１は第２センサ部材４１側に設けられている。
【００８１】
コイル部材５１，６１は、周方向γにおいて熱流センサ３０の全域にわたって所定間隔で複数ずつ並べられている。各コイル部材５１，６１は、熱流センサ３０を径方向βに跨いだ向きで、コイル凹部５２，６２を対向させた状態で組み付けられることで、励磁コイル２６を形成している。複数の第１コイル部材５１と複数の第２コイル部材６１とは、電流が流れる経路において交互に直列に着脱可能に接続されている。１つの第１コイル部材５１においては、その内周端部が、周方向γに隣り合う第２コイル部材６１のうち一方の第２コイル部材６１の内周端部に接続され、外周端部が、他方の第２コイル部材６１の外周端部に接続されている。なお、複数の第１コイル部材５１は互いに連結されることなどによりユニット化されていてもよい。また、複数の第２コイル部材６１は互いに連結されることなどによりユニット化されていてもよい。
【００８２】
コイル部材５１，６１は、コイルベース部５３，６３、コイル起立部５４，６４及びコイル接続部５５，６５を有している。コイルベース部５３，６３は、コイル凹部５２，６２の底面を形成しており、コイル起立部５４，６４は、コイル凹部５２，６２の内壁面を形成している。コイル起立部５４，６４は、軸方向αにおいてコイルベース部５３，６３から互いに近付く向きに延びている。コイル起立部５４，６４は、コイルベース部５３，６３の両端のそれぞれに設けられている。
【００８３】
コイル接続部５５，６５は、コイル起立部５４，６４の先端部に設けられている。コイル接続部５５，６５は互いに接続される形状及び大きさになっている。例えば、第１コイル部材５１のコイル接続部５５は、コイル起立部５４の先端面から突出した凸部であり、第２コイル部材６１のコイル接続部６５は、コイル起立部５４の先端面が凹んだ凹部である。そして、コイル接続部５５である凸部がコイル接続部６５である凹部に嵌め込まれることで、コイル接続部５５，６５が着脱可能に接続されている。
【００８４】
次に、熱流センサ３０にコイル部材５１，６１を装着する装着方法について説明する。図１２、図１３に示すように、熱流センサ３０の収容空間３０ａに被測定体Ｍを収容した後、第１コイル部材５１と第２コイル部材６１とを、熱流センサ３０を挟んで互いに反対側に配置する。そして、複数の第１コイル部材５１と複数の第２コイル部材６１とが交互に直列に並ぶように、第１コイル部材５１と第２コイル部材６１とを接続して励磁コイル２６を形成する。例えば、周方向γに隣り合う第１コイル部材５１を１つの第２コイル部材６１で接続するように、内周側のコイル接続部５５，６５を互いに接続し、外周側のコイル接続部５５，６５を互いに接続する。
【００８５】
本実施形態によれば、第１コイル部材５１と第２コイル部材６１とが着脱可能に接続されることで励磁コイル２６が形成されている。この構成では、第１コイル部材５１と第２コイル部材６１との間に熱流センサ３０を配置した状態で、単にこれら第１コイル部材５１と第２コイル部材６１とを接続することで、励磁コイル２６を環状の熱流センサ３０に巻きつけることができる。これにより、励磁コイル２６を熱流センサ３０に装着する際の作業負担を低減できる。これに対して、例えば電気配線を環状の熱流センサ３０に巻きつけることで励磁コイル２６を形成する構成では、電気配線を熱流センサ３０の内側に通す作業を繰り返し行う必要があり、作業負担が大きくなることが懸念される。
【００８６】
本実施形態によれば、第１コイル部材５１及び第２コイル部材６１が複数ずつ熱流センサ３０に装着されている。この構成では、励磁コイル２６の形成に用いるコイル部材５１，６１の数を均一にすることにより、複数の被測定体Ｍについて鉄損を測定する場合に、励磁コイル２６の巻き数が被測定体Ｍごとにばらつくということを回避できる。これに対して、例えば電気配線を熱流センサ３０に巻きつける場合、電気配線の巻きつけ状態がばらつくと励磁コイル２６の巻き数がばらつくことが懸念される。
【００８７】
（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００８８】
変形例１として、熱流センサ３０は３つ以上の部材が組み付けられて形成されていてもよい。例えば、図１４に示すように、上記第１実施形態において、熱流センサ３０が板状のセンサ部材７１を少なくとも４つ有する構成とする。この構成では、被測定体Ｍを挟んで対向する一対のセンサ部材７１が少なくとも２組設けられている。２組のうち一方の組のセンサ部材７１は周方向γに並べられており、他方の組のセンサ部材７１は径方向βに並べられている。これら４つのセンサ部材７１は被測定体Ｍの四方を囲んだ状態になっている。
【００８９】
変形例２として、熱流センサ３０の内面と被測定体Ｍの外面とは平行に延びていなくてもよい。例えば、図１５に示すように、上記第１実施形態において、収容空間３０ａがほぼ直方体状になっている一方で、被測定体Ｍが球体になっている構成とする。この構成では、上記変形例１と同様に、熱流センサ３０が板状のセンサ部材７１を４つ有している。センサ部材７１の内面は周方向γに直交する方向に延びている一方で、被測定体Ｍの外面は球面になっている。また、被測定体Ｍの外面は継鉄部２１の端面２２ａ，２２ｂと平行になっていない。この場合、継鉄部２１と被測定体Ｍとの間で磁束が歪みやすくなるが、被測定体Ｍに磁束が付与されることには変わりがない。このため、被測定体Ｍにて生じた熱流を熱流センサ３０により検出することができる。
【００９０】
変形例３として、熱流センサ３０の内面と被測定体Ｍの外面との離間距離は、熱流センサ３０の厚み寸法に比べて大きくなっていてもよい。例えば、図１６に示すように、上記第１実施形態において、被測定体Ｍが直方体状に形成された構成とする。この構成では、上記変形例１と同様に、熱流センサ３０が板状のセンサ部材７１を４つ有しており、被測定体Ｍに対する各センサ部材７１の離間距離は同じになっている。また、複数の被測定体Ｍについて、鉄損の測定を１つずつ順番に行う場合、各被測定体Ｍと熱流センサ３０との位置関係が均一にすることで、測定条件を均一化することができる。
【００９１】
変形例４として、熱流センサ３０は被測定体Ｍの外面全体を覆っていなくてもよい。例えば、図１７に示すように、上記第１実施形態において、熱流センサ３０が被測定体Ｍの外面の一部に対向する位置に設けられた構成とする。この構成では、上記変形例１と同様に、熱流センサ３０が板状のセンサ部材７１を複数有している。１つのセンサ部材７１は、被測定体Ｍの１つの面のうち一部に対向している。この構成でも、被測定体Ｍの外面のうち、センサ部材７１と対向した部分からの熱流がセンサ部材７１により検出される。このため、被測定体Ｍにて生じた全ての熱流に対するセンサ部材７１での検出熱流の割合を取得することで、被測定体Ｍでの鉄損を測定することができる。
【００９２】
熱流センサ３０が被測定体Ｍの外面全体を覆っていない構成としては、熱流センサ３０がセンサ部材を１つだけ有している構成や、熱流センサ３０の外面が有する複数の面のうち少なくとも１つの面に対してはセンサ部材が設けられていない構成が挙げられる。
【００９３】
変形例５として、熱流センサ３０が複数のセンサ部材を有している構成では、これらセンサ部材が互いに離間していてもよい。この場合、各センサ部材には熱流計１４が個別に接続されていることが好ましい。また、各センサ部材が導体を介して電気的に接続されていれば、１つのセンサ部材にだけ熱流計１４が接続されていればよい。
【００９４】
変形例６として、被測定体Ｍは磁束が通る領域からはみ出した状態で測定ユニット１１に設置されていてもよい。例えば、上記第１実施形態において、周方向γに直交する方向において、被測定体Ｍの端部が継鉄部２１の端面２２ａ，２２ｂの各周縁部よりも外側にはみ出していてもよい（例えば図１４参照）。この場合でも、被測定体Ｍの少なくとも一部に磁束が付与されることで熱流が生じるため、被測定体Ｍでの鉄損を測定することができる。
【００９５】
変形例７として、励磁コイル２６が発生させる変動磁束は交流磁束でなくてもよい。変動磁束としては、正の値と負の値とに所定周期で変化せず、正の値のまま所定周期で変動する磁束や、負の値のまま所定周期で変動する磁束などが挙げられる。例えば、電源部１３から励磁コイル２６に供給される電力を、交流電力ではなく直流電力としてもよい。この場合、電源部１３から励磁コイル２６に印加される電圧が、正の値のまま所定周期で増減する電圧や、負の値のまま所定周期で増減する電圧とされていてもよい。
【００９６】
変形例８として、鉄損測定装置１０は磁束検出コイル２７を有していなくてもよい。例えば、磁束検出コイル２７が継鉄部２１や熱流センサ３０に巻きつけられていない構成とする。この構成では、コントローラ１６が実行する鉄損測定処理において、被測定体Ｍに付与される磁束の磁束密度に応じて励磁コイル２６への通電電流値など給電態様を設定する、という処理を行わないことになる。
【００９７】
変形例９として、励磁コイル２６は、継鉄部２１、熱流センサ３０及び被測定体Ｍの少なくとも１つに巻きつけられていればよい。同様に、磁束検出コイル２７も、継鉄部２１、熱流センサ３０及び被測定体Ｍの少なくとも１つに巻きつけられていればよい。
【００９８】
変形例１０として、鉄損測定装置１０が励磁部として永久磁石を有していてもよい。例えば、継鉄部２１に対して永久磁石を回転させることで、被測定体Ｍに交流磁束等の変動磁束が付与される構成とする。
【００９９】
変形例１１として、鉄損測定処理において、熱流センサ３０により検出された熱流が定常状態になっていない状態でその熱流を用いて鉄損を算出してもよい。この場合でも、定常状態になった場合の熱流の値を推定してこの推定値を用いて鉄損を算出することなどにより、鉄損の測定精度を高めることができる。
【０１００】
変形例１２として、鉄損測定処理において、熱流センサ３０の検出信号を用いて直接的に鉄損を算出してもよい。すなわち、熱流センサ３０の検出信号から熱流を算出せずに鉄損を算出してもよい。例えば、上記第１実施形態の鉄損測定処理において、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０の各処理に代えて、センサ電圧Ｖを用いて鉄損Ｐを算出するという処理を１つのステップとして実行する。
【０１０１】
変形例１３として、熱流センサ３０の検出信号が熱流計１４を介さずにコントローラ１６に直接入力されてもよい。この構成は、コントローラ１６に熱流計１４の機能を付与することで実現できる。また、磁束検出コイル２７の検出信号が磁束計１５を介さずにコントローラ１６に直接入力されてもよい。この構成は、コントローラ１６に磁束計１５の機能を付与することで実現できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…鉄損測定装置、１６…測定制御装置としてのコントローラ、２１…継鉄部、２２ａ…端面、２２ｂ…端面、２３…ギャップ、２６…励磁部としての励磁コイル、２７…磁束センサとしての磁束検出コイル、３０…熱流センサ、３０ａ…収容空間、３１…第１センサ部材、３３…センサベース部としてのセンサ底部、３４…センサベース部としてのセンサ壁部、３５…センサ延出部としてのセンサ接続部、４１…第２センサ部材、４３…センサベース部としてのセンサ底部、４４…センサベース部としてのセンサ壁部、４５…センサ延出部としてのセンサ接続部、５１…第１コイル部材、６１…第２コイル部材、Ｍ…測定対象としての被測定体、Ｐ…鉄損、Ｖ…電圧、α…直交する方向としての軸方向、β…直交する方向としての径方向、γ…並んだ方向としての周方向、Ｓ１０１…電流設定部、Ｓ１０３…磁束取得部、Ｓ１０７…電圧取得部、Ｓ１０８…定常判定部、Ｓ１０９…鉄損算出部、Ｓ１１０…鉄損算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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