(57)【要約】【課題】  回転電機の絶縁欠陥から発生する異常放電の電磁波を検出し、複数の絶縁欠陥箇所を特定するステータの絶縁検査装置を提供する。【解決手段】  電圧印加時にステータ２００から発生する電磁波を受信する電磁波受信手段１００と、前記電波受信手段１００からの信号に基づき前記ステータの異常放電部位を求める発生源検出手段１３０を備える絶縁検査装置４００において、前記電磁波受信手段１００として、ループアンテナを用いるように絶縁検査装置４００を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加時にステータから発生する電磁波を受信する電磁波受信手段と、
前記電波受信手段からの信号に基づき前記ステータの異常放電部位を求める発生源検出手段を備える絶縁検査装置において、
前記電磁波受信手段として、ループアンテナを用いたことを特徴とする絶縁検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ループアンテナが、前記ステータの周囲を軸方向に囲っていることを特徴とする絶縁検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータの放電を製造段階で検出する絶縁検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ＥＶ）やハイブリット自動車（ＨＥＶ）の駆動等に用いる回転電機は、搭載スペースが小さくなる一方で出力の向上が求められるなど、小形軽量化、高効率化、及び品質の向上が求められている。
【０００３】
回転電機の小形軽量化、高効率化については、各相のステータコイルの抵抗値低減、高占積率化、及び高密度化で対応している。
【０００４】
しかし、ステータコイルの高占積率化、高密度化は、ステータコイルの絶縁被膜（エナメル被膜等）にストレスがかかり易いため、亀裂や剥離などを生じて絶縁欠陥を招き、ステータコイルから異常放電が発生することが懸念される。また、バッテリが高電圧化傾向にあることから、高電圧のインバータサージを考慮する必要がある。
【０００５】
そこで、回転電機の製造段階において、ステータコイルの絶縁を検査する絶縁検査装置が用いられる。従来の絶縁検査装置として、減圧条件下でステータコイルの絶縁欠陥を電極とコイルとの相対的な位置関係を変化させて絶縁欠陥検出を行うものが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９３３２３号のパンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
絶縁欠陥を検出するにあたり、欠陥の有無に加えてその欠陥箇所の位置を特定することは重要である。これに対し、特許文献１のような減圧条件下で検査を行う真空放電試験機などは、検査容器内を減圧する作業時間が増加するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、電圧印加時にステータから発生する電磁波を受信する電磁波受信手段と、前記電波受信手段からの信号に基づき前記ステータの異常放電部位を求める発生源検出手段を備える絶縁検査装置において、前記電磁波受信手段として、ループアンテナを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転電機の絶縁欠陥から発生する異常放電の電磁波を検出し、複数の絶縁欠陥箇所を特定するステータの絶縁検査装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】絶縁検査装置の全体構成を示す模式図。
【図２】回転電機のステータの斜視断面図。
【図３】ループアンテナの出力信号を信号処理したグラフ。
【図４】絶縁欠陥部位を修正したステータの斜視断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図１に本発明の絶縁検査装置４００の全体構成を示す。絶縁検査装置４００は、ステータコアを囲うようなループアンテナ１００と、電圧印加部１２０とを有する。電圧印加部１２０は計測対象のステータ２００のＵ，Ｖ，Ｗ相の交流端子に接続され、ステータコイルに電圧を印加する。ループアンテナ１００がステータ２００に配置され、電圧印加により発生する電磁波を、電磁波信号として出力する。電磁波信号は、電圧印加部１２０と高電圧プローブ１０２によりオシロスコープ１１０で測定される。オシロスコープ１１０で測定された電磁波信号は、信号処理装置１３０に取込まれて処理される。
【００１３】
電圧印加部１２０としては、ＡＣ耐圧試験機を用いることができる。この場合、耐圧試験と同時に試験を行うことができる。印加電圧は部分放電開始電圧以上の電圧であることが望ましく、例えばＪＥＣで定められている２Ｅ＋１０００Ｖである。Ｅは定格電圧である。インパルス試験機を用いてもよい。
【００１４】
試験時間は例えば１分間で行い、その間にループアンテナ１００もしくはステータ２００を回転させて、ステータ２００全周をトレースし測定する。
【００１５】
ループアンテナ１００は、ステータ２００の軸方向に設けられる。ステータ２００に電圧が印加され、このステータに絶縁欠陥がある場合、異常放電が発生する。異常放電が発生すると電磁波が発生し、電磁波受信手段としてのループアンテナ１００により検出される。
【００１６】
信号処理装置１３０は、異常放電の発生源検出手段として、ループアンテナ１００からの受信信号と使用している強度レベルから、異常放電の発生源を特定する。
【００１７】
図２にステータ２００の斜視断面を示す。本実施例におけるステータ２００は、ステータコア２１０と、ステータコア２１０に巻回されたステータコイル３００を有する。ステータコア２１０には複数のスロット２２０が周方向に等間隔に設けられ、ステータコイル３００が各スロット２２０内に巻回されている。ステータコア２１０は、回転電機の軸方向に積層された複数枚の電磁鋼板から形成されている。ステータコイル３００は、絶縁被膜により絶縁された導体（銅線）から形成され、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相のコイルから構成されている。
【００１８】
ステータコイル３００は、スロット２２０に挿入される際にストレスがかかり、絶縁被膜に亀裂や剥離などが生じる場合がある。この亀裂や剥離は導体を露出させ、相間の絶縁性などを損ない、絶縁欠陥を引き起こす。
【００１９】
本実施例の絶縁検査装置４００は、ループアンテナ１００を用いてこの絶縁欠陥を検出する。図２に示すループアンテナ１００は、ステータ２００の軸長や内外径に合わせた寸法であり、ステータ２００全周を囲うように配置される。ステータコア２１０から１ｍｍ〜５ｍｍの位置にループアンテナ１００が配置されることが望ましい。
【００２０】
ループアンテナ１００としては、ステータ２００を囲うループアンテナを用いることが望ましい。通常のループアンテナではループ径が小さく、詳細な欠陥箇所調査には時間を要する。そこで、ステータコア２１０を囲うようなループ構造にすることで、検査時間を短縮し、更にステータの軸方向の内部や周方向のコイル層までの絶縁欠陥部位を特定することも可能となる。
【００２１】
ループアンテナ１００からは電磁波に対応した電圧の時間波形信号が出力され、信号処理装置１３０に送られる。信号処理装置１３０で信号を処理し、電磁波レベルを計算する。電磁波レベルが大きい場合、そのステータのスロット位置に絶縁欠陥部位があることがわかる。
【００２２】
図３は信号処理装置１３０で電圧の時間波形信号をデジタル処理した場合のグラフである。グラフの横軸がスロット位置、縦軸がレベルで表された信号を示す。ループアンテナ１００から受信した時間波形信号の発生頻度のピーク５００から、絶縁欠陥部位（図３の例では第１５スロット）を検出することができる。
【００２３】
絶縁欠陥部位を修正する場合は、絶縁欠陥部位と判断された場所に絶縁ワニスを追加して処理する。この修正の一例を図４に示す。図４では、絶縁欠陥部位に０．５ｍｍ〜２ｍｍほどの厚さの粉体ワニスによるコーティングを追加することで絶縁保護を行っている。
図４中の絶縁保護部６００がこの修正を行った部位である。絶縁保護は、絶縁テープ等の絶縁体でも同様に行える。
【００２４】
このような装置構成により、一般的な検査工程である絶縁耐力試験時に、ループアンテナを用いて絶縁欠陥部位を特定することができ、特別な工程を必要とせずに絶縁欠陥を検査できる。この絶縁耐力試験時に絶縁欠陥部位があった場合、そこから発生する異常放電を検出することにより欠陥原因を把握でき、前工程にフィードバックし信頼性の高いステータを生産することができる。
【００２５】
さらに、目視による観察が困難であるコイルの内層側にあるコイルや絶縁紙の欠陥を検出することが可能となる。
【００２６】
さらに、車検やオーバーホール時の検査として回転電機の劣化部等を確認するときに容易に劣化部位を検出することができる。劣化部位を検出した場合に、絶縁処理を追加して補修することもできる。たとえば、絶縁処理としては絶縁テープや絶縁ワニス等の処理を追加し修正することができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、製品の出荷検査として絶縁検査を行うことができる。絶縁欠陥場所に絶縁処理を施すことにより、歩留まりを向上させ、コストを低減できる。また、絶縁欠陥場所を特定できるため、製造工程上の問題を工程毎に評価できる。
これにより、ステータの絶縁性を向上させ、歩留まりを更に向上させることができる。また、複数の欠陥場所を同時に特定できるため検査時間を短縮でき、製造ライン上に絶縁検査装置を設置することができる。
【００２８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２９】
１００    ループアンテナ（電磁波受信手段）
１０２    高電圧プローブ
１１０    オシロスコープ
１２０    電圧印加部
１３０    信号処理装置（発生源検出手段）
２００    ステータ
２１０    ステータコア
２２０    スロット
３００    ステータコイル
４００    絶縁検査装置
５００    信号のピーク
６００    絶縁保護
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014081315.tif 000005
【図４】
2014081315.tif 000006