(57)【要約】【課題】交流電源に接続されて使用される被試験体内の被試験コイルの直流抵抗を活線状態で測定でき、コンパクト化やコスト低減に寄与する抵抗測定装置を提供する。【解決手段】抵抗測定装置１０は、直流定電流供給器用交流阻止器２４の１次コイル２８と巻数が等しく相互誘導によって１次コイル２８と逆相の交流電圧を生ずるように設置された直流定電流供給器用交流阻止器２４の２次コイル３０を介して被試験コイル１６に直流電流を供給するように直流定電流供給器１８が設置され、直流電圧検出器用交流阻止器２６の１次コイル３４と巻数が等しく相互誘導によって１次コイル３４と逆相の交流電圧を生ずるように設置された直流電圧検出器用交流阻止器２６の２次コイル３６を介して被試験コイル１６の両端の直流電圧を検出するように直流電圧検出器２０が設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続されて使用される被試験体の被試験コイルに直流電流を供給するための直流定電流供給器と、
前記被試験コイルの両端の直流電圧を検出するための直流電圧検出器と、
前記交流電源への直流電流の供給を阻止するために前記交流電源と前記被試験コイルとの間に介在するように設置された直流阻止用コンデンサと、
前記直流定電流供給器への交流電流の流入を阻止するための直流定電流供給器用交流阻止器と、
前記直流電圧検出器への交流電流の供給を阻止するための直流電圧検出器用交流阻止器と、を備え、
前記直流定電流供給器用交流阻止器は、前記交流電源の交流電圧が印加されるように前記直流阻止用コンデンサにおける前記交流電源が設置される側に設置された１次コイルと、前記１次コイルと巻数が等しく相互誘導によって前記１次コイルと逆相の交流電圧を生ずるように前記直流阻止用コンデンサにおける前記被試験コイルが設置される側に設置された２次コイルと、を有し、前記直流定電流供給器は前記直流定電流供給器用交流阻止器の２次コイルを介して前記被試験コイルに直流電流を供給するように設置され、
前記直流電圧検出器用交流阻止器も、前記交流電源の交流電圧が印加されるように前記直流阻止用コンデンサにおける前記交流電源が設置される側に設置された１次コイルと、前記１次コイルと巻数が等しく相互誘導によって前記１次コイルと逆相の交流電圧を生ずるように前記直流阻止用コンデンサにおける前記被試験コイルが設置される側に設置された２次コイルと、を有し、前記直流電圧検出器は前記直流電圧検出器用交流阻止器の２次コイルを介して前記被試験コイルの両端の直流電圧を検出するように設置されたことを特徴とする抵抗測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記直流定電流供給器用交流阻止器及び前記直流電圧検出器用交流阻止器が前記１次コイルを共有する構成であることを特徴とする抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電源に接続されて使用される被試験体内の被試験コイルの直流抵抗を活線状態で測定するための抵抗測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば交流モータや変圧器等の電気機器の内部温度の測定等のため、電気機器（被試験体）に交流電流を供給すると共に直流電流を重畳して供給し電気機器内の被試験コイルの抵抗を測定する手法が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
このような抵抗測定に用いられる抵抗測定装置は、交流電源に接続されて使用される被試験体の被試験コイルに直流電流を供給するための直流定電流供給器と、被試験コイルの両端の直流電圧を検出するための直流電圧検出器と、交流電源への直流電流の供給を阻止するための直流阻止用コンデンサと、直流定電流供給器への交流電流の流入を阻止するための直流定電流供給器用交流阻止器と、直流電圧検出器への交流電流の供給を阻止するための直流電圧検出器用交流阻止器と、を備えており、直流電圧検出器によって検出される電圧の値に基づいて被試験コイルの抵抗の値や温度が算出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭４８−４０４８１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「ＪＩＳハンドブック２３−１  電子III−１  部品」、日本規格協会、２０１１年６月２０日第１版発行、１５０５頁、ＪＩＳ  Ｃ−５３１１、図１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、直流定電流供給器用交流阻止器や直流電圧検出器用交流阻止器は例えばチョークコイル等のインピーダンスが高い素子を備えた複雑な構成であるため大型であると共に高コストであった。このため抵抗測定装置も大型で高コストなものとなっていた。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、交流電源に接続されて使用される被試験体の被試験コイルの直流抵抗を活線状態で測定でき、コンパクト化やコスト低減に寄与する抵抗測定装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、交流電源に接続されて使用される被試験体の被試験コイルに直流電流を供給するための直流定電流供給器と、被試験コイルの両端の直流電圧を検出するための直流電圧検出器と、交流電源への直流電流の供給を阻止するために交流電源と被試験コイルとの間に介在するように設置された直流阻止用コンデンサと、直流定電流供給器への交流電流の流入を阻止するための直流定電流供給器用交流阻止器と、直流電圧検出器への交流電流の供給を阻止するための直流電圧検出器用交流阻止器と、を備え、直流定電流供給器用交流阻止器は、交流電源の交流電圧が印加されるように直流阻止用コンデンサにおける交流電源が設置される側に設置された１次コイルと、１次コイルと巻数が等しく相互誘導によって１次コイルと逆相の交流電圧を生ずるように直流阻止用コンデンサにおける被試験コイルが設置される側に設置された２次コイルと、を有し、直流定電流供給器は直流定電流供給器用交流阻止器の２次コイルを介して被試験コイルに直流電流を供給するように設置され、直流電圧検出器用交流阻止器も、交流電源の交流電圧が印加されるように直流阻止用コンデンサにおける交流電源が設置される側に設置された１次コイルと、１次コイルと巻数が等しく相互誘導によって１次コイルと逆相の交流電圧を生ずるように直流阻止用コンデンサにおける被試験コイルが設置される側に設置された２次コイルと、を有し、直流電圧検出器は直流電圧検出器用交流阻止器の２次コイルを介して被試験コイルの両端の直流電圧を検出するように設置された抵抗測定装置により上記課題を解決したものである。
【０００９】
この抵抗測定装置は、１次コイルと巻数が等しく相互誘導によって１次コイルと逆相の交流電圧を生ずるように設置された直流定電流供給器用交流阻止器の２次コイルを介して被試験コイルに直流電流を供給するように直流定電流供給器が設置されているので直流定電流供給器は実質的に交流系から分離される。又、１次コイルと巻数が等しく相互誘導によって１次コイルと逆相の交流電圧を生ずるように設置された直流電圧検出器用交流阻止器の２次コイルを介して被試験コイルの両端の直流電圧を検出するように直流電圧検出器が設置されているので直流電圧検出器も実質的に交流系から分離される。直流定電流供給器用交流阻止器及び直流電圧検出器用交流阻止器はこのように巻数が等しい１次コイル及び２次コイルを備えた簡単な構成であり、チョークコイルのようなインピーダンスが高い大型の素子を必要としないのでコンパクト化やコスト低減に寄与する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、交流電源に接続されて使用される被試験体内の被試験コイルの直流抵抗を活線状態で測定でき、コンパクト化やコスト低減に寄与する抵抗測定装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る抵抗測定装置の要部構成を模式的に示す回路図
【図２】本発明の第２実施形態に係る抵抗測定装置の要部構成を模式的に示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示されるように本発明の第１実施形態に係る抵抗測定装置１０は、交流電源１２に接続されて使用される被試験体１４の被試験コイル１６に直流電流を供給するための直流定電流供給器１８と、被試験コイル１６の両端の直流電圧を検出するための直流電圧検出器２０と、交流電源１２への直流電流の供給を阻止するために交流電源１２と被試験コイル１６との間に介在するように設置された直流阻止用コンデンサ２２と、直流定電流供給器１８への交流電流の流入を阻止するための直流定電流供給器用交流阻止器２４と、直流電圧検出器２０への交流電流の供給を阻止するための直流電圧検出器用交流阻止器２６と、を備え、直流定電流供給器用交流阻止器２４及び直流電圧検出器用交流阻止器２６の構成に特徴を有している。他の構成については本第１実施形態の理解のために特に必要と思われないため説明を適宜省略する。
【００１３】
交流電源１２は抵抗測定装置１０の外部に備えられる電源であり、被試験体１４の被試験コイル１６の直流抵抗を測定する場合は抵抗測定装置１０を介して被試験体１４（の被試験コイル１６）に接続されるようになっている。交流電源１２の定格電圧は例えば１００Ｖ、２００Ｖ等である。
【００１４】
被試験体１４は例えば交流モータ、変圧器等の交流電気機器である。被試験コイル１６のインダクタンスは例えば１０ｍＨ〜０．１Ｈである。
【００１５】
抵抗測定装置１０は、交流電源１２に接続される第１の外部接続端子４０及び第２の外部接続端子４２と、被試験体１４の被試験コイル１６に接続される第３の外部接続端子４４及び第４の外部接続端子４６と、を備えている。
【００１６】
直流定電流供給器１８は一定の値の直流電流を供給するように構成されている。直流定電流供給器１８が供給する直流電流の値は例えば１〜１０ｍＡである。
【００１７】
直流電圧検出器２０の測定範囲は例えば０〜１．９９Ｖである。
【００１８】
直流阻止用コンデンサ２２は第１の外部接続端子４０と第３の外部接続端子４４との間に設置されている。直流阻止用コンデンサ２２の容量は例えば５００μＦ〜１．０Ｆである。
【００１９】
直流定電流供給器用交流阻止器２４は、交流電源１２の交流電圧が印加されるように直流阻止用コンデンサ２２における交流電源１２が設置される側に設置された１次コイル２８と、１次コイル２８と巻数が等しく直流阻止用コンデンサ２２における被試験コイル１６が設置される側に１次コイル２８と逆相の交流電圧を生ずるように設置された２次コイル３０と、１次コイル２８及び２次コイル３０が巻回されたコア３２と、を有している。直流定電流供給器１８は直流定電流供給器用交流阻止器２４の２次コイル３０を介して被試験コイル１６に直流電流を供給するように設置されている。
【００２０】
より詳細には、１次コイル２８は一端が第１の外部接続端子４０と直流阻止用コンデンサ２２との間に接続され他端が第２の外部接続端子４２と第４の外部接続端子４６との間に接続されている。又、２次コイル３０は一端が第３の外部接続端子４４と直流阻止用コンデンサ２２との間に接続され他端が直流定電流供給器１８の一端に接続されている。直流定電流供給器１８の他端は第２の外部接続端子４２と第４の外部接続端子４６との間に接続されている。
【００２１】
直流電圧検出器用交流阻止器２６も、交流電源１２の交流電圧が印加されるように直流阻止用コンデンサ２２における交流電源１２が設置される側に設置された１次コイル３４と、１次コイル３４と巻数が等しく直流阻止用コンデンサ２２における被試験コイル１６が設置される側に１次コイル３４と逆相の交流電圧を生ずるように設置された２次コイル３６と、１次コイル３４及び２次コイル３６が巻回されたコア３８と、を有している。直流電圧検出器２０は直流電圧検出器用交流阻止器２６の２次コイル３６を介して被試験コイル１６の両端の直流電圧を検出するように設置されている。
【００２２】
より詳細には、直流電圧検出器用交流阻止器２６の１次コイル３４も一端が第１の外部接続端子４０と直流阻止用コンデンサ２２との間に接続され他端が第２の外部接続端子４２と第４の外部接続端子４６との間に接続されている。又、直流電圧検出器用交流阻止器２６の２次コイル３６も一端が第３の外部接続端子４４と直流阻止用コンデンサ２２との間に接続され他端は直流電圧検出器２０の一端に接続されている。直流電圧検出器２０の他端は第２の外部接続端子４２と第４の外部接続端子４６との間に接続されている。
【００２３】
又、抵抗測定装置１０は、直流電圧検出器２０によって測定される電圧の値に基づいて被試験コイル１６の直流抵抗や温度を算出するための算出部（図示省略）を更に備えている。抵抗測定装置１０が測定する被試験コイル１６の温度の範囲は例えば０〜２００．０℃である。尚、抵抗測定装置１０はパーソナルコンピュータやプリンターに接続可能な構成となっており、これらに測定結果を出力するようになっていてもよい。
【００２４】
次に抵抗測定装置１０の作用について説明する。交流電源１２及び直流定電流供給器１８によって被試験コイル１６には交流電流が供給されると共に直流電流も重畳して供給され、直流電圧検出器２０によって被試験コイル１６の両端の直流電圧が測定される。この際、直流定電流供給器用交流阻止器２４の１次コイル２８には交流電源１２の交流電圧が印加され、２次コイル３０には１次コイル２８と逆相の交流電圧、即ち交流電源１２の交流電圧と逆相の交流電圧が生ずる。直流定電流供給器１８は、２次コイル３０及び直流阻止用コンデンサ２２を介して交流電源１２と接続されているので、２次コイル３０に交流電源１２の交流電圧と逆相の交流電圧が生ずることにより、交流電源１２の交流電圧は相殺される。従って、直流定電流供給器１８は実質的に交流系から分離される。又、直流電圧検出器用交流阻止器２６の１次コイル３４にも交流電源１２の交流電圧が印加され、直流電圧検出器用交流阻止器２６の２次コイル３６にも１次コイル３４と逆相の交流電圧、即ち交流電源１２の交流電圧と逆相の交流電圧が生ずる。直流電圧検出器２０は、２次コイル３６及び直流阻止用コンデンサ２２を介して交流電源１２と接続されているので、２次コイル３６に交流電源１２の交流電圧と逆相の交流電圧が生ずることにより、直流定電流供給器１８と同様に交流電源１２の交流電圧は相殺される。即ち、直流電圧検出器２０も実質的に交流系から分離される。
【００２５】
直流定電流供給器用交流阻止器２４も直流電圧検出器用交流阻止器２６も巻数が等しい１次コイル２８（３４）及び２次コイル３０（３６）を備えた簡単な構成であり、インピーダンスが高いチョークコイルのような大型の素子を必要としないのでコンパクト化やコスト低減に寄与する。
【００２６】
尚、被試験コイル１６、直流定電流供給器用交流阻止器２４の２次コイル３０、直流電圧検出器用交流阻止器２６の２次コイル３６はいずれも直流阻止用コンデンサ２２を介して交流電源１２に接続されＬ−Ｃ直列回路を構成している。各コイルのインダクタンスをＬ、直流阻止用コンデンサ２２の容量をＣ、交流電源１２の周波数に対応する角速度をωとするとＬ−Ｃ直列回路のインピーダンスはωＬ−１／ωＣとなるが、１／ωＣがωＬよりも充分に小さければ実質的に直流阻止用コンデンサ２２の影響を無視することができ、直流定電流供給器用交流阻止器２４の２次コイル３０と直流定電流供給器１８の部分、及び直流電圧検出器用交流阻止器２６の２次コイル３６と直流電圧検出器２０の部分に交流電源１２によって印加される交流電圧を２次コイル３０、３６によって相殺できる。従って、１／ωＣがωＬよりも充分に小さくなるように直流阻止用コンデンサ２２の容量、直流定電流供給器用交流阻止器２４の２次コイル３０及び直流電圧検出器用交流阻止器２６の２次コイル３６のインダクタンスを選定することが好ましい。例えば、ω＝３１４ｒａｄ／ｓｅｃ（５０Ｈｚ）、Ｌ＝０．０１Ｈ（１０ｍＨ）、Ｃ＝５×１０−４Ｆ（５００μＦ）の場合、ωＬ＝３．１４、１／ωＣ＝６．４となるが、Ｌ＝０．１Ｈの場合はωＬ＝３１．４となる。又、Ｃ＝１．０Ｆの場合は１／ωＣ＝０．００３となる。
【００２７】
尚、被試験コイル１６の直流抵抗Ｒは次のように算出される。
Ｒ＝Ｅdc／Ｉdc
Ｅdc：直流電圧検出器２０によって測定される被試験コイル１６の直流電圧
Ｉdc：直流定電流供給器１８が供給する直流電流の値
【００２８】
又、被試験コイル１６の温度は以下のように算出される。
Ｔ＝Ｔ０＋（Ｒ−Ｒ０）／αＲ０
Ｔ ：被試験コイル１６の温度測定時の温度
Ｔ０：被試験コイル１６の初期の温度
Ｒ ：被試験コイル１６の温度測定時の直流抵抗
Ｒ０：被試験コイル１６の初期の直流抵抗
α ：被試験コイル１６の材料の温度係数
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。前記第１実施形態に係る抵抗測定装置１０では直流定電流供給器用交流阻止器２４が１次コイル２８及び２次コイル３０を備え、直流電圧検出器用交流阻止器２６も１次コイル３４及び２次コイル３６を備えていたのに対し、本第２実施形態に係る抵抗測定装置５０は、直流定電流供給器用交流阻止器５２及び直流電圧検出器用交流阻止器５４が１つの１次コイル２８を共有する構成であることを特徴としている。尚、直流定電流供給器用交流阻止器５２及び直流電圧検出器用交流阻止器５４はコア５６も共有している。一方、２次コイル３０、３６は共有されていない。他の構成については前記第１実施形態に係る抵抗測定装置１０と同様であるので同様の構成については図１と同一符号を付することとして説明を適宜省略する。
【００３０】
このように直流定電流供給器用交流阻止器５２及び直流電圧検出器用交流阻止器５４が１次コイル２８やコア５６を共有することで更なるコンパクト化やコスト低減が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、交流電源に接続されて使用される例えば交流モータや変圧器等の被試験体内の被試験コイルの直流抵抗を活線状態で測定するための抵抗測定装置に利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１０、５０…抵抗測定装置
１２…交流電源
１４…被試験体
１６…被試験コイル
１８…直流定電流供給器
２０…直流電圧検出器
２２…直流阻止用コンデンサ
２４、５２…直流定電流供給器用交流阻止器
２６、５４…直流電圧検出器用交流阻止器
２８、３４…１次コイル
３０、３６…２次コイル
３２、３８、５６…コア
４０…第１の外部接続端子
４２…第２の外部接続端子
４４…第３の外部接続端子
４６…第４の外部接続端子
【図１】
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【図２】
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