JP2014186025A - 電気試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルの誘導リアクタンスが層間耐圧試験の結果に干渉することを回避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、電源供給モジュールと、ケースと、電力伝送線と、共振回路モジュールとを備える電気試験装置を提供する。電源供給モジュールは試験電圧を選択的に出力するためである。ケースは電源供給モジュールを囲んで覆う。電力伝送線は、電源供給モジュールにカップリングする第一の末端と、第二の末端とを有し、試験電圧を伝送するためであり、且つ少なくとも一部がケース外に露出する。共振回路モジュールは、ケース外に露出するとともに、電力伝送線の第二の末端にカップリングし、且つ被試験装置に選択的にカップリングする少なくとも一つのキャパシタンスを有する。これにより、電気試験装置で低インダクタンス値の被試験装置を正確に試験できる。
【選択図】図１

Description

本発明は電気試験装置に関し、特に低インダクタンス値の被試験装置を測定する電気試験装置に関する。

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、インダクタやモータ、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ている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、自動化試験設備で被試験装置の層間耐圧試験を行うときに、この試験設備は、通常、被試験装置の周りに隣接して設置できず、ケーブルで試験設備と被試験装置とを接続しなければならない。被試験装置のインダクタンス値が低すぎると（即ち、業界に言われている低インダクタンス）、ケーブルの誘導リアクタンスは顕著な試験誤差を招く。実際の例を挙げていえば、インダクタンス値が約１μＨのインダクタは、１メートルのケーブルに接続されると、その共振周波数の差異が１ＭＨｚから１．５ＭＨｚに変化する可能性がある。

明らかに、この業界においては、ケーブルの誘導リアクタンスが層間耐圧試験の結果に干渉することを回避でき、特に低インダクタンスの被試験装置の層間耐圧試験を行うときにケーブルによって生じた干渉を有効的に改善できる新たな電気試験装置が必要とされている。

このことに鑑みて、本発明は、新たな回路デザインによって被試験装置が共振回路モジュールに隣接するようにし、ケーブルの誘導リアクタンスが被試験装置の共振経路に現れないようにして、ケーブルの誘導リアクタンスが層間耐圧試験の結果に干渉することを回避できる電気試験装置を提供する。

本発明の実施例は、電源供給モジュールと、ケースと、電力伝送線と、共振回路モジュールとを備える電気試験装置を提供する。電源供給モジュールは試験電圧を選択的に出力するためである。ケースは電源供給モジュールを囲んで覆う。電力伝送線は、電源供給モジュールにカップリングする第一の末端と、第二の末端とを有し、試験電圧を伝送するためであり、且つ少なくとも一部がケース外に露出する。共振回路モジュールは、ケース外に露出するとともに、電力伝送線の第二の末端にカップリングし、且つ被試験装置に選択的にカップリングする少なくとも一つのキャパシタンスを有する。

本発明の一実施形態において、電気試験装置は測定モジュールと制御モジュールとを更に含む。測定モジュールは、共振回路モジュールにカップリングし、共振回路モジュールが試験電圧を受けた時に生じた電気信号を少なくとも測定するためである。制御モジュールは、測定モジュールと電源供給モジュールとにカップリングし、電気信号に応じて電源供給モジュールが試験電圧を出力するか否かを制御する。

本発明のさらに一つの実施例は、電源供給モジュールと、電力伝送線と、共振回路モジュールとを備える電気試験装置を提供する。電源供給モジュールは試験電圧を選択的に出力するためである。電力伝送線は、電源供給モジュールにカップリングする第一の末端と、第二の末端とを有し、試験電圧を伝送するためである。共振回路モジュールは、電力伝送線の第二の末端にカップリングし、且つ被試験装置に選択的にカップリングする少なくとも一つのキャパシタンスを有する。ここで、電力伝送線の長さは５０センチメートルより大きい。

以上をまとめると、本発明の実施例が提供した電気試験装置は、電源供給モジュールと共振回路モジュールとを電力伝送線の両端に設置し、被試験装置が共振回路モジュールにくっつくという回路デザインによって、電力伝送線の誘導リアクタンスが被試験装置と共振回路モジュールの共振経路に現れないようにし、電力伝送線の誘導リアクタンスが層間耐圧試験の結果に干渉することを回避できる。

本発明の特徴及び技術内容は、以下の本発明にかか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機能ブロック図である。 本発明のさらに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。

図１を参照し、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１に示すように、電気試験装置１は、電源供給モジュール１０と、ケース１２と、電力伝送線１４と、共振回路モジュール１６とを備える。電力伝送線１４は、二つの末端１４ａ、１４ｂを有し、そのうち、末端１４ａが電源供給モジュール１０にカップリングし、末端１４ｂが共振回路モジュール１６にカップリングする。実用上には、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が必ず共振回路モジュール１６に固定して取り付けられているとは限らない。例を挙げていえば、共振回路モジュール１６は、対応する試験ステージ、冶具（jig）或いは他の適切な構造を有するとともに、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（clamp）される、或いは配設されることが可能である。被試験装置２０は低インダクタンスのインダクタ、モータ、コイル又は他のインダクタンス特性を有する電気素子であってもよい。一つの例では、被試験装置２０のインダクタンス値はおよそ１００μＨ以内であり、例えば約１μＨ、１０μＨ、５０μＨのインダクタンス値を有してもよい。

なお、共振回路モジュール１６には、少なくとも一つのキャパシタンスを有すべきであり、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１６にカップリングした後、このキャパシタンスと被試験装置２０とを一組のＬＣ共振回路（resonant circuit）とみなすべきである。例を挙げていえば、このキャパシタンスは常に被試験装置２０にカップリングするとは限らず、即ち、上記キャパシタンスは被試験装置２０にカップリングするかカップリングしないかを選択できる（選択的にカップリングする）。勿論、本実施例では、共振回路モジュール１６における回路素子は制限されておらず、共振回路モジュール１６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が共振回路モジュール１６を自由に設計できる。

電源供給モジュール１０は、ケース１２内に設置され、且つ被試験装置２０に試験電圧を選択的に提供するためである。例を挙げていえば、電源供給モジュール１０はオン又はオフ状態であることによって、試験電圧を提供する又は提供しない（即ち、選択的に提供する）。このケース１２は電源供給モジュール１０を覆うためであり、且つ共振回路モジュール１６はケース１２の外に露出し、電源供給モジュール１０を実体的構造上に共振回路モジュール１６から独立させる。例を挙げていえば、ケース１２は電源供給モジュール１０の枠体であってもよく、且つケース１２は電源供給モジュール１０を収容することに適用される。注意すべきことに、本実施例では、ケース１２のサイズと内部容量は制限されておらず、ケース１２が電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６とを同時に覆っておらず、電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６とがその構造上において明確な境界を有するようになっているのであれば、本発明に記載のケース１２の開示範囲に属する。

実用上には、電源供給モジュール１０により提供された試験電圧は０〜３ｋＶ（キロボルト）又はこれよりも高い直流電圧であってもよいが、本実施例はこれに限定されていない。例えば、電源供給モジュール１０は３．５ｋＶ、４ｋＶ、４．５ｋＶ、５ｋＶ又は他の大きさの適切な直流電圧を供給してもよい。なお、試験電圧は被試験装置２０の層間耐圧試験を行うためであり、且つこの試験電圧は電力伝送線１４を介して被試験装置２０に伝送される。一つの実施例では、電源供給モジュール１０は、別途にユーザー又は自動設備によりこの試験電圧を生成するか否かが制御されてもよい。或いは、他の一つの実施例では、電源供給モジュール１０をオフさせることなく、電源供給モジュール１０にスイッチング素子がさらに設けられ、このスイッチング素子を制御することによって、電源供給モジュール１０が試験電圧を出力するか否かを制御する。

本実施例では、電力伝送線１４は電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６とにカップリングするためにあるので、少なくとも一部の電力伝送線１４がケース１２外に露出することにより、ケース１２外の共振回路モジュール１６にカップリングする。勿論、電力伝送線１４は必ず電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６とに固定的に設けられるとは限らず、一つの例では、電力伝送線１４は、二つの末端１４ａ、１４ｂがいずれも任意に挿脱できる、或いは少なくとも一端が任意に挿脱できる。つまり、電力伝送線１４は一種の交換できる素子であってもよい。ここで、本発明では、電力伝送線１４の種類と仕様は制限されておらず、試験電圧を伝送できれば、本発明に記載の電力伝送線１４の開示範囲に属すべきである。

実際の使用からいえば、被試験装置２０を自動的に試験するために、電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６とは常に遠い距離（例えば５０センチメートル以上）を隔てているので、一定の長さの電力伝送線１４を介して、はじめて互いにカップリングできる。一つの例では、電力伝送線１４の長さは、５０センチメートル、７５センチメートル、１００センチメートル、１２５センチメートル又は他の適切な長さを選択できる。普通の試験用の電力伝送線１４が長いからこそ、電力伝送線１４の誘導リアクタンスが高くなるが、本実施例では、共振回路モジュール１６のキャパシタンスと被試験装置２０とからなるＬＣ共振回路は電力伝送線１４を経由しておらず（電力伝送線１４の誘導リアクタンスを含まない）、電気試験装置１で被試験装置２０の層間耐圧試験を更に正確に行うことができる。

注意すべきことに、本実施例に記載のケース１２は、電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６との構造上における境界を明確に説明するためのものである。しかしながら、電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６とは、既に相当な距離を隔てて、電力伝送線１４の長さが５０センチメートル、７５センチメートル、１００センチメートル、１２５センチメートル又は他の適切な長さより大きい場合に、本実施例では、電力伝送線１４の長さのみにより電源供給モジュール１０と共振回路モジュール１６との構造上における境界を説明することもでき、ケース１２を有するか否かが限定されていない。

一方、電気試験装置は測定モジュールと制御モジュールをさらに含んでもよい。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機能ブロック図である。図２に示すように、電気試験装置３は、電源供給モジュール３０と、ケース３２と、電力伝送線３４と、共振回路モジュール３６と、測定モジュール３８と、制御モジュール４０とを備える。電源供給モジュール３０、電力伝送線３４、及び共振回路モジュール３６にかかる機能と構造は上述の実施例（図１）と同じであるので、本実施例（図２）では繰り返して説明しないこととする。上述の実施例（図１）と異なるところは、測定モジュール３８が被試験装置２０の層間耐圧試験の結果を測定できるように、共振回路モジュール３６が測定モジュール３８にさらにカップリングできることである。なお、ケース３２は電源供給モジュール３０を収容するだけではなく、例えば制御モジュール４０をさらに収容することができる。

測定モジュール３８は、共振回路モジュール３０が試験電圧を受けたときに生じた電気信号を測定することに使用可能である。実用上には、測定モジュール３８は、共振回路モジュール３０と被試験装置２０とが試験電圧を受けた後の電気的応答、特に共振応答を測定できる。一つの例では、測定モジュール３８は被試験装置２０に並列カップリングでき、且つ測定モジュール３８は電圧計又は他の適切な計量器であってもよい。勿論、一つの例では、測定モジュール３８はケース３２の中に設置されてもよく、本実施例では制限されていない。

制御モジュール４０は測定モジュール３８と電源供給モジュール３０とにカップリングでき、且つ制御モジュール４０は、測定モジュール３８が測定した電気信号に応じて、電源供給モジュール３０が試験電圧を出力するか否かを制御する。実用上には、制御モジュール４０はこの電気信号から被試験装置２０が層間耐圧試験に合格したか否かを判断できる。制御モジュール２０は被試験装置２０が不良品であると判断した場合に、制御モジュール４０は電源供給モジュール３０のスイッチング素子（図２に図示していない）を制御することによって、電気試験装置３がダメージを受けないように電源供給モジュール３０に試験電圧を出力することを停止させることができる。勿論、一つの例では、制御モジュール４０はケース３２の外に設置されてもよく、本実施例では制限されていない。

図３は本発明のさらに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。図３に示すように、電気試験装置における電源供給モジュール５０は、電源５００、ダイオード５０２と５０４、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、キャパシタンスＣ２、及びスイッチング素子Ｑ１を有してもよい。電気試験装置における共振回路モジュール５４は、共振キャパシタンスとみなせるキャパシタンスＣ１を有する。言い換えれば、被試験装置２０が共振回路モジュール５４にカップリングした後、キャパシタンス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共振回路とみなすとともに、被試験装置２０と並列カップリングする測定モジュールにより電気信号を計量することができる。このことから分かるように、電力伝送線５２は試験電圧を伝送することのみに用いられ、その誘導リアクタンスが実際のＬＣ共振経路に存在することはなく、よって、電気試験装置で被試験装置２０の層間耐圧試験を正確に行うことができる。

なお、他の素子からいえば、ダイオード５０２、５０４は整流すること、及び逆流を回避することに用いられ、キャパシタンスＣ２は、電源５００により提供した電圧を充電し加圧することにより、試験電圧を生成するためである。実用上には、層間耐圧試験時の最大電流制限素子として、抵抗Ｒ３は限流抵抗であってもよい。一つの例では、電源５００は一般的な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３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、試験電圧が共振回路モジュール５４に与えられ層間耐圧試験を行えるように、電源供給モジュール５０におけるスイッチング素子Ｑ１をオンにする（turn on）ことを制御できる。注意すべきことに、本実施例では、一つの可能性のある回路の実施形態を示したが、本発明はこの回路に限定されておらず、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が必要に応じて他の類似又は均等の回路を任意に設計できる。

以上をまとめると、本発明の実施例が提供した電気試験装置は、電源供給モジュールと共振回路モジュールとを電力伝送線の両端に設置し、被試験装置が共振回路モジュールに隣接するという回路デザインによって電力伝送線の誘導リアクタンスが被試験装置と共振回路モジュールの共振経路に現れないようにし、電力伝送線の誘導リアクタンスが層間耐圧試験の結果に干渉することを回避できる。

Claims (10)

1. 試験電圧を選択的に出力するための電源供給モジュールと、
   前記電源供給モジュールを囲んで覆うケースと、
   前記電源供給モジュールにカップリングする第一の末端と、第二の末端とを有し、前記試験電圧を伝送するためであり、且つ少なくとも一部が前記ケース外に露出する電力伝送線と、
   前記ケース外に露出し、前記電力伝送線の前記第二の末端にカップリングし、且つ被試験装置に選択的にカップリングする少なくとも一つのキャパシタンスを有する共振回路モジュールと、
   を備える電気試験装置。
2. 前記共振回路モジュールにカップリングし、当該共振回路モジュールが前記試験電圧を受けたときに生じた電気信号を少なくとも測定するための測定モジュールと、
   前記測定モジュールと前記電源供給モジュールとにカップリングし、前記電気信号に応じて当該電源供給モジュールが前記試験電圧を出力するか否かを制御する制御モジュールと、
   を更に含む請求項１に記載の電気試験装置。
3. 前記試験電圧は、前記被試験装置の層間耐圧試験を行うために用いられる請求項２に記載の電気試験装置。
4. 前記電源供給モジュールは、前記試験電圧を選択的に出力するように前記制御モジュールにより制御されるスイッチング素子を有する請求項３に記載の電気試験装置。
5. 前記キャパシタンスと前記被試験装置とは共振経路を形成し、且つ当該被試験装置のインダクタンス値は１００μＨより小さい請求項１に記載の電気試験装置。
6. 試験電圧を選択的に出力するための電源供給モジュールと、
   前記電源供給モジュールにカップリングする第一の末端と、第二の末端とを有し、前記試験電圧を伝送するための電力伝送線と、
   前記電力伝送線の前記第二の末端にカップリングし、且つ被試験装置に選択的にカップリングする少なくとも一つのキャパシタンスを有する共振回路モジュールと、を備え、
   前記電力伝送線の長さが５０センチメートルより大きい電気試験装置。
7. 前記共振回路モジュールにカップリングし、当該共振回路モジュールが前記試験電圧を受けたときに生じた電気信号を少なくとも測定するための測定モジュールと、
   前記測定モジュールと前記電源供給モジュールとにカップリングし、前記電気信号に応じて当該電源供給モジュールが前記試験電圧を出力するか否かを制御する制御モジュールと、
   を更に含む請求項６に記載の電気試験装置。
8. 前記試験電圧は、前記被試験装置の層間耐圧試験を行うために用いられる請求項７に記載の電気試験装置。
9. 前記電源供給モジュールは、前記試験電圧を選択的に出力するように前記制御モジュールにより制御されるスイッチング素子を有する請求項８に記載の電気試験装置。
10. 前記キャパシタンスと前記被試験装置とは共振経路を形成し、且つ当該被試験装置のインダクタンス値は１００μＨより小さい請求項６に記載の電気試験装置。

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