JP2014186024A - 電気試験装置及び電気試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず被試験装置が既に冶具に確実に接続しているかどうかを判断し、火花放電の現象を減少できる電気試験装置を提供すること。
【解決手段】本発明の実施例は、被試験装置にカップリングするための共振回路モジュールと、第一のスイッチ素子を有し、第一のスイッチ素子がオフであるときに第一の電圧を共振回路モジュールに提供する第一の電源供給モジュールと、第一のスイッチ素子がオンであるときに第二の電圧を共振回路モジュールに提供する第二の電源供給モジュールと、少なくとも共振回路モジュールが第一の電圧を受けるときに生じた電気信号を測定するための測定モジュールと、電気信号によって第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御する制御モジュールと、を備える電気試験装置を提供する。これにより、電気試験装置は開路検査とインダクタンス測定の機能を持つことが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気試験装置及びその方法に関し、特に開路検査（open circuit check）とインダクタンス測定を兼ねている電気試験装置及び電気試験方法に関する。

科学技術の進歩に伴い、電気素子は益々多様化してきている。電気素子の品質を確保するために、一般的には、出荷前には、通常、電気素子に対する各種の検査と試験がメーカーによりなされる。例えば、インダクタ、モータ、及びコイルは普通のインダクタンス特性を有する電気素子であり、品質検査のときに、通常、層間耐圧試験（layer short test）が実施される。この層間耐圧試験は、一般的に同じ組のコイルとコイルとの間の耐圧試験を指し、既に短絡した或いは既に欠陥のできたインダクタンス特性の電気素子を探し出し、この電気素子が配設された製品が使用中に故障することを回避する。

しかしながら、層間耐圧試験を実際に行う過程において、試験対象の電気素子が試験装置に確実に接続していない状態で試験を始めると、常に火花放電の現象が生じていた。頻繁な火花放電は試験装置の使用寿命を短縮し、且つ試験対象の電気素子に接続する冶具を壊しやすい。一方では、火花放電の現象も他の電気試験の進行を妨害しやすいので、回避しなければならない妨害源とみなされる。

なお、出荷した同じロットの電気素子のうち、任意の二つの電気素子のインダクタンス値には僅かな差異が存在する可能性がある。したがって、同じ電圧で層間耐圧試験を行うと、結果として、通常、検出誤差が存在し、電気素子が故障したかどうかが正確に分からない。したがって、試験装置を壊すことを回避するとともに、電気素子のインダクタンス値を測定する誤差を減少するために、業界は開路検査とインダクタンス測定を兼ねている電気試験装置及びその方法を求める。

このことに鑑み、本発明は、層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず被試験装置が既に冶具に確実に接続しているかどうかを判断し、火花放電の現象を減少できる電気試験装置を提供する。なお、この電気試験装置は、層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず被試験装置のインダクタンス値を判断し、適当な層間耐圧試験の電圧を提供し、被試験装置のインダクタンス値の測定誤差を減少することもできる。

本発明の実施例は、被試験装置にカップリングするための共振回路モジュールと、共振回路モジュールにカップリングし、第一のスイッチ素子を有し、第一のスイッチ素子がオフであるときに第一の電圧を共振回路モジュールに提供する第一の電源供給モジュールと、共振回路モジュールにカップリングし、第一のスイッチ素子がオンであるときに第二の電圧を共振回路モジュールに提供する第二の電源供給モジュールと、共振回路モジュールにカップリングし、少なくとも共振回路モジュールが第一の電圧を受けるときに生じた電気信号を測定するための測定モジュールと、測定モジュールと第一の電源供給モジュールにカップリングし、電気信号によって第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御する制御モジュールと、を備える電気試験装置を提供する。

本発明の一実施形態において、第一の電源供給モジュールに提供される第一の電圧は被試験装置の接触検査試験を行うためのものであり、第二の電源供給モジュールに提供される第二の電圧は被試験装置の層間耐圧試験を行うためのものである。なお、制御モジュールは電気信号により被試験装置のインダクタンス値を計算するとともに、インダクタンス値が既定範囲内であるかどうかを判断する。インダクタンス値が既定範囲内であると、制御モジュールは第一のスイッチ素子をターンオンする。また、制御モジュールは第二の電源供給モジュールに更にカップリングし、且つ、第二の電源供給モジュールは第二のスイッチ素子を有し、第二のスイッチ素子は制御モジュールに制御されて第二の電圧を選択的に出力する。一方では、制御モジュールは更にインダクタンス値の大きさによって第二の電圧の大きさを対応的に調整できる。

本発明は、層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず被試験装置が既に冶具に確実に接続しているかどうかを判断し、火花放電の現象を減少できる電気試験方法を更に提供する。なお、前記電気試験方法は、層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず被試験装置のインダクタンス値を判断し、適当な層間耐圧試験の電圧を提供し、被試験装置のインダクタンス値の測定誤差を減少することもできる。

本発明の実施例は、第一のスイッチ素子がオフであるとき、第一の電圧を、被試験装置にカップリングするための共振回路モジュールに提供することと、第一のスイッチ素子がオンであるとき、第二の電圧を共振回路モジュールに提供することと、共振回路モジュールが第一の電圧を受けるときに生じた電気信号を測定することと、電気信号によって第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御することと、を備える電気試験方法を提供する。

本発明の一実施形態において、電気信号によって当該第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御することは、電気信号によって被試験装置のインダクタンス値を計算することと、インダクタンス値が既定範囲内であるかどうかを判断することと、を更に備える。インダクタンス値が既定範囲内であると、第一のスイッチ素子をターンオンする。なお、更に、インダクタンス値の大きさによって第二の電圧の大きさを対応的に調整できる。

以上をまとめると、本発明の実施例に提供される電気試験装置と方法は、高い電圧による層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず低い電圧で被試験装置が既に冶具に確実に接続しているかどうかを試験できる。したがって、本発明は、高電圧を直接に供給して意外に火花放電の現象が生じたことを回避できる。なお、前記電気試験装置と方法は、層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず被試験装置のインダクタンス値を判断することもできる。検出されたインダクタンス値の大きさによって、層間耐圧試験の電圧を対応的に調整して層間耐圧試験の誤差を減少する。

本発明の特徴及び技術内容は、以下の本発明に係る詳細な説明と添付図面を参照してさらに明らかになれるが、これらの説明と添付図面は本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲に対し何らの制限をするものではない。

本発明の一実施形態による電気試験装置を示す機能ブロック図である。 本発明の他の一実施形態による電気試験装置を示す回路模式図である。 本発明の一実施形態による電気試験方法を示すフローチャート図である。 図３に続く電気試験方法のフローチャート図である。

図１は本発明の一実施形態による電気試験装置を示す機能ブロック図である。図に示すように、電気試験装置１は、被試験装置２０にカップリングするための共振回路モジュール１０と、第一の電源供給モジュール１２と、第二の電源供給モジュール１４と、測定モジュール１６と、制御モジュール１８とを備える。電気試験装置１は単一の被試験装置２０を測定する、又は複数の被試験装置２０を一括して測定することができ、即ち、被試験装置２０は必ずしも共振回路モジュール１０に固設されているとは限らない。例を挙げて説明すると、共振回路モジュール１０は対応する試験ステージ、冶具（jig）又は他の適当な構造を有し、被試験装置２０はこの試験ステージ又は冶具の構造に挿脱可能にクランプされ、或いは配設されることが可能である。被試験装置２０はインダクタ、モータ、コイル又はインダクタンス特性を有する他の電気素子であってもよい。

なお、共振回路モジュール１０には、少なくとも一つのキャパシタを有するべきであり、インダクタンス特性を有する被試験装置２０が共振回路モジュール１０にカップリングした後、このキャパシタと被試験装置２０とは一組のＬＣ共振回路（resonant circuit）と見なされる。勿論、本実施例では、共振回路モジュール１０における回路素子は制限されず、共振回路モジュール１０が被試験装置２０と一組の共振回路を構成できれば、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は共振回路モジュール１０を自由に設計できる。

第一の電源供給モジュール１２は共振回路モジュール１０にカップリングし、第一のスイッチ素子（図１には示されていない）を有する。第一のスイッチ素子がオフであるとき、第一の電源供給モジュール１２は第一の電圧を共振回路モジュール１０に選択的に提供する。例を挙げて説明すると、第一のスイッチ素子がオフである場合に、本実施例における第一の電源供給モジュール１２はオン又はオフの状態であってもよく、この状態によって第一の電圧を提供し、又は提供しない（即ち、選択的に提供する）。実用上、第一の電源供給モジュール１２に提供される第一の電圧は約１Ｖ（ｖｏｌｔ）の交流電圧であり、被試験装置２０の接触検査試験を行うためのものである。比較すると、第一の電圧は従来の層間耐圧試験時に使用する電圧よりも遥かに小さい。即ち、電気試験装置１は被試験装置２０を試験しようとするとき、第一の電源供給モジュール１２は先ず小さい電圧で被試験装置２０が共振回路モジュール１０に確実に配設されているかどうかを試験する。実際の例で説明すると、被試験装置２０が共振回路モジュール１０に確実に配設されていなかったとしても、第一の電圧は非常に低いので、火花放電の現象が生じることにならず、試験ステージ又は冶具の損失を減少できる上に、更に、他の試験手順を妨害することを回避できる。

注意すべきことは、第一の電源供給モジュール１２は別途にユーザー又は設備によりオン又はオフが制御され、本実施例では、第一のスイッチ素子がオン又はオフであるときの第一の電源供給モジュール１２の駆動状態も制限されない。なお、第一のスイッチ素子は第一の電圧を共振回路モジュール１０にフィードするかどうかを制御するものであり、本実施例では、第一の電圧は必ずしも第一のスイッチ素子がオフであるときに出力することには制限されない。言い換えれば、第一のスイッチ素子がオンであるかどうかと第一の電源供給モジュール１２がオンであるかどうかとは必ずしも関連性があるとは限らず、したがって、第一の電源供給モジュール１２は第一の電圧を出力するかどうかを自由に選択できる。

勿論、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、第一のスイッチ素子がオンであるときに第一の電圧を出力する類似の回路を設計してもよい。したがって、第一のスイッチ素子は第一の電源供給モジュール１２が第一の電圧を出力するかどうかを制御するためのものであれば、或いは、第一のスイッチ素子は第一の電圧を共振回路モジュール１０にフィードするかどうかを制御するためのものであれば、或いは、他の均等又は類似の変化であれば、いずれも本発明の実施例に開示される範囲に属すべきである。

第二の電源供給モジュール１４は共振回路モジュール１０にカップリングする。第一のスイッチ素子がオンであるとき、第二の電源供給モジュール１４は第二の電圧を共振回路モジュール１０に選択的に提供する。例を挙げて説明すると、第一のスイッチ素子がオンであるとき、本実施例における第二の電源供給モジュール１４はオン又はオフの状態であってもよく、この状態によって第二の電圧を提供し、又は提供しない（即ち、選択的に提供する）。実用上、第二の電源供給モジュール１４に提供される第二の電圧は０〜３ｋＶ（キロボルト）又はより高い直流電圧であってもよい。例えば、第二の電源供給モジュール１４は３．５ｋＶ、４ｋＶ、４．５ｋＶ、５ｋＶ或いは他の適当な大きさの直流電圧を供給してもよい。一般的には、第二の電圧は層間耐圧試験を行うためのものである。実際の一例で説明すると、被試験装置２０は第一の電源供給モジュール１２に試験され、被試験装置２０が既に共振回路モジュール１０に正確に配設されていることを確認できた後、第一のスイッチ素子はオン状態に切り替え、第一の電圧を共振回路モジュール１０にフィードすることを停止する。これにより、本発明の実施例は、層間耐圧試験が接触検査試験の妨害を受けることを回避できる。一つの例において、第二の電源供給モジュール１４は第二のスイッチ素子（図１には示されていない）を有してもよく、第二のスイッチ素子は第二の電圧を共振回路モジュール１０に出力するかどうかを制御できる。

同様に、第二の電源供給モジュール１４はユーザー又は設備によりオン又はオフが制御されてもよく、本実施例では、第一のスイッチ素子又は第二のスイッチ素子がオン又はオフであるときの第二の電源供給モジュール１４の駆動状態は制限されない。なお、第二のスイッチ素子は第二の電圧を共振回路モジュール１０にフィードするかどうかを制御するものであり、本実施例では、第二の電圧は必ずしも第二のスイッチ素子がオン又はオフであるときに出力することは制限されない。言い換えれば、第二のスイッチ素子がオンであるかどうかと第二の電源供給モジュール１４がオンであるかどうかとは必ずしも関連性があるとは限らず、したがって、第二の電源供給モジュール１４は第二の電圧を出力するかどうかを自由に選択できる。

測定モジュール１６は共振回路モジュール１０にカップリングし、少なくとも共振回路モジュール１０が第一の電圧を受けるときに生じた電気信号を測定するためのものである。実用上、測定モジュール１６は共振回路モジュール１０と被試験装置２０とが第一の電圧又は第二の電圧を受けるときの電気応答の測定に使用可能であり、特に共振回路モジュール１０と被試験装置２０が共振を生じた電気応答の測定に用いられる。一つの例において、測定モジュール１６は被試験装置２０に並列してカップリングでき、且つ測定モジュール１６は電圧計又は他の適当な計測器であってもよい。

制御モジュール１８は少なくとも測定モジュール１６と第一の電源供給モジュール１２にカップリングし、且つ制御モジュール１８は測定モジュール１６が測定した電気信号によって第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御する。実用上、制御モジュール１８はこの電気信号により被試験装置２０のインダクタンス値を計算するとともに、このインダクタンス値が既定範囲内であるかどうかを判断できる。この既定範囲は、被試験装置２０が出荷されたときに付されるインダクタンス値を参照して一定の誤差百分率を贈減して決められることができ、誤差百分率は２０％又は他の品質要求を満たす百分率であってもよい。実際の一例で説明すると、制御モジュール１８が算出した被試験装置２０のインダクタンス値の誤差が大きすぎる（例えば、付されるインダクタンス値よりも２０％超える）場合に、制御モジュール１８は被試験装置２０が異常であることを直接に判定でき、層間耐圧試験を実行しない。逆に、制御モジュール１８が算出した被試験装置２０のインダクタンス値が既定範囲内に確実にあると、制御モジュール１８は第一のスイッチ素子をターンオンし、第一の電圧を共振回路モジュール１０にフィードすることを停止する。続いて、制御モジュール１８は第二のスイッチ素子をターンオンし、第二の電圧を共振回路モジュール１０にフィードし層間耐圧試験を行える。一つの例において、制御モジュール１８は被試験装置２０のインダクタンス値の大きさによって第二の電圧の大きさを対応的に調整できる。これにより、本発明の実施例の電気試験装置１は異なる被試験装置２０を試験しても、層間耐圧試験の正確性を維持できる。

図２は本発明の他の実施形態による電気試験装置を示す回路模式図である。図２に示すように、電気試験装置における共振回路モジュール３０は抵抗Ｒ１、Ｒ２と、キャパシタＣ１とを備え、抵抗Ｒ１は限流抵抗と見なされることができ、キャパシタＣ１は共振キャパシタと見なされることができる。言い換えれば、被試験装置２０が共振回路モジュール３０にカップリングした後、キャパシタＣ１とインダクタンス特性を有する被試験装置２０とを一組のＬＣ共振回路と見なすことができ、被試験装置２０に並列してカップリングする測定モジュール３６により電気信号を測定する。なお、電気試験装置における第一の電源供給モジュール３２は第一の電源３２０、カップリングコイル３２２と、第一のスイッチ素子Ｓ１とが備えられる。例を挙げて説明すると、第一の電源３２０は交流電圧を供給できる設備であってよい。続いて、図２から分かるように、第一のスイッチ素子Ｓ１がオフ（open）であるとき、カップリングコイル３２２の両端は電圧差（即ち、第一の電圧）を有し、且つ、カップリングコイル３２２はキャパシタＣ１に直列してカップリングする。これにより、第一のスイッチ素子Ｓ１がオフである時、第一の電圧は共振回路モジュール３０、特にキャパシタＣ１と被試験装置２０とから構成されるＬＣ共振回路にフィードされ、接触検査試験を行うことが可能である。接触検査試験が終了した後、制御モジュールは第一のスイッチ素子Ｓ１をオン（close）にするように制御するときに、カップリングコイル３２２の両端は短絡し、第一の電圧を出力することを停止し、第一の電源供給モジュール３２が次の試験に対する妨害を排除する。

電気試験装置における第二の電源供給モジュール３４は第二の電源３４０と、整流するとともに逆流を回避するためのダイオード３４２、３４４と、抵抗Ｒ３、Ｒ４と、第二の電源３４０に提供される電圧を加圧充電し、第二の電圧を生成するためのキャパシタＣ２と、第二のスイッチ素子Ｑ１とを備えられる。例を挙げて説明すると、第二の電源３４０は普通の整流回路、又は他の直流電圧を供給できる設備であってもよい。ここで、図２の電気試験装置には、制御モジュールが図示されていないが、制御モジュールは第一のスイッチ素子Ｓ１及び第二のスイッチ素子Ｑ１を制御できる。制御モジュールは第一のスイッチ素子Ｓ１をオン（close）にするように制御した後、続いて第二のスイッチ素子Ｑ１をターンオン（turn on）でき、第二の電圧を共振回路モジュール３０にフィードするようにし、層間耐圧試験を行う。

本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に本発明の実施例の電気試験装置を更に理解させるために、以下、本発明の実施例の電気試験方法を組み合わせて更に説明する。

図２、図３及び図４を併せて参照する。図３は本発明の一つの実施形態による電気試験方法を示すフローチャート図である。図４は図３に続く電気試験方法を示すフローチャート図である。図に示すように、工程Ｓ４０において、接触検査試験を行うとき、第一の電圧を共振回路モジュール３０にフィードするようにしなければならないので、先ず第一のスイッチ素子Ｓ１をオフ（open）にするべきである。続いて、工程Ｓ４２において、カップリングコイル３２２の両端が有する電圧差（即ち、第一の電圧）を共振回路モジュール３０にフィードする。工程Ｓ４４において、測定モジュール３６は共振回路モジュール３０の第一の電圧がフィードされた後の電気信号を測定する。工程Ｓ４６において、制御モジュールはこの電気信号によって被試験装置２０のインダクタンス値を算出できる。続いて、工程Ｓ４８において、制御モジュールは更に前記インダクタンス値が既定範囲（一定の誤差範囲）内であるかどうかを判断できる。被試験装置２０のインダクタンス値が既定範囲内ではないと、被試験装置２０のインダクタンス値の誤差が大きすぎることを意味し、被試験装置２０が不良品に属すべきであり、層間耐圧試験を継続できない。被試験装置２０のインダクタンス値が既定範囲内であると、続いて工程Ｓ５０において、制御モジュールは第一の電源供給モジュール３２が次の試験に対する妨害を回避するように第一のスイッチ素子Ｓ１をオン（close）にする。一言に値することは、被試験装置２０のインダクタンス値が既定範囲内であると、被試験装置２０が既に共振回路モジュール１０に正確に配設されていることを意味し、即ち、接触検査試験を通過したことが認められる。

続いて、層間耐圧試験の過程において、工程Ｓ５２において、制御モジュールは先ず第二のスイッチ素子Ｑ１をターンオン（turn on）できることが分かる。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、第二のスイッチ素子Ｑ１をオンにする前に、先ず、キャパシタＣ２が既に加圧充電がされていること、即ち、既に第二の電圧を安定して出力できることを確保すべきであることが分かる。一つの例において、制御モジュールは先に算出されたインダクタンス値によって第二の電圧の大きさを更に調整できる。続いて、工程Ｓ５４において、この第二の電圧は抵抗Ｒ１を通してキャパシタＣ１と被試験装置２０とから構成されるＬＣ共振回路にフィードされる。続いて、工程Ｓ５６において、測定モジュール３６は共振回路モジュール３０の第二の電圧がフィードされた後の電気信号を測定する。続いて、工程Ｓ５８において、制御モジュールは被試験装置２０が層間耐圧試験を通過したかどうかを判断できる。

本発明の実施例に提供される電気試験装置と方法は、高い電圧の層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず低い電圧で被試験装置が既に冶具に確実に接続しているかどうかを試験できる。したがって、本発明は、高電圧を直接に供給して意外に火花放電の現象が生じることを回避できる。なお、この電気試験装置と方法は、層間耐圧試験の手順を行う前に、先ず被試験装置のインダクタンス値を判断することもできる。検出されたインダクタンス値の大きさによって層間耐圧試験の電圧を対応的に調整し、層間耐圧試験の誤差を減少する。

Claims (10)

1. 被試験装置にカップリングするための共振回路モジュールと、
   前記共振回路モジュールにカップリングし、第一のスイッチ素子を有し、当該第一のスイッチ素子がオフであるとき、第一の電圧を当該共振回路モジュールに提供する第一の電源供給モジュールと、
   前記共振回路モジュールにカップリングし、前記第一のスイッチ素子がオンであるとき、第二の電圧を当該共振回路モジュールに提供する第二の電源供給モジュールと、
   前記共振回路モジュールにカップリングし、少なくとも当該共振回路モジュールが前記第一の電圧を受けるときに生じた電気信号を測定するための測定モジュールと、
   少なくとも前記測定モジュールと前記第一の電源供給モジュールにカップリングし、前記電気信号によって前記第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御する制御モジュールと、
   を備える電気試験装置。
2. 前記第一の電源供給モジュールに提供される前記第一の電圧は前記被試験装置の接触検査試験を行うためのものであり、前記第二の電源供給モジュールに提供される前記第二の電圧は当該被試験装置の層間耐圧試験を行うためのものである請求項１に記載の電気試験装置。
3. 前記制御モジュールは前記電気信号により前記被試験装置のインダクタンス値を計算するとともに、当該インダクタンス値が既定範囲内であるかどうかを判断し、当該インダクタンス値が当該既定範囲内であると、当該制御モジュールは前記第一のスイッチ素子をターンオンする請求項１に記載の電気試験装置。
4. 前記制御モジュールは前記第二の電源供給モジュールに更にカップリングし、且つ、当該第二の電源供給モジュールは第二のスイッチ素子を有し、当該第二のスイッチ素子は当該制御モジュールに制御されて前記第二の電圧を選択的に出力する請求項３に記載の電気試験装置。
5. 前記制御モジュールは前記第一のスイッチ素子をオンにするように制御した後、前記第二のスイッチ素子をオンにするように制御して前記第二の電圧を出力する請求項４に記載の電気試験装置。
6. 前記制御モジュールは前記インダクタンス値の大きさによって前記第二の電圧の大きさを対応的に調整する請求項４に記載の電気試験装置。
7. 第一のスイッチ素子がオフであるとき、第一の電圧を、被試験装置にカップリングするための共振回路モジュールに提供することと、
   前記第一のスイッチ素子がオンであるとき、第二の電圧を前記共振回路モジュールに提供することと、
   前記共振回路モジュールが前記第一の電圧を受けるときに生じた電気信号を測定することと、
   前記電気信号によって前記第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御することと、
   を備える電気試験方法。
8. 前記第一の電圧は前記被試験装置の接触検査試験を行うためのものであり、且つ、前記第二の電圧は当該被試験装置の層間耐圧試験を行うためのものである請求項７に記載の電気試験方法。
9. 前記電気信号によって前記第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御することは、
   前記電気信号によって前記被試験装置のインダクタンス値を計算することと、
   前記インダクタンス値が既定範囲内であるかどうかを判断することと、
   を更に備え、
   前記インダクタンス値が前記既定範囲内であると、前記第一のスイッチ素子をターンオンする請求項７に記載の電気試験方法。
10. 前記電気信号によって前記第一のスイッチ素子のオン又はオフを制御することは、
    前記インダクタンス値の大きさによって前記第二の電圧の大きさを対応的に調整することを更に備える請求項９に記載の電気試験方法。

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