(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の巻線素子における銅損を測定する銅損測定ステップと、
前記測定対象の巻線素子によって生じる磁界と相互作用するように配置されるプローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定する総合損失測定ステップと、
前記総合損失測定ステップで測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定ステップで測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうちの少なくともヒステリシス損を求める個別損失導出ステップとを備えること
を特徴とする巻線素子損失測定方法。
【請求項２】
前記個別損失導出ステップは、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおけるｙ切片に基づいて少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項１に記載の巻線素子損失測定方法。
【請求項３】
前記個別損失導出ステップは、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗の逆数とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗の逆数の変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおける直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項１に記載の巻線素子損失測定方法。
【請求項４】
前記総合損失測定ステップは、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて、前記測定対象の巻線素子によって生じる磁界と相互作用するように配置されるプローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定し、
前記個別損失導出ステップは、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて前記総合損失測定ステップで測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定ステップで測定した銅損をそれぞれ減算し、これら複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項１に記載の巻線素子損失測定方法。
【請求項５】
前記個別損失導出ステップは、前記総合損失から前記銅損を減算して得られた減算結果をさらに周波数で除算した除算結果を各座標軸とする、前記複数の周波数の個数ｎと同じ数ｎのｎ次元空間において、前記プローブ導体の抵抗値を変化させる際の各抵抗値において、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて得られた複数の前記除算結果を表すグラフと、傾きが１である直線との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項４に記載の巻線素子損失測定方法。
【請求項６】
測定対象の巻線素子によって生じる磁界と相互作用するように配置されるプローブ導体と、
前記測定対象の巻線素子における銅損を測定する銅損測定部と、
前記プローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定する総合損失測定部と、
前記総合損失測定部で測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定部で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求める個別損失導出部とを備えること
を特徴とする巻線素子損失測定装置。
【請求項７】
前記個別損失導出部は、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗値変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおけるｙ切片に基づいて少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項６に記載の巻線素子損失測定装置。
【請求項８】
前記個別損失導出部は、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗の逆数とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗の逆数の変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおける直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項６に記載の巻線素子損失測定装置。
【請求項９】
前記総合損失測定部は、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて、前記プローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定し、
前記個別損失導出部は、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて前記総合損失測定部で測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定部で測定した銅損をそれぞれ減算し、これら複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項６に記載の巻線素子損失測定装置。
【請求項１０】
前記個別損失導出部は、前記総合損失から前記銅損を減算して得られた減算結果をさらに周波数で除算した除算結果を各座標軸とする、前記複数の周波数の個数ｎと同じ数ｎのｎ次元空間において、前記プローブ導体の抵抗値を変化させる際の各抵抗値において、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて得られた複数の前記除算結果を表すグラフと、傾きが１である直線との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めること
を特徴とする請求項９に記載の巻線素子損失測定装置。
【請求項１１】
前記プローブ導体の抵抗値を変化させる抵抗変更部をさらに備え、
前記総合損失測定部は、前記抵抗変更部によって前記プローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子および前記プローブ導体における総合損失を複数測定すること
を特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれか１項に記載の巻線素子損失測定装置。
【請求項１２】
前記プローブ導体は、前記測定対象の巻線素子と同心で配置されるループ状導体を含むこと
を特徴とする請求項６ないし請求項１１のいずれか１項に記載の巻線素子損失測定装置。
【請求項１３】
前記測定対象の巻線素子は、複数の長尺な導体を巻き回した複数のコイルを備え、
前記プローブ導体は、前記複数のコイルのうちのいずれか１つのコイルであること
を特徴とする請求項６ないし請求項１１のいずれか１項に記載の巻線素子損失測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトル等の巻線素子における損失を測定する巻線素子損失測定方法に関し、特に、渦電流損失とヒステリシス損失とを個別に実測することができる巻線素子損失測定方法およびこの巻線素子損失方法を実装した巻線素子損失測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺な導体を巻き回して、回路でインダクタンスの利用を図る巻線素子（コイル）には、回路にリアクタンスを導入することを目的としたリアクトルや、電磁誘導を利用することによって複数の巻線間でエネルギの伝達を行うトランス（変圧器、変成器）等が知られている。このトランスは、電圧変換やインピーダンス整合や電流検出等を行うために、様々な電気回路や電子回路等に用いられている。
【０００３】
このような巻線素子は、通電されることで利用されるが、この通電には、通常、損失が伴う。このため、巻線素子の性能を向上するためには、この損失を巻線素子の用途に応じた程度の値に設計することが重要となる。例えば、この損失を低減することによってエネルギ効率の向上が可能となる。この巻線素子の損失は、銅損および鉄損に大別され、この鉄損は、さらにヒステリシス損および渦電流損に大別される。銅損は、巻き線の導体における電気抵抗によって失われる電気エネルギであり、鉄損は、磁性材料の鉄心（鉄芯、コア）に巻き線を巻き、交流で磁化した場合に失われる電気エネルギである。ヒステリシス損は、鉄心の磁区が交番磁界によってその磁界の向きを変える場合に失われる損失であり、いわゆるヒステリシスループによって囲まれた面積によって表される。そして、渦電流損は、鉄心で生じる渦電流によって失われる損失である。このように巻線素子の損失は、その発生要因に応じて大別されるが、所望の特性を持つ巻線素子を得るために、これら各損失を求めることが重要となる。このような巻線素子の損失の求め方は、例えば、モータ損失の解析方法として、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示のモータ損失の解析方法は、モータの鉄損をモータにかかる磁場解析結果から解析する方法であって、モータにかかる磁場解析結果を基に磁束密度解析結果からヒステリシス損と渦電流損とを推定し、磁場解析によって渦電流損を直接解析し、直接求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損とを比較して、前者が後者よりも大きい場合には、直接求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損から補正係数を求め、しかる後、その補正係数を用いて磁束密度から推定したヒステリシス損を補正して、直接求めた渦電流損と補正したヒステリシス損との和を鉄損とする方法である。あるいは、この特許文献１に開示のモータ損失の解析方法は、前記前者が前記後者よりも小さい場合には、直接求めた渦電流損と磁束密度から推定した渦電流損から補正係数を求め、しかる後、その補正係数を用いて磁束密度から推定した渦電流損とヒステリシス損の両方を補正して、補正した渦電流損とヒステリシス損との和を鉄損とする方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献１に開示の方法は、解析することによってヒステリシス損および渦電流損を推定するものであり、実測するものではない。また、前記特許文献１に開示の方法は、電磁鋼板で形成された鉄心を前提とした解析方法であり、一般的ではない。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、ヒステリシス損および渦電流損を個別に実測することができる巻線素子損失測定方法およびこの巻線素子損失方法を実装した巻線素子損失測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる巻線素子損失測定方法は、測定対象の巻線素子における銅損を測定する銅損測定ステップと、前記測定対象の巻線素子によって生じる磁界と相互作用するように配置されるプローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定する総合損失測定ステップと、前記総合損失測定ステップで測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定ステップで測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求める個別損失導出ステップとを備えることを特徴とする。
【０００９】
そして、本発明の一態様にかかる巻線素子損失測定装置は、測定対象の巻線素子によって生じる磁界と相互作用するように配置されるプローブ導体と、前記測定対象の巻線素子における銅損を測定する銅損測定部と、前記プローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定する総合損失測定部と、前記総合損失測定部で測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定部で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求める個別損失導出部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成の巻線素子損失測定方法および巻線素子損失測定装置では、測定対象の巻線素子によって生じる磁界と相互作用するようにプローブ導体が配置され、このプローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失が複数測定される。このため、これら複数の総合損失のそれぞれから銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）に基づいて渦電流損およびヒステリシス損を分離して個別に求めることができる。したがって、このような構成の巻線素子損失測定方法および巻線素子損失測定装置は、ヒステリシス損および渦電流損を個別に実測することができる。
【００１１】
また、他の一態様では、上述の巻線素子損失測定方法において、前記個別損失導出ステップは、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおけるｙ切片の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めることを特徴とする。
【００１２】
また、他の一態様では、上述の巻線素子損失測定装置において、前記個別損失導出部は、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗値変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおけるｙ切片の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めることを特徴とする。
【００１３】
前記プローブ導体の抵抗変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおけるｙ切片は、銅損とヒステリシス損との和と考えられる。このため、このような構成の巻線素子損失測定方法および巻線素子損失測定装置は、前記ｙ切片の値から銅損を減算することで、ヒステリシス損失を渦電流損失から分離して求めることができる。
【００１４】
また、他の一態様では、上述の巻線素子損失測定方法において、前記個別損失導出ステップは、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗の逆数とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗の逆数の変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおける直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めることを特徴とする。
【００１５】
また、他の一態様では、上述の巻線素子損失測定装置において、前記個別損失導出部は、ｘ軸を前記プローブ導体の抵抗の逆数とし、ｙ軸を前記総合損失とする場合に、前記プローブ導体の抵抗の逆数の変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおける直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めることを特徴とする。
【００１６】
前記プローブ導体の抵抗の逆数の変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフにおける直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点の値は、銅損とヒステリシス損との和と考えられる。このため、このような構成の巻線素子損失測定方法および巻線素子損失測定装置は、前記延長線とｙ軸との交点の値から銅損を減算することで、ヒステリシス損失を渦電流損失から分離して求めることができる。
【００１７】
また、他の一態様では、上述の巻線素子損失測定方法において、前記総合損失測定ステップは、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて、前記測定対象の巻線素子によって生じる磁界と相互作用するように配置されるプローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定し、前記個別損失導出ステップは、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて前記総合損失測定ステップで測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定ステップで測定した銅損をそれぞれ減算し、これら複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求めることを特徴とする。そして、この場合において、好ましくは、前記個別損失導出ステップは、前記総合損失から前記銅損を減算して得られた減算結果をさらに周波数で除算した除算結果を各座標軸とする、前記複数の周波数の個数ｎと同じ数ｎのｎ次元空間において、前記プローブ導体の抵抗値を変化させる際の各抵抗値において、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて得られた複数の前記除算結果を表すグラフと、傾きが１である直線との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めるものである。
【００１８】
また、他の一態様では、上述の巻線素子損失測定装置において、前記総合損失測定部は、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて、前記プローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子と前記プローブ導体との総合損失を複数測定し、前記個別損失導出部は、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて前記総合損失測定部で測定された複数の総合損失のそれぞれから前記銅損測定部で測定した銅損をそれぞれ減算し、これら複数の減算結果に基づいて前記測定対象の巻線素子における渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求めることを特徴とする。そして、この場合において、好ましくは、前記個別損失導出部は、前記総合損失から前記銅損を減算して得られた減算結果をさらに周波数で除算した除算結果を各座標軸とする、前記複数の周波数の個数ｎと同じ数ｎのｎ次元空間において、前記プローブ導体の抵抗値を変化させる際の各抵抗値において、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて得られた複数の前記除算結果を表すグラフと、傾きが１である直線との交点の値に基づいて少なくともヒステリシス損を求めるものである。
【００１９】
前記プローブ導体の抵抗値を変化させる際の各抵抗値において、互いに異なる複数の周波数のそれぞれについて得られた複数の前記除算結果を表すグラフと、傾きが１である直線との交点の値は、ヒステリシス損を表すと考えられる。このため、このような構成の巻線素子損失測定方法および巻線素子損失測定装置は、周波数を変えて複数の周波数で測定することによって巻線素子の渦電流損失やプローブ導体の抵抗損失を用いることなく、したがってこれら損失を知らなくても、前記傾きが１である直線との交点の値からヒステリシス損失を求めることができる。
【００２０】
また、他の一態様では、これら上述の巻線素子損失測定装置において、前記プローブ導体の抵抗値を変化させる抵抗変更部をさらに備え、前記総合損失測定部は、前記抵抗変更部によって前記プローブ導体の抵抗値を変化させながら前記測定対象の巻線素子および前記プローブ導体における総合損失を複数測定することを特徴とする。
【００２１】
このような構成の巻線素子損失測定装置は、抵抗変更部をさらに備えるので、容易に前記プローブ導体の抵抗値を変更することができる。
【００２２】
また、他の一態様では、これら上述の巻線素子損失測定装置において、前記プローブ導体は、前記測定対象の巻線素子と同心で配置されるループ状導体を含むことを特徴とする。
【００２３】
このような構成の巻線素子損失測定装置では、前記プローブ導体は、前記測定対象の巻線素子と同心で配置されるループ状導体（環状導体）であるので、前記測定対象の巻線素子で生じる磁束をより確実に捉えることができ、この結果、プローブ導体は、前記測定対象の巻線素子によって生じる磁界とより確実に相互作用することができる。したがって、このような構成の巻線素子損失測定装置は、より精度よく測定することができる。
【００２４】
また、他の一態様では、これら上述の巻線素子損失測定装置において、前記測定対象の巻線素子は、複数の長尺な導体を巻き回した複数のコイルを備え、前記プローブ導体は、前記複数のコイルのうちのいずれか１つのコイルであることを特徴とする。
【００２５】
このような構成の巻線素子損失測定装置では、複数のコイルのうちのいずれか１つのコイルがプローブ導体として用いられる。このため、このような構成の巻線素子損失測定装置は、測定対象の巻線素子の他に別途プローブ導体を用意する必要が無くなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明にかかる巻線素子損失測定方法および巻線素子損失測定装置は、ヒステリシス損および渦電流損を個別に実測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態における巻線素子損失測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】巻線素子およびプローブ導体の構造を示す図である。
【図３】巻線素子に対するプローブ導体の配置状態を説明するための図である。
【図４】リアクトルおよびプローブ導体の等価回路を示す回路図である。
【図５】プローブ導体の抵抗値（巻線素子の渦電流損失を含む）Ｒ２の変化に対する総合損失の変化を表すグラフを示す図（その１）である。
【図６】プローブ導体の抵抗値（巻線素子の渦電流損失を含む）Ｒ２の変化に対する総合損失の変化を表すグラフを示す図（その２）である。
【図７】プローブ導体の抵抗値ｒ２の逆数（１／ｒ２）の変化に対する総合損失の変化を表すグラフの一例を示す図である。
【図８】プローブ導体の抵抗値を変化させ、互いに異なる周波数のＲｅ（Ｚ（ω））−Ｒ／ωを各軸とした座標系にプロットしたグラフの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００２９】
図１は、実施形態における巻線素子損失測定装置の構成を示すブロック図である。図２は、巻線素子およびプローブ導体の構造を示す図である。図３は、巻線素子に対するプローブ導体の配置状態を説明するための図である。図４は、リアクトルおよびプローブ導体の等価回路を示す回路図である。図５は、プローブ導体の抵抗値（巻線素子の渦電流損失を含む）Ｒ２の変化に対する総合損失の変化を表すグラフを示す図（その１）である。図６は、プローブ導体の抵抗値（巻線素子の渦電流損失を含む）Ｒ２の変化に対する総合損失の変化を表すグラフを示す図（その２）である。図５および図６の横軸は、プローブ導体の抵抗値（巻線素子の渦電流損失を含む）Ｒ２の変化を表し、その縦軸は、総合損失を表す。
【００３０】
本実施形態の巻線素子損失測定装置Ｄは、測定対象の巻線素子ＳＭにおける損失を測定する装置であって、巻線素子ＳＭにおける銅損を測定する銅損測定ステップと、巻線素子ＳＭによって生じる磁界と相互作用するように配置されるプローブ導体１の抵抗値を変化させながら巻線素子ＳＭとプローブ導体１との総合損失を複数測定する総合損失測定ステップと、総合損失測定ステップで測定された複数の総合損失のそれぞれから銅損測定ステップで測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）に基づいて巻線素子ＳＭにおける渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求める個別損失導出ステップとを実行することによって、渦電流損失とヒステリシス損失とを個別に実測する装置である。
【００３１】
このような巻線素子損失測定装置Ｄは、例えば、図１に示すように、プローブ導体１と、測定部２と、導出部３とを備え、さらに、本実施形態では、入力部５と、出力部６とを備えている。
【００３２】
測定対象の巻線素子ＳＭは、長尺な導体部材を巻き回した素子であり、例えば、リアクトルやトランス等に用いられるコイルである。測定の際に、巻線素子ＳＭには、交流電源ＡＣより周波数ｆの正弦波交流電力が給電される。測定対象の巻線素子ＳＭは、任意であってよく、一例を挙げれば、本実施形態では、巻線素子ＳＭは、例えば、有芯のリアクトルであり、より具体的には、図２および図３に示すように、巻線素子ＳＭは、長尺な帯状の導体部材を絶縁部材を挟んで複数巻き回したコイルＳＭ１と、コイルＳＭ１を外側で覆う外側コア部ＳＭ２（ＳＭ２１、ＳＭ２２）およびコイルＳＭ１の芯部内に配置される芯部コア部ＳＭ３（ＳＭ３１、ＳＭ３２）とを持つコア（鉄心）ＳＭＣ（ＳＭＣ１、ＳＭＣ２）とを備えて構成されている。コアＳＭＣは、略同型の上下２つのコア部ＳＭＣ１、ＳＭＣ２から構成されている。図２には、その紙面左側に、一方のコア部ＳＭＣ１における芯部コア部ＳＭ３１がコイルＳＭ１の芯部内に嵌め込まれて前記一方のコア部ＳＭＣ１にコイルＳＭ１が配置された状態で、前記一方のコア部ＳＭＣ１およびコイルＳＭ１が示されており、その紙面右側に、他方のコア部ＳＭＣ２における芯部コア部ＳＭ３２が後述のループ状のプローブ導体本体１１の前記ループ内に嵌め込まれて前記他方のコア部ＳＭＣ２にプローブ導体本体１１が配置された状態で、前記他方のコア部ＳＭＣ２およびプローブ導体本体１１が示されている。この他方のコア部ＳＭＣ２は、プローブ導体本体１１の両端を引き出すために、切り欠き部ＳＭ４が形成されている。一方、図３には、他方のコア部ＳＭＣ２における芯部コア部ＳＭ３２がコイルＳＭ１の芯部内に嵌め込まれるとともにループ状のプローブ導体本体１１の前記ループ内に嵌め込まれて前記他方のコア部ＳＭＣ２にコイルＳＭ１およびプローブ導体本体１１が配置された状態で、前記他方のコア部ＳＭＣ２、コイルＳＭ１およびプローブ導体本体１１が示されている。このように巻線素子ＳＭは、本実施形態では、有芯であって、いわゆるコアがコイルを内包する内包型のリアクトルである。
【００３３】
プローブ導体１は、測定対象の巻線素子ＳＭによって生じる磁界と相互作用するように配置され、所定の抵抗値を有する導体部材である。本実施形態では、プローブ導体１は、プローブ導体本体１１とこのプローブ導体本体１１と接続する可変抵抗器１２とを備えており、プローブ導体本体１１は、図２および図３に示すように、例えば断面丸形または角形等の導体線をループ状（環状）に形成したループ状導体（環状導体）であり、このループ内に芯部コア部ＳＭ３が嵌め込まれることで、測定対象の巻線素子ＳＭのコイルＳＭ１と同心で測定対象の巻線素子ＳＭのコイルＳＭ１と径方向で積層されるように配置されている。なお、プローブ導体本体１１は、測定対象の巻線素子ＳＭのコイルＳＭ１と同心で測定対象の巻線素子ＳＭのコイルＳＭ１と軸方向で積層されるように配置されてもよい。このように巻線素子ＳＭのコイルＳＭ１における中心位置とループ状のプローブ導体本体１１における中心位置とは、略一致している。このように互いに同心で配置されることによって測定対象の巻線素子ＳＭで生じる磁束をより確実に捉えることができる。このようにプローブ導体本体１１は、測定対象の巻線素子ＳＭで生じる総ての磁束がそのループ内を通るように（そのループと交差するように）配置されることが好ましい。
【００３４】
なお、図１は、概念図であり、プローブ導体本体１１を正確に表しているものではない。
【００３５】
測定部２は、測定対象の巻線素子ＳＭにおける所定の損失を測定する回路であり、例えば、本実施形態では、測定対象の巻線素子ＳＭにおける銅損を測定する銅損測定部２１と、測定対象の巻線素子ＳＭとプローブ導体１との総合損失を測定する総合損失測定部２２とを備えている。このような銅損測定部２１および総合損失測定部２２を含む測定部２は、例えば、いわゆるＬＣＲメータを備えて構成される。このように測定部２は、ＬＣＲメータで構成可能であるので、比較的低コストで簡易に構成することができる。
【００３６】
総合損失測定部２２では、プローブ導体１の抵抗値を変化させながら各抵抗値にそれぞれ対応する複数の総合損失が測定される。互いに抵抗値の異なる複数のプローブ導体１が用意され、プローブ導体１を取り替えることでプローブ導体の抵抗値が変化されてもよいが、本実施形態では、図１に示すように、プローブ導体１の抵抗値を変化させるために、抵抗値を変更することができる可変抵抗器１２がプローブ導体本体１１と直列に接続されて設けられている。
【００３７】
ここで、可変抵抗器１２は、誘導成分による測定誤差を低減するために、無誘導仕様（純抵抗体）であることが好ましい。同様の理由により、可変抵抗器１２とプローブ導体本体１１とを接続するケーブル（接続導体線）は、無誘導仕様（純抵抗体）であることが好ましい。さらに、同様の理由により、前記ケーブルは、短いほど好ましく（可変抵抗器１２とプローブ導体本体１１とを最短距離で接続することが好ましく）、また、前記ケーブル（接続導体線）を構成する２導体線は、近接配置されることが好ましい。
【００３８】
導出部３は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失のそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）に基づいて測定対象の巻線素子ＳＭにおける渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損を求めるものである。導出部３は、個別損失導出部の一例に対応する。導出部３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＣＰＵのいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。そして、導出部３には、プログラムを実行することによって、機能的に、ヒステリシス損導出部３１と、渦電流損導出部３２とが構成される。
【００３９】
ヒステリシス損導出部３１は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失のそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）に基づいて測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損を求めるものである。渦電流損導出部３２は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失のそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）から、ヒステリシス損導出部３１で求められたヒステリシス損を減算することによって、渦電流損を求めるものである。
【００４０】
ここで、ヒステリシス損と渦電流損とを分離して個別に実測する方法について、より具体的に説明する。巻線素子ＳＭの一例であるリアクトルＳＭとプローブ導体１との系の等価回路は、図４に示すように、抵抗値Ｒ１の抵抗素子と、この抵抗素子に直列に接続されるインダクタンスＬ１のインダクタとの第１回路と、抵抗値Ｒ２の抵抗素子と、この抵抗素子に直列に接続されるインダクタンスＬ２のインダクタとの第２回路とで構成される。そして、本実施形態では、このプローブ導体１は、リアクトルＳＭと磁気的に相互作用するから、前記第１回路の前記インダクタと前記第２回路の前記インダクタとは、相互インダクタンスＭで結合される。そして、前記抵抗値Ｒ２は、巻線素子ＳＭの渦電流損に関わる抵抗値をｒ１とし、プローブ導体の抵抗損失に関わる抵抗値をｒ２とする場合に、１／Ｒ２＝１／ｒ１＋１／ｒ２である。ここで、本実施形態では、プローブ導体１は、プローブ導体本体１１と可変抵抗器１２とを備えて構成されるので、プローブ導体本体１１の抵抗損失に関わる抵抗値をｒ２１とし、可変抵抗器１２の抵抗損失に関わる抵抗値をｒ２２とする場合に、ｒ２＝ｒ２１＋ｒ２２である。このような等価回路で表されるリアクトルＳＭとプローブ導体１との系の総合インピーダンスＺは、下記式１によって表される。
【００４１】
【数１】
0005603832.tif 000002
【００４２】
ここで、ｋは、ｋ２＝Ｌ２／Ｌ１であり、ωは、リアクトルＳＭに給電される交流電力の角周波数であり（ω＝２πｆ、ｆは、周波数である）、そして、ｉは、虚数単位（ｉ２＝−１）である。なお、相互インダクタンスＭは、Ｍ＝（Ｌ２×Ｌ１）１／２＝ｋ×Ｌ１である。
【００４３】
したがって、リアクトルＳＭとプローブ導体１との系の総合損失Ｐｌｏｓｓは、下記式２によって表される。
【００４４】
【数２】
0005603832.tif 000003
【００４５】
ここで、Ｖは、リアクトルＳＭに印加される電圧であり、Ｉは、リアクトルＳＭに流れる電流であり、φは、電圧Ｖと電流Ｉとの位相差である。＊は、共役であることを表し、Ｒｅ（ｘ）は、複素数ｘの実部を表す。
【００４６】
また、ｒ２１がｒ２２充分に小さい場合（ｒ２１≪ｒ２２）には、ｒ２とｒ２２とは、ほぼ等しいと近似でき（ｒ２≒ｒ２２）、ｒ２がｒ１より充分に小さい場合（ｒ２≪ｒ１）には、Ｒ２とｒ２とは、ほぼ等しいと近似できる（Ｒ２≒ｒ２）。よって、これら場合（ｒ２１≪ｒ２２、ｒ２≪ｒ１）には、Ｒ２とｒ２２とは、ほぼ等しいと近似できる（Ｒ２≒ｒ２２）。
【００４７】
前記式２の第１項は、銅損を表しており、この銅損は、この式２の第１項を見ると分かるように、プローブ導体１（本実施形態ではプローブ導体本体１１および可変抵抗器１２）に依存することなく、プローブ導体１の抵抗値ｒ２を変化させたとしても一定値である。
【００４８】
前記式２の第２項は、渦電流損を表しており、この渦電流損は、この式２の第２項を見ると分かるように、主に、給電電力の角周波数ωが一定の場合にプローブ導体１の抵抗が関与する関数であり、そして、抵抗値Ｒ２が比較的小さい値の範囲では、（１／ｋ２）×Ｒ２であり、主にプローブ導体１の抵抗に比例し、抵抗値Ｒ２が比較的大きい値の範囲では、主にプローブ導体１の抵抗に反比例している。ここで、巻線素子ＳＭを構成するコイル導体が太くて磁束線が貫くような場合では、コイル導体による渦電流損が生じる。本実施形態では、この渦電流損を充分に小さいものとし、これを無視できるものとしている。
【００４９】
そして、前記式２の第３項は、ヒステリシス損を表しており、このヒステリシス損は、給電電力の角周波数ωが一定の場合に給電電力の電流値に依存している。給電電力の電流値を０に近づけることで、ヒステリシス損が求められる。
【００５０】
したがって、総合損失Ｐｌｏｓｓは、プローブ導体１の抵抗に対し、図５および図６に実線で示すプロファイルとなる。すなわち、前記抵抗値Ｒ２が増加するに従って、総合損失Ｐｌｏｓｓは、前記抵抗値Ｒ２が充分に小さい条件（Ｒ２→０）では前記抵抗値Ｒ２に比例し、前記抵抗値Ｒ２が或る所定値ＲＣでピークとなり、その後、前記抵抗値Ｒ２が充分に大きい条件（Ｒ２→∞）では前記抵抗値Ｒ２に反比例する。すなわち、これは、上記式２の第２項に対し、総合損失Ｐｌｏｓｓは、前記抵抗値Ｒ２が充分に小さい条件（Ｒ２→０）では前記抵抗値Ｒ２に比例すると近似でき、前記抵抗値Ｒ２が充分に大きい条件（Ｒ２→∞）では前記抵抗値Ｒ２に反比例すると近似できることを意味する。前記抵抗値Ｒ２には、プローブ導体１の抵抗が関与しており、コイル導体による渦電流損に関わる抵抗値ｒ１が無視できるものとする場合に、前記プロファイルをプローブ導体の抵抗値ｒ２で見ると、プローブ導体１の抵抗の値ｒ２が増加するに従って、総合損失Ｐｌｏｓｓは、プローブ導体１の抵抗に比例し、抵抗値ｒ２が或る所定値ＲＣ２でピークとなり、その後、プローブ導体１の抵抗に反比例することになる。
【００５１】
この図５から分かるように、巻線素子ＳＭの損失を測定する際に、プローブ導体１の抵抗を比較的小さな値の範囲で変化させることができる場合には、すなわち、プローブ導体１の抵抗を、総合損失Ｐｌｏｓｓがピークとなる前記或る所定値ＲＣ（ＲＣ２）より小さな値の範囲で変化させる場合には、総合損失Ｐｌｏｓｓは、プローブ導体１の抵抗に略比例する領域で測定することになる。したがって、プローブ導体１の抵抗値ｒ２を変化させながら測定対象の巻線素子ＳＭとプローブ導体１との総合損失を複数測定した複数の測定結果を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗（厳密には前記抵抗値Ｒ２）とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフ（前記プローブ導体の抵抗変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフ）において、そのｙ切片は、銅損とヒステリシス損との和である。このため、このｙ切片の値から銅損を減算することによって、ヒステリシス損が実測される。すなわち、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗（厳密には前記抵抗値Ｒ２）とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフにおいて、そのｙ切片は、ヒステリシス損であり、前記グラフのｙ切片を求めることで、測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損が実測される。そして、ヒステリシス損は、プローブ導体１の抵抗に依存することなく、一定であるから、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）から、この求めたヒステリシス損をそれぞれ減算することで、測定対象の巻線素子ＳＭにおける渦電流損が実測される。
【００５２】
以上より、巻線素子ＳＭの損失を測定する際に、プローブ導体１の抵抗を、総合損失Ｐｌｏｓｓがピークとなる前記或る所定値ＲＣ（ＲＣ２）より小さな値の範囲で変化させる場合には、導出部３のヒステリシス損導出部３１は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフにおいて、そのｙ切片の値を求めることで、測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損を求めるものである。そして、導出部３の渦電流導出部３２は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）から、このヒステリシス損導出部３１で求めたヒステリシス損をそれぞれ減算することで、測定対象の巻線素子ＳＭにおける渦電流損を求めるものである。
【００５３】
一方、図６に示すように、巻線素子ＳＭの損失を測定する際に、プローブ導体１の抵抗を比較的大きな値の範囲で変化させることができる場合には、すなわち、プローブ導体１の抵抗を、総合損失Ｐｌｏｓｓがピークとなる前記或る所定値ＲＣ（ＲＣ２）より大きな値の範囲で変化させる場合には、総合損失Ｐｌｏｓｓは、プローブ導体１の抵抗に略反比例する領域で測定することになる。したがって、プローブ導体１の抵抗値を変化させながら測定対象の巻線素子ＳＭとプローブ導体１との総合損失を複数測定した複数の測定結果を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗の逆数（厳密には前記抵抗値Ｒ２の逆数１／Ｒ２）とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフ（前記プローブ導体の抵抗の逆数の変化に対する前記総合損失の変化を表すグラフ）において、前記グラフの直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点は、銅損とヒステリシス損との和である（後述の図７参照）。このため、この交点の値から銅損を減算することによって、ヒステリシス損が実測される。すなわち、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗の逆数とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフにおいて、プローブ導体１の抵抗の逆数が大きい部分での前記グラフの直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点は、ヒステリシス損であり、前記交点を求めることで、測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損が実測される。そして、ヒステリシス損は、プローブ導体１の抵抗に依存することなく、一定であるから、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）から、この求めたヒステリシス損をそれぞれ減算することで、測定対象の巻線素子ＳＭにおける渦電流損が実測される。
【００５４】
以上より、巻線素子ＳＭの損失を測定する際に、プローブ導体１の抵抗を、総合損失Ｐｌｏｓｓがピークとなる前記或る所定値ＲＣ（ＲＣ２）より大きな値の範囲で変化させる場合には、導出部３のヒステリシス損導出部３１は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗の逆数とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフにおいて、プローブ導体１の抵抗の逆数が大きい部分での前記グラフの直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点の値を求めることで、測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損を求めるものである。そして、導出部３の渦電流導出部３２は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）から、このヒステリシス損導出部３１で求めたヒステリシス損をそれぞれ減算することで、測定対象の巻線素子ＳＭにおける渦電流損を求めるものである。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の巻線素子損失測定装置Ｄは、ヒステリシス損と渦電流損とを分離して個別に実測することができる。
【００５６】
なお、図７において、逆数の値が比較的小さい範囲では、全損失の実測値（実線）と前記グラフの直線部分（破線）とが乖離している。これは、本解析では、無視することができるものとした巻線素子ＳＭの渦電流損が影響しているためである（ｒ２≪ｒ１が成り立たなくなっている）。ｒ２が大きくなると、ｒ２をいくら大きくしてもＲ２は、ｒ１以上にはならないので、このようなズレが生じる。このため、本実施形態では、上述したように、プローブ導体１の抵抗の逆数が大きい部分での前記グラフの直線部分が利用されており、巻線素子ＳＭの渦電流損の影響が低減され、回避されている。
【００５７】
入力部５は、例えば、測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば測定対象の巻線素子ＳＭの識別子等の損失を測定する上で必要な各種データを巻線素子損失測定装置Ｄに入力する機器であり、例えば、キーボードやマウス等である。出力部６は、入力部５から入力されたコマンドやデータ、および、巻線素子損失測定装置Ｄによって予測された損失値を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイおよびプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００５８】
次に、本実施形態の動作について説明する。測定が開始されると、巻線素子ＳＭには、所定の周波数ｆの正弦波交流電力が給電され、可変抵抗器１２が所定の第１抵抗値ｒ２２（１）に設定され、測定部２の銅損測定部２１によって巻線素子ＳＭの銅損が測定される。
【００５９】
続いて、可変抵抗器１２がこの第１抵抗値ｒ２２（１）である場合（１／Ｒ２＝１／ｒ１＋１／ｒ２（１）、ｒ２（１）＝ｒ２１＋ｒ２２（１））において、第１総合損失Ｐｌｏｓｓ１が測定部２の総合損失測定部２２によって測定される。次に、可変抵抗器１２が次の所定の第２抵抗値ｒ２２（２）に設定され、可変抵抗器１２がこの第２抵抗値ｒ２２（２）である場合（１／Ｒ２＝１／ｒ１＋１／ｒ２（２）、ｒ２（２）＝ｒ２１＋ｒ２２（２））において、第２総合損失Ｐｌｏｓｓ２が測定部２の総合損失測定部２２によって測定される。次に、可変抵抗器１２が次の所定の第３抵抗値ｒ２２（３）に設定され、可変抵抗器１２がこの第３抵抗値ｒ２２（３）である場合（１／Ｒ２＝１／ｒ１＋１／ｒ２（３）、ｒ２（３）＝ｒ２１＋ｒ２２（３））において、第３総合損失Ｐｌｏｓｓ３が測定部２の総合損失測定部２２によって測定される。このように可変抵抗器１２の抵抗値ｒ２２（ｎ）を変えながら、すなわち、プローブ導体１の抵抗値ｒ２（ｎ）（１／Ｒ２＝１／ｒ１＋１／ｒ２（ｎ）、ｒ２（ｎ）＝ｒ２１＋ｒ２２（ｎ））を変えながら順次に、複数の総合損失Ｐｌｏｓｓｎが、測定部２の総合損失測定部２２によって測定される。
【００６０】
続いて、複数の総合損失Ｐｌｏｓｓｎの測定が終了すると、導出部３のヒステリシス損導出部３１は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフにおいて、そのｙ切片の値を求めることで、測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損を求める。あるいは、複数の総合損失Ｐｌｏｓｓｎの測定が終了すると、導出部３のヒステリシス損導出部３１は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）を、ｘ軸をプローブ導体１の抵抗の逆数とし、ｙ軸を総合損失Ｐｌｏｓｓとするｘｙ座標系にプロットすることによって得られたグラフにおいて、プローブ導体１の抵抗の逆数が大きい部分での前記グラフの直線部分をｙ軸方向に延長した場合に、その延長線とｙ軸との交点の値を求めることで、測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損を求める。
【００６１】
続いて、導出部３の渦電流導出部３２は、測定部２の総合損失測定部２２で測定された複数の総合損失Ｐｌｏｓｓのそれぞれから測定部２の銅損測定部２１で測定した銅損をそれぞれ減算して得られた複数の減算結果（鉄損）から、このヒステリシス損導出部３１で求めたヒステリシス損をそれぞれさらに減算することで、測定対象の巻線素子ＳＭにおける渦電流損を求める。
【００６２】
そして、これら実測された測定対象の巻線素子ＳＭにおけるヒステリシス損と渦電流損とが導出部３によって出力部６に出力される。
【００６３】
実施形態における巻線素子損失測定装置Ｄおよびこれに実装された巻線素子損失測定方法によって実測した結果の一例が図７および図８に示されている。図７は、プローブ導体の抵抗値ｒ２の逆数（１／ｒ２）の変化に対する総合損失の変化を表すグラフの一例を示す図である。図７の横軸は、プローブ導体の抵抗値（巻線素子の渦電流損失を含む）の逆数（１／ｒ２）を表し、その縦軸は、総合損失Ｐｌｏｓｓを表す。図７において、総合損失（全損失）Ｐｌｏｓｓの測定値は、◆で示されており、銅損の測定値は、■で示されている。なお、横軸が１／Ｒ２であれば、理論通りに直線となるが、横軸が１／ｒ２であるので、ｒ２が大きい、つまり、１／ｒ２が小さい領域では、図７に示すように、直線からズレる。
【００６４】
このように動作することによって、本実施形態における巻線素子損失測定装置Ｄおよびこれに実装された巻線素子損失測定方法は、ヒステリシス損および渦電流損を分離して個別に実測することができる。
【００６５】
なお、上述の実施形態では、所定の１個の周波数ωについて各測定項目が測定されたが、互いに異なる複数の周波数ωｎについて各測定項目が測定され、それら測定結果からヒステリシス損が求められてもよい。より具体的に説明すると、まず、上記式１によって表される総合インピーダンスＺは、下記式３のように変形することができる。
Ｐｌｏｓｓ＝Ｒｅ（Ｚ（ω））＝Ｒ１＋αω＋β（１／Ｒ２）ω２      ・・・（３）
この式３の第１項Ｒ１は、銅損を表し、式３の第２項αωは、ヒステリシス損を表している。
【００６６】
ここで、この上記式３は、下記式４のように変形できる。
（Ｒｅ（Ｚ（ω））−Ｒ１）／ω＝α＋βω（１／Ｒ２）      ・・・（４）
この式４を見ると分かるように、総合損失Ｒｅ（Ｚ（ω））から銅損Ｒ１を減算して得られた減算結果（Ｒｅ（Ｚ（ω））−Ｒ１）をさらに周波数ωで除算した除算結果（（Ｒｅ（Ｚ（ω））−Ｒ１）／ω）を各座標軸とする、前記複数の周波数ωｎの個数ｎと同じ数ｎのｎ次元空間において、プローブ導体１の抵抗値ｒ２（厳密には前記抵抗値Ｒ２）を変化させる際の各抵抗値において、互いに異なる複数の周波数ωｎのそれぞれについて得られた複数の前記除算結果（（Ｒｅ（Ｚ（ω））−Ｒ１）／ωｎ）を表すグラフと、傾きが１である直線との交点の値は、αである。これは、式４において、前記抵抗値Ｒ２を無限大（∞）としていることに相当する。したがって、このαに周波数ωを乗算することによってヒステリシス損が求められる。上述したように、鉄損は、求めることができるので、この鉄損から、このように求めたヒステリシス損αωを減算することによって、渦電流損も求めることができる。
【００６７】
このように、互いに異なる複数の周波数ωｎのそれぞれについて、プローブ導体１の抵抗値ｒ２を変化させながら測定対象の巻線素子ＳＭとプローブ導体１との総合損失Ｒｅ（Ｚ（ωｋ））が複数測定され（ｋ＝１〜ｎ）、互いに異なる複数の周波数ωｎのそれぞれについてこれら複数の総合損失Ｒｅ（Ｚ（ωｋ））のそれぞれから銅損Ｒ１がそれぞれ減算され、これら複数の減算結果に基づいて測定対象の巻線素子ＳＭにおける渦電流損およびヒステリシス損のうち少なくともヒステリシス損が求められる。
【００６８】
この一例として、前記複数の周波数ωｎが２個（ｎ＝２；ｋ＝１、２）である場合を図８に示す。図８は、プローブ導体の抵抗値を変化させ、互いに異なる周波数のＲｅ（Ｚ（ω））−Ｒ／ωを各軸とした座標系にプロットしたグラフの一例を示す図である。図８は、測定の周波数が２個の周波数ω１、ω２である場合を示し、その横軸は、（（Ｒｅ（Ｚ（ω））−Ｒ１）／ω１）であり、その縦軸は、（（Ｒｅ（Ｚ（２ω））−Ｒ１）／ω２）である。
【００６９】
図８に示すように、グラフの直線部分もしくはその延長部分（破線）が、傾きが１である直線（ｙ＝ｘ、実線）と交差する交点を求めることによって前記αが求められる。
【００７０】
したがって、巻線素子ＳＭの損失を測定する際に、導出部３のヒステリシス損導出部３１は、図５を用いて説明した上述の手法および図６を用いて説明した上述の手法に代え、式４に基づく上述の手法を採用することで、巻線素子ＳＭのヒステリシス損αωを求めることができる。このため、このような手法によっても巻線素子損失測定装置Ｄおよびこれに実装された巻線素子損失測定方法は、ヒステリシス損および渦電流損を分離して個別に実測することができる。そして、この手法では、周波数ωを変えて複数の周波数ωｎで測定することによって、巻線素子ＳＭの渦電流損失ｒ１、プローブ導体１の抵抗損失ｒ２および前記抵抗値Ｒ２を用いることなく、したがってこれら損失ｒ１、ｒ２、Ｒ２を知らなくても、前記傾きが１である直線との交点αを求めることで、巻線素子ＳＭのヒステリシス損αωを求めることができる。特に、巻線素子ＳＭの渦電流損失ｒ１は、不明な場合が多く、前者の手法では、近似の有効な範囲に注意する必要があるが、この後者の手法では、この近似の有効な範囲に注意する必要が無くなるという長所がある。
【００７１】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【００７２】
Ｄ  巻線素子損失測定装置
ＳＭ  巻線素子
１  プローブ導体
２  測定部
３  導出部
１１  プローブ導体本体
１２  可変抵抗器
２１  銅損測定部
２２  総合損失測定部
３１  ヒステリシス損導出部
３２  渦電流損導出部
【図１】
0005603832.tif 000004
【図２】
0005603832.tif 000005
【図３】
0005603832.tif 000006
【図４】
0005603832.tif 000007
【図５】
0005603832.tif 000008
【図６】
0005603832.tif 000009
【図７】
0005603832.tif 000010
【図８】
0005603832.tif 000011