JP2023123087A - Test device, and test method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試験装置および試験方法に関し、例えば、電動機および発電機等の回転機や変圧器等の、巻線(コイル)により構成される製品および部品の巻線の特性を測定するための試験装置および試験方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a test apparatus and test method, for example, a test for measuring the characteristics of windings of products and parts composed of windings (coils), such as rotating machines such as electric motors and generators, and transformers. Apparatus and test method.
従来、電動機および発電機等の回転機の巻線の特性を測定するための試験装置として、試験対象の巻線にインパルス電圧を印加したときの電圧の変化に基づいて、当該巻線と試験装置の内部回路とから構成される等価回路におけるインダクタンスLとキャパシタンスCの乗算値LC(LC値)とレジスタンス(抵抗値)RおよびキャパシタンスCの乗算値RC(RC値)を算出するインパルス巻線試験装置が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, as a test device for measuring the characteristics of the windings of rotating machines such as electric motors and generators, based on the change in voltage when an impulse voltage is applied to the windings to be tested, the windings and the testing device Impulse winding test device for calculating multiplication value LC (LC value) of inductance L and capacitance C and multiplication value RC (RC value) of resistance (resistance value) R and capacitance C in an equivalent circuit composed of the internal circuit of is known (see Patent Document 1).
特許文献1に代表される従来のインパルス巻線試験装置は、試験対象の巻線に関する各パラメータ(インダクタンスL、キャパシタンスC、および抵抗値R)の乗算値であるLC値およびRC値を算出できるが、各パラメータを個別に算出することはできない。
A conventional impulse winding test apparatus represented by
また、一般に、試験対象の巻線に磁気飽和が発生した場合、巻線のインダクタンス等のパラメータが変化する。しかしながら、従来のインパルス巻線試験装置は、磁気飽和が発生した場合に、巻線に関するパラメータを正確に算出できない。 Further, generally, when magnetic saturation occurs in a winding to be tested, parameters such as the inductance of the winding change. However, the conventional impulse winding test apparatus cannot accurately calculate parameters related to windings when magnetic saturation occurs.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、磁気飽和が発生した場合であっても試験対象の巻線の特性の変化を解析できるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems described above, and an object of the present invention is to enable analysis of changes in the characteristics of a winding to be tested even when magnetic saturation occurs.
本発明の代表的な実施の形態に係る試験装置は、試験対象の巻線の一方の端子が接続される第1外部端子と、前記巻線の他方の端子が接続される第2外部端子と、一端が前記第2外部端子に接続されたインパルス電圧印加用キャパシタと、前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に接続されたスイッチと、前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に前記スイッチと直列に接続された電流制限抵抗と、試験開始の指示に応じて前記スイッチをオンする指示入力部と、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間の第1電圧と、前記インパルス電圧印加用キャパシタの両端の第2電圧とを測定する測定部と、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続されたインダクタ、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続されたキャパシタ、および前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に前記等価インダクタと直列に接続された抵抗によって前記巻線を等価的に表したときの、前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗の少なくとも一つの値の時間的な変化を、前記測定部によって測定した前記第1電圧および前記第2電圧の測定値に基づいて算出するパラメータ算出部と、前記測定部よって測定された、前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値を含む測定値情報と前記等価キャパシタの値を記憶する記憶部と、を有し、前記パラメータ算出部は、前記記憶部に記憶されている、前記スイッチがオンしてから前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗に基づく共振が開始されるまでの間の所定の期間における単位時間毎の前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値と、前記記憶部に記憶されている前記等価キャパシタの値とを用いて、前記所定の期間における、前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗と、前記インパルス電圧印加用キャパシタと、前記電流制限抵抗とによって構成される等価回路における前記第1電圧の過渡応答の方程式および前記第2電圧の過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、前記等価インダクタおよび前記等価抵抗の少なくとも一つの前記単位時間毎の値を算出することを特徴とする。 A test apparatus according to a representative embodiment of the present invention includes a first external terminal to which one terminal of a winding to be tested is connected, and a second external terminal to which the other terminal of the winding is connected. an impulse voltage applying capacitor having one end connected to the second external terminal, a switch connected between the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal, and the impulse voltage applying capacitor a current limiting resistor connected in series with the switch between the other end of the first external terminal and the first external terminal; an instruction input unit for turning on the switch in response to an instruction to start testing; a measuring unit for measuring a first voltage between the second external terminal and a second voltage across the impulse voltage applying capacitor; and a measuring unit connected between the first external terminal and the second external terminal. a capacitor connected between the first external terminal and the second external terminal; and a resistor connected in series with the equivalent inductor between the first external terminal and the second external terminal. The first voltage and the second voltage measured by the measurement unit are the temporal changes in the value of at least one of the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance when the windings are equivalently represented. A parameter calculation unit that calculates based on the measured value of the voltage, and memorizes measured value information including the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage and the value of the equivalent capacitor, which are measured by the measuring unit. and a storage unit, wherein the parameter calculation unit calculates resonance based on the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance of the winding after the switch is turned on, which is stored in the storage unit. Using the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage for each unit time in a predetermined period until the start of and the value of the equivalent capacitor stored in the storage unit , the first voltage in an equivalent circuit composed of the equivalent inductor, equivalent capacitor, and equivalent resistance of the winding, the impulse voltage applying capacitor, and the current limiting resistor during the predetermined period The value of at least one of the equivalent inductor and the equivalent resistance for each unit time is calculated by performing regression analysis based on a transient response equation and a transient response equation of the second voltage.
本発明に係る試験装置によれば、磁気飽和が発生した場合であっても試験対象の巻線の特性の変化を解析することが可能となる。 According to the test apparatus according to the present invention, it is possible to analyze changes in the characteristics of the winding to be tested even when magnetic saturation occurs.
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
1. Outline of Embodiment First, an outline of a representative embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. In the following description, as an example, reference numerals on the drawings corresponding to constituent elements of the invention are described with parentheses.
〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係る試験装置(1)は、試験対象の巻線(11)の一方の端子が接続される第1外部端子(T1)と、前記巻線の他方の端子が接続される第2外部端子(T2)と、一端が前記第2外部端子に接続されたインパルス電圧印加用キャパシタ(Cs)と、前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に接続されたスイッチ(SW)と、前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に前記スイッチと直列に接続された電流制限抵抗(Rs)と、試験開始の指示に応じて前記スイッチをオンする指示入力部(3)と、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間の第1電圧(Vcd)と、前記インパルス電圧印加用キャパシタの両端の第2電圧(Vcs)とを測定する測定部(4)と、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価インダクタ(Ld)、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価キャパシタ(Cd)、および前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に前記等価インダクタと直列に接続された等価抵抗(Rd)によって前記巻線を等価的に表したときの、前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗の少なくとも一つの値の時間的な変化を、前記測定部によって測定した前記第1電圧および前記第2電圧の測定値に基づいて算出するパラメータ算出部(5)と、前記測定部によって測定された、前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値を含む測定値情報と前記等価キャパシタの値とを記憶する記憶部と、を有し、前記パラメータ算出部は、前記記憶部に記憶されている、前記スイッチがオンしてから前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗に基づく共振が開始されるまでの間の所定の期間(Ta)における単位時間毎の前記第1電圧(Vcd)の測定値および前記第2電圧(Vcs)の測定値と、前記記憶部に記憶されている前記等価キャパシタの値とを用いて、前記所定の期間における、前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗と前記インパルス電圧印加用キャパシタおよび前記電流制限抵抗とによって構成される等価回路における前記第1電圧の過渡応答の方程式および前記第2電圧の過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、前記等価インダクタおよび前記等価抵抗の少なくとも一つの前記単位時間毎の値を算出することを特徴とする。 [1] A test apparatus (1) according to a representative embodiment of the present invention includes a first external terminal (T1) to which one terminal of a winding (11) to be tested is connected, and a second external terminal (T2) to which the other terminal is connected; an impulse voltage applying capacitor (Cs) whose one end is connected to the second external terminal; the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first a switch (SW) connected between an external terminal and a current limiting resistor (Rs) connected in series with the switch between the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal; an instruction input section (3) for turning on the switch in response to an instruction to start testing; a first voltage (Vcd) between the first external terminal and the second external terminal; A measuring unit (4) for measuring a second voltage (Vcs) across both ends, an equivalent inductor (Ld) connected between the first external terminal and the second external terminal, the first external terminal and the The winding by an equivalent capacitor (Cd) connected between the second external terminal and an equivalent resistance (Rd) connected in series with the equivalent inductor between the first external terminal and the second external terminal When the line is equivalently represented, the change in the value of at least one of the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance over time is measured by the measuring unit between the first voltage and the second voltage. a parameter calculator (5) for calculating based on the measured values; measured value information including the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage, and the value of the equivalent capacitor, which are measured by the measuring unit; and a storage unit that stores the value of the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance of the winding after the switch is turned on, which is stored in the storage unit. The measured value of the first voltage (Vcd) and the measured value of the second voltage (Vcs) for each unit time in a predetermined period (Ta) until the resonance based on the voltage is started, and the measured value of the second voltage (Vcs) stored in the storage unit configured by the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance of the winding, the impulse voltage applying capacitor, and the current limiting resistor in the predetermined period By performing regression analysis based on the equation of the transient response of the first voltage and the equation of the transient response of the second voltage in the equivalent circuit, the value per unit time of at least one of the equivalent inductor and the equivalent resistance It is characterized by calculating.
〔2〕上記〔1〕に記載の試験装置において、前記等価インダクタの値をLd、前記等価キャパシタの値をCd、前記等価抵抗の値をRd、前記インパルス電圧印加用キャパシタの値をCs、前記電流制限抵抗の値をRs、前記第1電圧をVcd、前記第2電圧をVcs、時間をtとしたとき、前記第1電圧の過渡応答の方程式は、後述する式(9)で表され、前記第2電圧の過渡応答の方程式は、後述する式(10)で表されてもよい。 [2] In the test apparatus described in [1] above, the value of the equivalent inductor is Ld, the value of the equivalent capacitor is Cd, the value of the equivalent resistance is Rd, the value of the impulse voltage applying capacitor is Cs, and the When the value of the current limiting resistor is Rs, the first voltage is Vcd, the second voltage is Vcs, and the time is t, the transient response equation of the first voltage is expressed by Equation (9) described later, A transient response equation of the second voltage may be represented by Equation (10) described below.
〔3〕上記〔1〕または〔2〕に記載の試験装置において、前記パラメータ算出部は、前記スイッチがオンした直後の前記第1電圧が上昇している期間のうち前記等価インダクタに流れる電流がゼロであるとみなせる第1期間(Tb)における、前記第1電圧の測定値と前記第2電圧の測定値とに基づいて、前記等価キャパシタの値を算出し、前記記憶部に記憶してもよい。 [3] In the test apparatus described in [1] or [2] above, the parameter calculation unit determines whether the current flowing through the equivalent inductor is Based on the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage in the first period (Tb) that can be regarded as zero, the value of the equivalent capacitor may be calculated and stored in the storage unit. good.
〔4〕上記〔3〕に記載の試験装置において、前記パラメータ算出部は、単位時間(h)における前記第1電圧の測定値と前記第2電圧の測定値とによって表される、前記単位時間における前記等価キャパシタの電荷の変化量(Qd)と前記単位時間における前記第1電圧の変化量(Vd)との関係式に基づいて、前記等価キャパシタの値を算出してもよい。 [4] In the test apparatus described in [3] above, the parameter calculator calculates the unit time (h) represented by the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage. The value of the equivalent capacitor may be calculated based on a relational expression between the change amount (Qd) of the electric charge of the equivalent capacitor in the above and the change amount (Vd) of the first voltage in the unit time.
〔5〕上記〔4〕に記載の試験装置において、前記第1期間における時刻aにおける前記第2電圧の測定値をVcs|t=a、前記時刻aにおける前記第1電圧の測定値をVcd|t=a、前記時刻aよりも前記単位時間hだけ進んだ時刻a+hにおける前記第2電圧の測定値をVcs|t=a+h、前記時刻a+hにおける前記第1電圧の測定値をVcd|t=a+h、前記電流制限抵抗の値をRs、前記等価キャパシタの値をCdとしたとき、前記パラメータ算出部は、下記式(8)に基づいて前記単位時間毎の前記等価キャパシタの値を算出してもよい。 [5] In the test apparatus described in [4] above, the measured value of the second voltage at time a in the first period is Vcs|t=a, and the measured value of the first voltage at time a is Vcd| t=a, the measured value of the second voltage at time a+h, which is ahead of time a by the unit time h, is Vcs|t=a+h, and the measured value of the first voltage at time a+h is Vcd|t=a+h , where Rs is the value of the current-limiting resistor and Cd is the value of the equivalent capacitor, the parameter calculator calculates the value of the equivalent capacitor for each unit time based on the following equation (8): good.
〔6〕上記〔3〕乃至〔5〕の何れかに記載の試験装置において、前記測定部は、前記単位時間(h)毎に前記第1電圧と前記第2電圧とをサンプリングし、前記パラメータ算出部は、前記測定部によってサンプリングされた前記第1電圧の測定値と前記第2電圧の測定値とを含むサンプリングデータを取得し、互いに隣り合う2つのサンプリングポイントの前記サンプリングデータを一組とするデータ対毎に、前記等価キャパシタの値を算出してもよい。 [6] In the test apparatus according to any one of [3] to [5] above, the measurement unit samples the first voltage and the second voltage every unit time (h), and determines the parameter The calculator acquires sampling data including the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage sampled by the measuring unit, and calculates a set of the sampling data of two sampling points adjacent to each other. The value of the equivalent capacitor may be calculated for each data pair.
〔7〕上記〔3〕乃至〔6〕の何れかに記載の試験装置において、前記第1期間(Tb)は、前記第1電圧が上昇している期間のうち、前記スイッチをオンした直後の所定の期間(Tx1)と、前記第1電圧が前記第1電圧の最大値に到達する直前の所定の期間(Tx2)とを除いた期間であってもよい。 [7] In the test apparatus according to any one of [3] to [6] above, the first period (Tb) is the period immediately after the switch is turned on during the period in which the first voltage is rising. It may be a period other than the predetermined period (Tx1) and the predetermined period (Tx2) immediately before the first voltage reaches the maximum value of the first voltage.
〔8〕上記〔7〕に記載の試験装置において、前記第1期間(Tb)は、前記第1電圧の測定値が前記第1電圧の最大値のα(0≦α<100)%となる時刻から、前記第1電圧の測定値が前記第1電圧の最大値のβ(α<β≦100)%となる時刻までの期間であってもよい。 [8] In the test apparatus described in [7] above, the measured value of the first voltage is α (0≦α<100)% of the maximum value of the first voltage during the first period (Tb). It may be a period from time to time when the measured value of the first voltage is β (α<β≦100)% of the maximum value of the first voltage.
〔9〕上記〔1〕乃至〔8〕の何れかに記載の試験装置において、前記パラメータ算出部によって算出された前記等価キャパシタ、前記等価インダクタ、および前記等価抵抗の少なくとも1つの値の時間的な変化を示す波形データを生成する波形生成部(6)と、前記波形データに基づく波形を表示する表示部(7)と、を更に有していてもよい。 [9] In the test apparatus according to any one of [1] to [8] above, the value of at least one of the equivalent capacitor, the equivalent inductor, and the equivalent resistance calculated by the parameter calculator is temporally It may further include a waveform generation section (6) that generates waveform data showing a change, and a display section (7) that displays a waveform based on the waveform data.
〔10〕上記〔9〕に記載の試験装置において、前記表示部は、前記等価インダクタの値の逆数(1/Ld)の時間的な変化を示す波形を表示してもよい。 [10] In the test apparatus described in [9] above, the display section may display a waveform representing a temporal change in the reciprocal (1/Ld) of the equivalent inductor value.
〔11〕上記〔9〕または〔10〕に記載の試験装置において、前記表示部は、前記等価抵抗の値を前記等価インダクタの値で除算した値(Rd/Ld)の時間的な変化を示す波形を表示してもよい。 [11] In the test apparatus described in [9] or [10] above, the display section indicates a temporal change in a value (Rd/Ld) obtained by dividing the equivalent resistance value by the equivalent inductor value. A waveform may be displayed.
〔12〕本発明の代表的な実施の形態に係る方法は、試験対象の巻線(11)の一方の端子が接続される第1外部端子(T1)と、前記巻線の他方の端子が接続される第2外部端子(T2)と、一端が前記第2外部端子に接続されたインパルス電圧印加用キャパシタ(Cs)と、前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に接続されたスイッチ(SW)と、前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に前記スイッチと直列に接続された電流制限抵抗(Rs)とを備えた試験装置(1)を用いた試験方法である。当該試験方法は、前記スイッチをオンする第1ステップ(S4)と、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間の第1電圧(Vcd)および前記インパルス電圧印加用キャパシタの両端の第2電圧(Vcs)を測定する第2ステップ(S5)と、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価インダクタ(Ld)、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価キャパシタ(Cd)、および前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に前記等価インダクタと直列に接続された等価抵抗(Rd)によって前記巻線を等価的に表したときの、前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗の少なくとも一つの値の時間的な変化を、前記第2ステップにおいて測定した前記第1電圧の測定値と前記第2電圧の測定値とに基づいて算出する第3ステップ(S7,S8)と、を含み、前記第3ステップは、前記スイッチがオンしてから前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗に基づく共振が開始されるまでの間の所定の期間における単位時間毎の前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値と、前記試験装置に記憶されている前記等価キャパシタの値とを用いて、前記所定の期間における、前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗と、前記インパルス電圧印加用キャパシタと、前記電流制限抵抗とによって構成される等価回路における前記第1電圧の過渡応答の方程式および前記第2電圧の過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、前記等価インダクタおよび前記等価抵抗の少なくとも一つの前記単位時間毎の値を算出することを特徴とする。 [12] A method according to a representative embodiment of the present invention comprises: a first external terminal (T1) to which one terminal of a winding (11) to be tested is connected; a connected second external terminal (T2), an impulse voltage applying capacitor (Cs) one end of which is connected to the second external terminal, the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal and a current limiting resistor (Rs) connected in series with the switch between the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal. It is a test method using (1). The test method includes a first step (S4) of turning on the switch, a first voltage (Vcd) between the first external terminal and the second external terminal, and a second voltage across the impulse voltage applying capacitor. 2 a second step (S5) of measuring a voltage (Vcs), an equivalent inductor (Ld) connected between the first external terminal and the second external terminal, the first external terminal and the second external terminal, and an equivalent resistance (Rd) connected in series with the equivalent inductor between the first external terminal and the second external terminal. the measured value of the first voltage measured in the second step and the second voltage and a third step (S7, S8) of calculating based on the measured values of and the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent The measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage for each unit time in a predetermined period until the resistance-based resonance starts, and the value of the equivalent capacitor stored in the test device. in the equivalent circuit composed of the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance of the winding, the impulse voltage applying capacitor, and the current limiting resistor during the predetermined period. The value per unit time of at least one of the equivalent inductor and the equivalent resistance is calculated by performing regression analysis based on the transient response equation of the first voltage and the transient response equation of the second voltage. and
2.実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。
2. Specific Examples of Embodiments Specific examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る試験装置1の構成を示す図である。
図1に示す試験装置1は、例えば、電動機および発電機等の回転機や変圧器等の電気機器を構成する巻線(コイル)の特性を測定する装置である。例えば、試験装置1は、試験対象の巻線にインパルス電圧を印加したときの電圧の変化に基づいて、試験対象の巻線に関するパラメータであるインダクタ、キャパシタ、および抵抗の夫々の値を算出するインパルス巻線試験装置である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a
A
図1に示すように、試験装置1は、外部端子T1,T2、インパルス電圧発生回路2、指示入力部3、測定部4、パラメータ算出部5、波形生成部6、表示部7、および記憶部8を有する。
As shown in FIG. 1, the
外部端子T1,T2は、試験対象物(DUT:Device Under Test)としての巻線11を接続するための端子である。例えば、外部端子T1には、巻線11の一方の端子が接続され、外部端子T2には、巻線11の他方の端子が接続される。
The external terminals T1 and T2 are terminals for connecting
インパルス電圧発生回路2は、外部端子T1,T2間に接続された試験対象の巻線11に対して所望のインパルス電圧を印加するための回路である。インパルス電圧発生回路2は、例えば、インパルス電圧印加用キャパシタCs、スイッチSW、電流制限抵抗Rs、および整流素子Dを有する。
The impulse
インパルス電圧印加用キャパシタCsは、インパルス電圧Eを発生させるための電荷を充電するキャパシタである。インパルス電圧印加用キャパシタCsの一端は、外部端子T2に接続されている。 The impulse voltage application capacitor Cs is a capacitor that charges an electric charge for generating the impulse voltage E. As shown in FIG. One end of the impulse voltage applying capacitor Cs is connected to the external terminal T2.
スイッチSWは、インパルス電圧Eの出力の可否を切り替えるための素子である。スイッチSWは、例えば、パワートランジスタやサイリスタ等の半導体素子によって実現されている。スイッチSWは、インパルス電圧印加用キャパシタCsの他端と外部端子T1との間に接続されている。 The switch SW is an element for switching whether to output the impulse voltage E or not. The switch SW is realized by, for example, a semiconductor element such as a power transistor or a thyristor. The switch SW is connected between the other end of the impulse voltage applying capacitor Cs and the external terminal T1.
電流制限抵抗Rsは、インパルス電圧印加用キャパシタCsを放電したときに、外部端子T1から試験対象の巻線11に流れる電流を制限するための素子である。電流制限抵抗Rsは、インパルス電圧印加用キャパシタCsの他端と外部端子T1との間にスイッチSWと直列に接続されている。 The current limiting resistor Rs is an element for limiting the current flowing from the external terminal T1 to the winding 11 under test when the impulse voltage applying capacitor Cs is discharged. The current limiting resistor Rs is connected in series with the switch SW between the other end of the impulse voltage applying capacitor Cs and the external terminal T1.
整流素子Dは、インパルス電圧印加用キャパシタCs側から外部端子T1側への電流を通過させ、外部端子T1側からインパルス電圧印加用キャパシタCs側への電流を遮断する素子である。整流素子Dは、例えば、ダイオードである。なお、以下の説明において、整流素子Dを「逆流防止ダイオードD」とも表記する。 The rectifying element D is an element that passes a current from the impulse voltage applying capacitor Cs side to the external terminal T1 side and cuts off a current from the external terminal T1 side to the impulse voltage applying capacitor Cs side. The rectifying element D is, for example, a diode. In addition, in the following description, the rectifying element D is also written as "backflow prevention diode D."
逆流防止ダイオードDは、インパルス電圧印加用キャパシタCsの他端と外部端子T1との間にスイッチSWおよび電流制限抵抗Rsと直列に接続されている。例えば、逆流防止ダイオードDのアノード電極が電流制限抵抗Rsの一端に接続され、逆流防止ダイオードDのカソード電極が外部端子T1に接続されている。 The backflow prevention diode D is connected in series with the switch SW and the current limiting resistor Rs between the other end of the impulse voltage applying capacitor Cs and the external terminal T1. For example, the anode electrode of the backflow prevention diode D is connected to one end of the current limiting resistor Rs, and the cathode electrode of the backflow prevention diode D is connected to the external terminal T1.
インパルス電圧発生回路2は、指示入力部3からの指示に応じて、インパルス電圧Eを、スイッチSWを介して電流制限抵抗Rsの一端と外部端子T2との間に出力する。
例えば、先ず、インパルス電圧発生回路2は、インパルス電圧印加用キャパシタCsの電圧がインパルス電圧Eとなるように、図示されていない直流電源によってインパルス電圧印加用キャパシタCsを充電する。次に、インパルス電圧発生回路2は、指示入力部3からの指示に応じて、スイッチSWをオンさせる。これにより、インパルス電圧印加用キャパシタCsに充電されていた電荷が電流制限抵抗Rsおよび逆流防止ダイオードDを通って放電され、外部端子T1,T2間に電圧Vcdが発生する。
The impulse
For example, first, the impulse
指示入力部3は、試験装置1に対する指示を受け付ける機能部である。指示入力部3は、例えば、ユーザによる試験装置1への操作を受け付ける操作ボタン、タッチパネル等の入力インターフェース装置と、CPUによるプログラム処理とによって実現されている。指示入力部3は、ユーザによってインパルス電圧Eの値や後述する測定部4のサンプリング周波数等の試験条件が入力された場合に、それらの入力値を記憶部8に記憶することにより、試験装置1に試験条件を設定する。また、指示入力部3は、ユーザによる試験開始の指示の入力に応じて、インパルス電圧発生回路2のスイッチSWをオンする。
The
測定部4は、外部端子T1と外部端子T2との間に接続された巻線11に電圧を印加したときの電圧等の物理量を測定する機能部である。具体的に、測定部4は、外部端子T1と外部端子T2との間の電圧Vcd(第1電圧)と、インパルス電圧印加用キャパシタCsの両端の電圧Vcs(第2電圧)とを測定する。例えば、測定部4は、スイッチSWと電流制限抵抗Rsとが接続されるノードと外部端子T2との間の電圧を、電圧Vcsとして測定する。
The measuring
例えば、測定部4は、公知の電圧検出回路および電流検出回路と、電圧検出回路および電流検出回路によって検出された電圧および電流を所定のサンプリング周期でサンプリングし、デジタル信号に変換するA/D変換回路とを含む。
For example, the
測定部4は、電圧Vcdの測定値および電圧Vcsの測定値を含む測定値情報81を記憶部8に記憶する。例えば、測定部4は、電圧Vcdおよび電圧Vcsを所定のサンプリング周期でサンプリングすることにより、電圧Vcdおよび電圧Vcsの測定値(サンプリングデータ)の時系列データを取得し、測定値情報81として記憶部8に記憶する。
なお、測定部4による電圧Vcsの測定方法は、スイッチSWと電流制限抵抗Rsが接続されるノードと外部端子T2との間の電圧を電圧検出回路によって直接測定する方法に限定されない。例えば、測定部4は、外部端子T1に流れる電流、すなわち電流制限抵抗Rsに流れる電流Irsを電流検出回路によって検出し、電流Irsの測定値と電圧Vcdの測定値に基づいて、電圧Vcsの測定値を算出してもよい(Vcs=Vcd+Rs×Irs)。あるいは、測定部4は、電流制限抵抗Rsの両端の電圧Vrsを電圧検出回路によって測定し、電圧Vrsの測定値と電圧Vcdの測定値とに基づいて、電圧Vcsの測定値を算出してもよい(Vcs=Vcd+Vrs)。
Note that the method of measuring the voltage Vcs by the measuring
パラメータ算出部5は、試験対象の巻線11に関するパラメータとしての等価キャパシタCd、等価インダクタLd、および等価抵抗Rdの夫々の値を算出する機能部である。波形生成部6は、試験対象の巻線11に関する電圧および電流等の特性を示す各種波形のデータを生成するための機能部である。なお、パラメータ算出部5および波形生成部6の詳細な機能については後述する。
The
記憶部8は、試験装置1がインパルス巻線試験装置として機能するためのプログラムや各種パラメータ、試験対象の巻線11の試験結果等を記憶するための機能部である。
The storage unit 8 is a functional unit for storing programs and various parameters for the
ここで、パラメータ算出部5、波形生成部6、および記憶部8は、例えば、プログラム処理装置によって実現されている。プログラム処理装置は、例えば、CPU等のプロセッサと、RAM、ROM等の各種記憶装置と、カウンタ(タイマ)、A/D変換回路、D/A変換回路、クロック発生回路、および入出力I/F回路等の周辺回路とがバスや専用線を介して互いに接続された構成を有するマイクロコントローラである。例えば、プログラム処理装置において、CPUがメモリに記憶されているプログラムに従って各種演算処理を実行し、その演算結果をRAM等の記憶装置に記憶するとともに、カウンタや入出力インターフェース回路等の周辺回路を制御することによって、上述したパラメータ算出部5、波形生成部6、および記憶部8が実現される。
Here, the
表示部7は、試験条件を設定するための情報や試験結果の情報等を表示する機能部である。表示部7は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現されている。
The
上述したように、試験装置1は、試験対象の巻線11の特性の解析として、巻線11に関するパラメータを算出する。具体的には、試験装置1は、外部端子T1,T2に間に接続された巻線11にインパルス電圧Eを印加したときの外部端子T1,T2間の電圧Vcdおよびインパルス電圧印加用キャパシタCsの両端の電圧Vcsの過渡応答特性に基づいて、巻線11に関するパラメータである等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdの夫々の値を算出する。
As described above, the
図2は、試験装置1に試験対象の巻線11を接続したときの等価回路を示す図である。
図3は、試験装置1に巻線11が接続された状態において外部端子T1,T2間にインパルス電圧を印加したときの巻線11の両端の電圧Vcdの特性の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit when the winding 11 to be tested is connected to the
FIG. 3 is a diagram showing an example of the characteristics of the voltage Vcd across the winding 11 when an impulse voltage is applied between the external terminals T1 and T2 with the winding 11 connected to the
図3において、横軸は時間〔μs〕を表し、縦軸は電圧〔V〕を表している。参照符号110に示す波形は、インパルス電圧Eが1000Vになるようにインパルス電圧印加用キャパシタCsを充電し、スイッチSWをオンした後の電圧Vcdの時間的な変化を示している。
In FIG. 3, the horizontal axis represents time [μs] and the vertical axis represents voltage [V]. A waveform indicated by
図2に示すように、巻線11は、等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdによって等価的に表される。具体的には、外部端子T1,T2から巻線11側を見たときの回路は、外部端子T1と外部端子T2との間に接続された等価インダクタLdと、外部端子T1と外部端子T2との間に接続された等価キャパシタCdと、外部端子T1と外部端子T2との間に等価インダクタLdと直列に接続された等価抵抗Rdとによって等価的に表される。 As shown in FIG. 2, winding 11 is equivalently represented by equivalent inductor Ld, equivalent capacitor Cd, and equivalent resistance Rd. Specifically, when the winding 11 side is viewed from the external terminals T1 and T2, the circuit includes an equivalent inductor Ld connected between the external terminals T1 and T2, and the external terminals T1 and T2. and an equivalent resistor Rd connected in series with the equivalent inductor Ld between the external terminals T1 and T2.
図3に示すように、インパルス電圧発生回路2のスイッチSWがオンしたとき、インパルス電圧印加用キャパシタCsの電荷が電流制限抵抗Rsおよび逆流防止ダイオードDを通って移動し、巻線11の等価キャパシタCdが充電される。
As shown in FIG. 3, when the switch SW of the impulse
時刻t=0sにおいてスイッチSWをオンした場合、スイッチSWがオンした直後においては、等価インダクタLdの性質から、電流は巻線11の等価インダクタLdに流れず、等価キャパシタCdに流れ込む。そのため、外部端子T1,T2間の電圧Vcdは、インパルス電圧印加用キャパシタCsの充電電圧(インパルス電圧E)である1000V程度まで上昇する。ただし、電圧Vcdの上昇する程度は、巻線11の特性により変化する。 When the switch SW is turned on at time t=0 s, the current does not flow through the equivalent inductor Ld of the winding 11 but into the equivalent capacitor Cd immediately after the switch SW is turned on due to the properties of the equivalent inductor Ld. Therefore, the voltage Vcd between the external terminals T1 and T2 rises to about 1000 V, which is the charging voltage (impulse voltage E) of the impulse voltage applying capacitor Cs. However, the degree to which voltage Vcd rises varies depending on the characteristics of winding 11 .
その後、等価抵抗Rdを経由して等価インダクタLdに電流が流れ始め、電圧Vcdが低下する。電圧Vcdが-1000V程度まで低下したとき、逆流防止ダイオードDによりインパルス電圧発生回路2と巻線11側の回路とが電気的に分離する。これにより、図3の時刻t=10μs付近において、巻線11の等価インダクタLd,等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdの共振が始まり、電圧Vcdが減衰振動する。その後、電圧Vcdは、最終的に0Vになる。ただし、電圧Vcdの低下する程度とその時刻は、巻線11の特性により大幅に変化する。
After that, the current starts to flow through the equivalent resistor Rd to the equivalent inductor Ld, and the voltage Vcd drops. When the voltage Vcd drops to about -1000 V, the impulse
本実施の形態1に係る試験装置1は、図3に示すように、スイッチSWがオンしてから巻線側の等価インダクタLd,等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdによる共振が開始されるまでの所定の期間Taを解析期間とし、解析期間Taにおける電圧Vcdおよび電圧Vcsの測定値と、解析期間Taにおける等価回路に基づく電圧VcdおよびVcsの過渡応答の方程式とに基づいて、等価インダクタLd,等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdの少なくとも一つの値の時間的な変化を算出する。
As shown in FIG. 3, in the
従来のインパルス巻線試験機(測定装置)は、巻線11の等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdによる共振時の電圧Vcdの方程式および測定値を用いるので、LC値およびRC値等の各パラメータの乗算値しか算出することができない。これに対し、本実施の形態に係る試験装置1は、共振が始まる前の等価回路における電圧Vcd,Vcsの過渡応答の方程式に基づいた演算を行う。これにより、後述するように、等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdのそれぞれの値の時間的な変化を個別に算出することができる上に、より短時間に解析を完了することが可能となる。
以下、試験装置1による巻線11に関する各パラメータの具体的な算出方法について説明する。
Since the conventional impulse winding tester (measuring device) uses the equation and measured value of the voltage Vcd at resonance due to the equivalent inductor Ld, equivalent capacitor Cd, and equivalent resistance Rd of the winding 11, the LC value, RC value, etc. can only be calculated by multiplying each parameter of . On the other hand, the
A specific method of calculating each parameter related to the winding 11 by the
(1)等価キャパシタCdの算出方法
先ず、巻線11の等価キャパシタCdの算出方法について説明する。
本実施の形態に係る試験装置1は、スイッチSWをオンした直後の電圧Vcdが上昇している期間のうち、等価インダクタLdに流れる電流が無視できる期間の電圧Vcdの測定値に基づいて、単位時間毎の等価キャパシタCdの値を算出し、解析結果情報83として記憶部8に記憶する。
(1) Method for Calculating Equivalent Capacitor Cd First, a method for calculating the equivalent capacitor Cd of the winding 11 will be described.
The
図4は、巻線11の等価キャパシタCdの算出方法を説明するための図である。
図4において、参照符号110Aが付された波形は、図3に示した電圧Vcdの波形110の範囲Aの部分を拡大したものである。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating the equivalent capacitor Cd of the winding 11. As shown in FIG.
In FIG. 4, the waveform with
上述したように、インパルス電圧印加用キャパシタCsを充電した状態でスイッチSWをオンした場合、スイッチSWがオンした直後においては、電圧Vcdは、図4の参照符号110Aのように0Vから最大値Vmax(例えば、980V)まで上昇する。
As described above, when the switch SW is turned on while the impulse voltage applying capacitor Cs is charged, the voltage Vcd changes from 0 V to the maximum value Vmax immediately after the switch SW is turned on, as indicated by
ここで、インパルス電圧発生回路2の電流制限抵抗Rsを通って外部端子T1に流れる電流をIrs、巻線11の等価キャパシタCdに流れる電流をIcd、巻線11の等価抵抗Rdを通って等価インダクタLdに流れる電流をIldとしたとき、Irs=Icd+Ildとなる。
Here, Irs is the current flowing through the current limiting resistor Rs of the impulse
上述したように、スイッチSWをオンした直後においては、巻線11の等価インダクタLd側に電流が流れないので、Ild=0とみなすことができる。Ild=0とみなした場合、等価キャパシタCdに流れる電流Icdが電流制限抵抗Rsから外部端子T1に流れる電流Irsと等しいと考えることができ、図2に示した等価回路において等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdを無視することができる。 As described above, immediately after the switch SW is turned on, no current flows to the equivalent inductor Ld side of the winding 11, so Ild=0. Assuming that Ild=0, the current Icd flowing through the equivalent capacitor Cd can be considered equal to the current Irs flowing from the current limiting resistor Rs to the external terminal T1. Rd can be ignored.
そこで、パラメータ算出部5は、スイッチSWがオンした直後の電圧Vcdが上昇している期間のうち等価インダクタLdに流れる電流Ildがゼロであるとみなせる解析期間Tbにおける、電圧Vcdの測定値と電圧Vcsの測定値とに基づいて、等価キャパシタCdの値を算出する。
Therefore, the
ここで、等価キャパシタCdのための解析期間Tbは、図4に示すように、電圧Vcdが上昇している期間のうち、スイッチSWをオンした直後の所定の期間Tx1と、電圧Vcdが電圧Vcdの最大値Vmaxに到達する直前の所定の期間Tx2とを除いた期間とすることが好ましい。 Here, the analysis period Tb for the equivalent capacitor Cd is, as shown in FIG. It is preferable that the period excludes the predetermined period Tx2 immediately before reaching the maximum value Vmax of .
例えば、解析期間Tbは、電圧Vcdの測定値が電圧Vcdの最大値Vmaxのα(0≦α<100)%となる時刻tαから、電圧Vcdの測定値が電圧の最大値Vmaxのβ(α<β≦100)%となる時刻tβまでの期間である。ここで、例えば、α=25%であり、β=75%である。 For example, in the analysis period Tb, from the time tα when the measured value of the voltage Vcd becomes α (0≦α<100)% of the maximum value Vmax of the voltage Vcd, the measured value of the voltage Vcd becomes β(α <β≦100)% until the time tβ. Here, for example, α=25% and β=75%.
期間Tx1は、スイッチSWがオンしたか否かが明確でない期間が含まれている上に、スイッチSWをオンした直後に、寄生容量や寄生インダクタンスに起因するリンギングや図示されない制御回路の影響に起因する波形の歪が発生する可能性の高い期間である。また、期間Tx2は、巻線11の等価インダクタLdに電流が徐々に流れ始めることにより、Ild=0とした前提条件を満たさなくなる上に、期間Tx1と同様に寄生容量や寄生インダクタンスに起因するリンギングが発生する可能性が高い期間である。 The period Tx1 includes a period during which it is unclear whether or not the switch SW is turned on. This is a period in which there is a high possibility that waveform distortion will occur. During the period Tx2, the current gradually begins to flow through the equivalent inductor Ld of the winding 11, and the precondition of Ild=0 is no longer satisfied. is likely to occur.
したがって、このような期間Tx1,Tx2を除外した期間Tbを等価キャパシタCdの解析期間とすることにより、上述したリンギング等が等価キャパシタCdの解析結果に与える影響を低減できる。 Therefore, by setting the period Tb, excluding the periods Tx1 and Tx2, as the analysis period of the equivalent capacitor Cd, it is possible to reduce the influence of the above-described ringing and the like on the analysis result of the equivalent capacitor Cd.
以下、等価キャパシタCdの算出方法について詳述する。
解析期間Tbの時刻t=aにおける電圧VcsをVcs|t=a,時刻t=aにおける電圧VcdをVcd|t=aとした場合、Irs=Icdより、時刻t=aにおける電流Icdは、下記式(1)によって表される。
A method for calculating the equivalent capacitor Cd will be described in detail below.
When the voltage Vcs at the time t=a in the analysis period Tb is Vcs|t=a and the voltage Vcd at the time t=a is Vcd|t=a, from Irs=Icd, the current Icd at the time t=a is given by the following: It is represented by Formula (1).
解析期間Tbの時刻t=a+h(hは単位時間)での電圧VcsをVcs|t=a+h,時刻t=a+hにおける電圧VcdをVcd|t=a+hとした場合、Irs=Icdより、時刻t=a+hにおける電流Icdは、下記式(2)によって表される。 When the voltage Vcs at time t=a+h (h is a unit time) in the analysis period Tb is Vcs|t=a+h, and the voltage Vcd at time t=a+h is Vcd|t=a+h, Irs=Icd, time t= The current Icd at a+h is represented by the following equation (2).
ここで、単位時間hは、例えば、上述した測定部4を構成するA/D変換回路のサンプリング周期に相当する時間である。
Here, the unit time h is, for example, the time corresponding to the sampling period of the A/D conversion circuit that constitutes the
ここで、時刻t=aから時刻t=a+hまでの期間における電流Icdの平均値Iaveは、下記式(3)によって表される。 Here, the average value Iave of the current Icd in the period from time t=a to time t=a+h is represented by the following equation (3).
時刻t=aから時刻t=a+hまでの期間に巻線11の等価キャパシタCdに流れ込んだ電流による電荷の変化量Qdは、電流Icdの平均値Iaveを用いて下記式(4)によって表される。 A charge change amount Qd due to the current flowing into the equivalent capacitor Cd of the winding 11 during the period from time t=a to time t=a+h is expressed by the following equation (4) using the average value Iave of the current Icd. .
また、時刻t=aから時刻t=a+hまでの期間における等価キャパシタCdの両端の電圧の変化量Vdは、下記式(5)によって表される。 Also, the amount of change Vd in the voltage across the equivalent capacitor Cd during the period from time t=a to time t=a+h is expressed by the following equation (5).
また、等価キャパシタCdにおける電圧の変化量Vdと電荷量の変化量Qdとの関係は、下記式(6)によって表される。 Also, the relationship between the voltage change amount Vd and the charge amount change amount Qd in the equivalent capacitor Cd is represented by the following equation (6).
ここで、上記式(6)に式(4),(5)を代入すると、下記式(7)が得られる。 By substituting equations (4) and (5) into equation (6), equation (7) below is obtained.
上記式(6),式(7)から理解されるように、等価キャパシタCdの値は、単位時間hにおける等価キャパシタCdの電荷の変化量と等価キャパシタCdの電圧Vcdの変化量とによって表される。 As can be understood from the above equations (6) and (7), the value of the equivalent capacitor Cd is expressed by the amount of change in the charge of the equivalent capacitor Cd and the amount of change in the voltage Vcd of the equivalent capacitor Cd per unit time h. be.
ここで、上記式(7)に上記式(1)乃至(3)を代入してCdについて解くと、等価キャパシタCdは、下記式(8)によって表すことができる。 Here, by substituting the above equations (1) to (3) into the above equation (7) and solving for Cd, the equivalent capacitor Cd can be expressed by the following equation (8).
上記式(8)から理解されるように、等価キャパシタCdは、解析期間Tbにおける2つのサンプリングポイント(時刻)の電圧Vcd,Vcsと電流制限抵抗Rsとによって表すことができる。 As can be understood from the above equation (8), the equivalent capacitor Cd can be represented by the voltages Vcd and Vcs at two sampling points (times) during the analysis period Tb and the current limiting resistor Rs.
そこで、パラメータ算出部5は、単位時間hにおける電圧Vcdの測定値と電圧Vcsの測定値とによって表される、単位時間hにおける等価キャパシタCdの電荷の変化量Qdと電圧Vcdの変化量Vdとの関係式(上記式(8))に基づいて、単位時間毎の等価キャパシタCdの値を算出する。
Therefore, the
具体的には、パラメータ算出部5は、解析期間Tbの時刻t=aにおける電圧Vcsの測定値Vcs|t=aおよびVcdの測定値Vcd|t=aと、解析期間Tbの時刻t=a+hでの電圧Vcsの測定値Vcs|t=a+hおよびVcdの測定値Vcd|t=a+hと、既知である電流制限抵抗Rsの値とを上記式(8)に代入することにより、等価キャパシタCdの値を算出する。
Specifically, the
パラメータ算出部5は、解析期間Tbにおける電圧Vcd,Vcsの複数のサンプリングデータを用いて、等価キャパシタCdの値を複数算出する。具体的には、パラメータ算出部5は、測定部4によってサンプリングされた電圧Vcdの測定値および電圧Vcsの測定値を含むサンプリングデータを取得し、互いに隣り合う2つのサンプリングポイントのサンプリングデータを一組とするデータ対毎に、等価キャパシタCdの値を算出する。
The
例えば、図4に示した時刻tαから時刻tβまでの解析期間Tbにおいて、測定部4が単位時間h毎に電圧Vcs,Vcdをサンプリングし、21組のサンプリングデータを取得したとする。この場合、パラメータ算出部5は、互いに隣り合う2つのサンプリングポイントのサンプリングデータを一組とした合計20組のデータ対を上記式(8)にそれぞれ代入することにより、20組の等価キャパシタCdの値を算出する。
これによれば、解析期間Tbにおける等価キャパシタCdの時間的な変化を知ることができる。
For example, in the analysis period Tb from time tα to time tβ shown in FIG. 4, it is assumed that the
According to this, it is possible to know the temporal change of the equivalent capacitor Cd in the analysis period Tb.
パラメータ算出部5は、上述したデータ対毎に算出した複数(上記例の場合20個)の等価キャパシタCdの値の平均値または中央値を算出することにより、一つの等価キャパシタCdの値(固定値)を算出してもよい。ここで、等価キャパシタCdの平均値の算出方法は、特に限定されず、例えば、算術平均やトリム平均等の種々の手法を採用することができる。
The
パラメータ算出部5は、上述の手法により算出した等価キャパシタCdの時系列データおよび等価キャパシタCdの平均値等を解析結果情報83として記憶部8に記憶する。
The
図5乃至図7は、試験装置1による巻線11の等価キャパシタCdの解析結果の一例を示す図である。
5 to 7 are diagrams showing an example of analysis results of the equivalent capacitor Cd of the winding 11 by the
図5乃至図7には、インパルス電圧印加用キャパシタCsが100Vになるように充電した後にスイッチSWをオンして試験対象の巻線11に電圧を印加したときの、電圧Vcdの波形120、電流Icdの波形121、および等価キャパシタCdの値の波形122がそれぞれ示されている。
5 to 7 show a
時刻t=0においてスイッチSWをオンした後の、巻線11の等価インダクタLdに流れる電流Ild=0とみなすことができる解析期間Tbにおいて、図5に示すように、等価キャパシタCdの電圧Vcdは直線的に上昇する一方で、図6に示すように、等価キャパシタCdに流れる電流Icdは振動しながら減少していく。このとき、図7に示すように、解析期間Tbにおける等価キャパシタCdの値は、変動しつつも他の期間に比べて安定した値となる。 After the switch SW is turned on at time t=0, the voltage Vcd of the equivalent capacitor Cd is, as shown in FIG. While increasing linearly, as shown in FIG. 6, the current Icd flowing through the equivalent capacitor Cd decreases while oscillating. At this time, as shown in FIG. 7, the value of the equivalent capacitor Cd in the analysis period Tb fluctuates but becomes a stable value compared to other periods.
(2)等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの算出方法
次に、巻線11の等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの算出方法について説明する。
(2) Method for Calculating Equivalent Inductor Ld and Equivalent Resistance Rd Next, a method for calculating the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd of the winding 11 will be described.
パラメータ算出部5は、記憶部8に記憶されている、スイッチSWがオンしてから巻線11の等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdに基づく共振が開始されるまでの間の所定の期間における単位時間毎の電圧Vcd,Vcsの測定値(測定値情報81)と、記憶部8に記憶されている等価キャパシタCdの値(解析結果情報83)とを用いて、上記所定の期間における、巻線11の等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdと、インパルス電圧印加用キャパシタCsと、電流制限抵抗Rsとによって構成される等価回路に基づく電圧Vcdの過渡応答の方程式および電圧Vcsの過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの少なくとも一つの単位時間毎の値を算出する。
The
パラメータ算出部5は、上記所定の期間、すなわち等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの解析期間として、スイッチSWがオンしてから巻線11の等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdに基づく共振が開始されるまでの期間Taを解析期間とする(図3参照)。
The
より好ましくは、パラメータ算出部5は、スイッチSWをオンしてから電圧Vcdが最大値Vmaxとなった後の所定の時刻から、電圧Vcdが最小値となる前の所定の時刻までの期間を解析期間とする。例えば、図3に示すように、電圧Vcdが正のピーク値の90%となる時刻t1から、電圧Vcdが負のピーク値の90%となる時刻t2までの期間Tcを、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの解析のための期間とする。
More preferably, the
時刻t1までの期間を解析期間から除外することにより、スイッチSWをオンした直後の電圧Vcdが立ち上がる期間が除外されるので、寄生容量や寄生インダクタンスによる電圧Vcdのリンギング等が等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの解析結果に与える影響を低減できる。また、時刻t2から整流素子Dが電流を遮断する時点までの期間を解析期間から除外することによっても同様に、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの解析結果に与える影響を低減できる。 By excluding the period up to time t1 from the analysis period, the period in which the voltage Vcd rises immediately after the switch SW is turned on is excluded. The influence of Rd on analysis results can be reduced. Similarly, by excluding the period from the time t2 to the time when the rectifying element D cuts off the current from the analysis period, the influence of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd on the analysis results can be reduced.
パラメータ算出部5は、解析期間Tcにおける電圧Vcd,Vcsの測定値を用いて、電圧Vcd,Vcsの過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値の時間的な変化を算出する。以下、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの算出方法について詳述する。
The
図2の等価回路においてスイッチSWをオンしてからの経過時間をtとしたとき、解析期間Tcにおける電圧Vcdの過渡応答の方程式は、下記式(9)によって表される。また、解析期間Tcにおける電圧Vcsの過渡応答の方程式は、下記式(10)によって表される。 When the elapsed time from turning on the switch SW in the equivalent circuit of FIG. Also, the equation of the transient response of the voltage Vcs during the analysis period Tc is represented by the following equation (10).
上記式(9)および上記式(10)から、下記式(11)および下記式(12)を導出することができる。下記式(11)は、上記式(9)を、Ldを含む項と、Rdを含む項と、それ以外の項とにまとめた式である。また、下記式(12)は、上記式(10)から上記式(9)を減算した式を、Ldを含む項と、Rdを含む項と、それ以外の項とにまとめた式である。 Equations (11) and (12) below can be derived from Equations (9) and (10) above. The following formula (11) is a formula obtained by summarizing the above formula (9) into a term containing Ld, a term containing Rd, and other terms. Further, the following formula (12) is a formula obtained by subtracting the above formula (9) from the above formula (10) into a term containing Ld, a term containing Rd, and other terms.
ここで、下記式(13)乃至(18)に示すように、上記式(11)および上記式(12)の各項の一部をa,b,c,d,e,fにそれぞれ置き換えた場合、上記式(11)および上記式(12)は、下記式(19)および式(20)によってそれぞれ表すことができる。 Here, as shown in the following formulas (13) to (18), some of the terms of the above formulas (11) and (12) are replaced with a, b, c, d, e, and f, respectively. , the above formulas (11) and (12) can be represented by the following formulas (19) and (20), respectively.
ここで、上記式(19)および上記式(20)をLdおよびRdについてそれぞれ解くと、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdは、下記式(21)および下記式(22)によってそれぞれ表すことができる。 Here, when the above equations (19) and (20) are solved for Ld and Rd respectively, the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd can be expressed by the following equations (21) and (22), respectively.
上記式(21),(22)から理解されるように、上記a~fの値は電圧Vcd,Vcsの波形の任意の時刻(サンプリングポイント)において求めることができるので、電圧Vcd,Vcsの波形の任意の時刻(サンプリングポイント)における等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値をそれぞれ算出することが可能となる。具体的には、パラメータ算出部5は、以下の手法により等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を算出する。
As can be understood from the above equations (21) and (22), the values of a to f can be obtained at any time (sampling point) of the waveforms of the voltages Vcd and Vcs. It is possible to calculate the values of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd at an arbitrary time (sampling point). Specifically, the
パラメータ算出部5は、電圧Vcd,Vcsの測定値と上記式(13)乃至(18)とに基づいてa~fを算出し、算出したa~fと式(21),(22)に基づいて、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を算出する。
例えば、先ず、パラメータ算出部5は、解析期間Tcを決定する。例えば、図3に示すように、パラメータ算出部5は、電圧Vcdが正のピーク値(最大値Vmax)の90%となるサンプリングポイント(時刻)t1と、電圧Vcdが負のピーク値(最小値Vmin)の90%となるサンプリングポイント(時刻)t2とをそれぞれ検出する。パラメータ算出部5は、サンプリングポイントt1とサンプリングポイントt2との間の期間を解析期間Tcとするともに、スイッチSWをオンした時刻をt=0とする。
For example, first, the
次に、パラメータ算出部5は、例えば、解析期間Tcにおける電圧Vcdの測定値の時系列データと電圧Vcsの測定値の時系列データに対して公知の平滑化処理を行う。例えば、パラメータ算出部5は、解析期間Tcにおける電圧Vcd,Vcsの測定値の時系列データの移動平均をそれぞれ算出することにより、平滑化した電圧Vcd,Vcsの測定値を得る。
Next, the
次に、パラメータ算出部5は、平滑化した電圧Vcd,Vcsの測定値を用いて、
を夫々算出する。例えば、パラメータ算出部5は、隣り合う2つのサンプリングポイントのVcd,Vcsの測定値を用いて、Vcsを時間tによって一階微分した値、Vcsを時間tによって二階微分した値、Vcsを時間tによって三階微分した値、Vcdを時間tによって一階微分した値、Vcdを時間tによって二階微分した値、およびVcdを時間tによって三階微分した値をそれぞれ算出する。
Next, the
are calculated respectively. For example, the
ここで、インパルス電圧印加用キャパシタCsおよび電流制限抵抗Rsの値はそれぞれ既知である。また、巻線11の等価キャパシタCdの値は、上述した手法により推定され、記憶部8に記憶されている。 Here, the values of the impulse voltage applying capacitor Cs and the current limiting resistor Rs are known. Also, the value of the equivalent capacitor Cd of the winding 11 is estimated by the method described above and stored in the storage unit 8 .
パラメータ算出部5は、記憶部8に記憶されている、インパルス電圧印加用キャパシタCs、電流制限抵抗Rsの値、および等価キャパシタCdの値と、算出した
とを、上記式(13)乃至(18)に代入することにより、任意の時刻(サンプリングポイント)におけるa,b,c,d,e,fをそれぞれ算出する。
The
are substituted into the above equations (13) to (18) to calculate a, b, c, d, e, and f at an arbitrary time (sampling point).
次に、パラメータ算出部5は、上記式(21),(22)に、算出したa,b,c,d,e,fの値を代入することにより、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値をそれぞれ算出する。
Next, the
パラメータ算出部5は、上述の計算を、解析期間Tcにおけるサンプリングポイント(単位時間)毎に行うことにより、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を単位五時間(サンプリングポイント)毎に算出する。パラメータ算出部5は、算出した単位時間毎の等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を解析結果情報83として記憶部8に記憶する。
これにより、解析期間Tcにおける等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの時間的な変化を算出することができる。
The
Thereby, temporal changes in the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd in the analysis period Tc can be calculated.
ここで、等価キャパシタCd、等価インダクタLd、および等価抵抗Rdを算出するために必要な情報は、予め記憶部8に記憶しておけばよい。例えば、上記式(8)、上記式(13)乃至(18)、上記式(21)、および上記式(22)の情報と、電流制限抵抗Rsの値と、インパルス電圧印加用キャパシタCsの値とを数式情報82として予め記憶部8に記憶しておけばよい。また、試験開始時にユーザによって設定されたインパルス電圧Eの値も数式情報82として記憶部8に合わせて記憶しておく。
Information necessary for calculating the equivalent capacitor Cd, the equivalent inductor Ld, and the equivalent resistance Rd may be stored in the storage unit 8 in advance. For example, the information of the above formula (8), the above formulas (13) to (18), the above formula (21), and the above formula (22), the value of the current limiting resistor Rs, and the value of the impulse voltage applying capacitor Cs is stored in the storage unit 8 in advance as the
パラメータ算出部5は、記憶部8に記憶されている数式情報82および測定値情報81を読み出して上述の計算を行うことにより、巻線11の等価キャパシタCd、等価インダクタLd、および等価抵抗Rdの夫々の値を算出することができる。
The
図8乃至図10は、巻線11に磁気飽和が発生していない場合における、試験装置1による巻線11の等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの解析結果の一例を示す図である。
図11乃至図13は、巻線11に磁気飽和が発生した場合における、試験装置1による巻線11の等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの解析結果の一例を示す図である。
8 to 10 are diagrams showing an example of analysis results of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd of the winding 11 by the
11 to 13 are diagrams showing an example of analysis results of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd of the winding 11 by the
図8乃至図10には、インパルス電圧印加用キャパシタCsが100Vになるように充電した後に、時刻t=0においてスイッチSWをオンして試験対象の巻線11に電圧を印加することにより、巻線11に磁気飽和が発生しなかった場合の電圧Vcdの波形210、等価インダクタLdの波形211、および等価抵抗Rdの波形212がそれぞれ示されている。
8 to 10, after charging the impulse voltage applying capacitor Cs to 100 V, the switch SW is turned on at time t=0 to apply a voltage to the winding 11 to be tested. A
また、図11乃至図13には、インパルス電圧印加用キャパシタCsが300Vになるように充電した後に、時刻t=0においてスイッチSWをオンして試験対象の巻線11に電圧を印加することにより、巻線11に磁気飽和が発生した場合の電圧Vcdの波形220、等価インダクタLdの波形221、および等価抵抗Rdの波形222がそれぞれ示されている。
11 to 13, after charging the impulse voltage application capacitor Cs to 300 V, the switch SW is turned on at time t=0 to apply a voltage to the winding 11 under test. ,
図8乃至図13において、横軸は、測定部4による単位時間h毎のサンプリング数(サンプリングポイント)、すなわち経過時間を表している。図8および図11において、縦軸は電圧〔V〕を表している。図9および図12において、縦軸はインダクタンス〔H〕を表している。図10および図13において、縦軸はレジスタンス〔Ω〕を表している。
8 to 13, the horizontal axis represents the number of samplings (sampling points) per unit time h by the
巻線11に磁気飽和が発生していない場合、図9に示すように、等価インダクタLdの値は、約1mHとなり、安定している。また、図10に示すように、等価抵抗Rdの値は、ばらついているが、平均すると約43Ωとなる。なお、等価抵抗Rdのばらつきを更に抑えるために、上述したように電圧Vcd,Vcsの測定値の時系列データに対して移動平均処理を行うのではなく、他の既知の平滑化処理を行ってもよい。 When magnetic saturation does not occur in the winding 11, the value of the equivalent inductor Ld is about 1 mH and stable, as shown in FIG. Also, as shown in FIG. 10, the value of the equivalent resistance Rd varies, but is about 43Ω on average. In order to further suppress variations in the equivalent resistance Rd, instead of performing the moving average processing on the time-series data of the measured values of the voltages Vcd and Vcs as described above, other known smoothing processing is performed. good too.
巻線11に磁気飽和が発生した場合、図12および図13に示すように、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値は、磁気飽和が発生していない場合に比べて大きく変動し、一部のサンプリングポイントにおいて発散する。巻線11に磁気飽和が発生した場合の等価インダクタLdの平均値は、磁気飽和が発生していない場合に比べて約十分の一となり、等価抵抗Rdの平均値は20~30Ωとなる。 When magnetic saturation occurs in the winding 11, as shown in FIGS. 12 and 13, the values of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd fluctuate greatly compared to when magnetic saturation does not occur. Diverge at the sampling points. The average value of the equivalent inductor Ld when magnetic saturation occurs in the winding 11 is about one tenth of that when magnetic saturation does not occur, and the average value of the equivalent resistance Rd is 20 to 30Ω.
上述したように、磁気飽和が発生した場合には、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値が一部のサンプリングポイントにおいて発散する場合がある。そこで、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの波形を別の形式で表してもよい。 As described above, when magnetic saturation occurs, the values of equivalent inductor Ld and equivalent resistance Rd may diverge at some sampling points. Therefore, the waveforms of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd may be expressed in another form.
図14および図15は、試験装置1によって測定された巻線11の等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を別形式で表した波形の一例を示す図である。
FIGS. 14 and 15 are diagrams showing examples of waveforms in another format representing the values of the equivalent inductor Ld and equivalent resistance Rd of the winding 11 measured by the
図14には、等価インダクタLdの値の逆数である“1/Ld”の時間的な変化を示す波形230が示されている。図15には、等価抵抗Rdの値を等価インダクタLdの値で除算した値“Rd/Ld”の時間的な変化を示す波形231が示されている。図14において、横軸は、測定部4による単位時間h毎のサンプリングポイント(経過時間)を表し、縦軸は1/Ld〔1/H〕を表している。図15において、横軸は、測定部4による単位時間h毎のサンプリングポイント(経過時間)を表し、縦軸はRd/Ld〔Ω/H〕を表している。
FIG. 14 shows a
図14および図15に示すように、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdを別形式の波形によって表すことにより、磁気飽和が発生した場合であっても波形が発散しないので、ユーザによる巻線11の特性の解析が容易となる。 As shown in FIGS. 14 and 15, by representing the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd by different waveforms, the waveforms do not diverge even when magnetic saturation occurs. analysis becomes easier.
試験装置1は、上述した検査対象の巻線11に関する等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdの値を個別に算出する機能に加えて、算出した等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdの時間的な変化を示す波形を表示する波形表示機能を有している。以下、波形表示機能について詳細に説明する。
In addition to the function of individually calculating the values of the equivalent inductor Ld, equivalent capacitor Cd, and equivalent resistance Rd related to the winding 11 to be inspected, the
図1に示す試験装置1において、波形生成部6は、パラメータ算出部5によって算出された等価キャパシタCd、等価インダクタLd、および等価抵抗Rdの少なくとも1つの値の時間的な変化を示す波形データ84を生成する。例えば、波形生成部6は、記憶部8に記憶されている解析結果情報83および測定値情報81に基づいて、例えば、Vcd,Icd,Cd,Ld,およびRdの時間的な変化を示す波形データ84を生成し、記憶部8に記憶する。
In the
表示部7は、波形生成部6によって生成された波形データ84に基づく波形を画面に表示する。
The
図16は、試験装置1の表示画面の一例を示す図である。
図16に示すように、試験装置1は、表示部7としての機能を実現するための一手段としてディスプレイ70を備えている。試験装置1は、ディスプレイ70の画面上に、試験条件を設定するための情報や試験結果の情報等を表示する。例えば、ディスプレイ70は、タッチパネルを搭載しており、ディスプレイ70によって指示入力部3の一部の機能が実現されている。例えば、ユーザは、ディスプレイ70の画面に触れることにより、試験条件等を設定することが可能となっている。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the display screen of the
As shown in FIG. 16 , the
また、試験装置1は、指示入力部3の一部の機能を実現するための手段として、各種の物理ボタンを有していてもよい。例えば、図16に示すように、試験装置1は、試験装置1を起動させるための電源ボタン30、試験を開始するための開始ボタン31、試験を停止するための停止ボタン32等を有していてもよい。
Moreover, the
例えば、ユーザが指示入力部3を操作することによって特定の物理量の波形の表示を指示した場合、表示部7は、ユーザによって指定された物理量の波形データ84を記憶部8から読み出して、ディスプレイ70に表示する。例えば、前述の図5乃至図15に示した波形120~122、210~212、220~222、230、および231の少なくとも一つをディスプレイ70に表示する。なお、図16には、電圧Vcdの波形300がディスプレイ70に表示された場合が示されている。
For example, when the user operates the
表示部7は、複数の波形を同時に表示してもよい。例えば、等価キャパシタCd、等価インダクタLd、および等価抵抗Rdの波形を、ディスプレイ70の画面の上下方向または左右方向に並べて表示してもよい。
The
また、表示部7は、上述したように、ユーザによる指示入力部3の操作に応じて測定波形をディスプレイ70に表示してもよいし、試験対象の巻線11のパラメータ(Ld,Cd,Rd)の算出後、ユーザからの指示の有無に関わらず、測定波形をディスプレイ70に表示してもよい。
In addition, as described above, the
次に、試験装置1を用いた試験対象の巻線11の解析方法の流れを説明する。
Next, a flow of a method for analyzing the winding 11 to be tested using the
図17は、本実施の形態に係る試験装置1を用いた巻線11の解析方法の流れを示すフローチャートである。
FIG. 17 is a flow chart showing the flow of the method for analyzing the winding 11 using the
例えば、ユーザが電源ボタン30を操作して試験装置1を起動した後、ユーザが指示入力部3としてのディスプレイ70をタッチ操作することにより、試験条件等を試験装置1に設定する(ステップS1)。例えば、ユーザが、インパルス電圧Eの値や、電圧Vcd,Vcsを測定するためのサンプリング周期(サンプリング周波数)等を試験装置1に設定する。
For example, after the user operates the
なお、試験装置1の起動後の初期状態において、インパルス電圧発生回路2のスイッチSWはオフ状態である。
In the initial state after the
次に、ユーザが、試験対象の巻線11を試験装置1の外部端子T1,T2間に接続する(ステップS2)。なお、巻線11の試験装置1への接続は、ステップS1の前に行われていてもよい。
Next, the user connects the winding 11 to be tested between the external terminals T1 and T2 of the test apparatus 1 (step S2). Note that the winding 11 may be connected to the
次に、試験装置1が、ユーザによって試験の実行指示が入力されたか否かを判定する(ステップS3)。例えば、ユーザによって開始ボタン31が操作されていない場合には(ステップS3:NO)、試験装置1は、開始ボタン31が操作されるまで待機する。
Next, the
開始ボタン31が操作された場合には(ステップS3:YES)、試験装置1は、インパルス電圧Eを、スイッチSWを介して電流制限抵抗Rsの一端と外部端子T2との間に出力する(ステップS4)。具体的には、指示入力部3からの指示に応じて、インパルス電圧発生回路2が、インパルス電圧印加用キャパシタの電圧がステップS1で設定されたインパルス電圧Eとなるように、インパルス電圧印加用キャパシタCsを図示されない直流電源によって充電する。次に、インパルス電圧発生回路2がスイッチSWをオンする。これにより、外部端子T1,T2間に電圧が印加される。
When the
また、試験装置1は、例えばステップS4と同時に、外部端子T1,T2間の電圧Vcdおよびインパルス電圧印加用キャパシタCsの電圧Vcsの測定を開始する(ステップS5)。具体的には、上述したように、測定部4が、外部端子T1,T2間の電圧Vcdおよびインパルス電圧印加用キャパシタCsの両端の電圧VcsをステップS1で設定されたサンプリング周期に基づいて測定し、電圧Vcd,Vcsの測定値の時系列データを記憶部8に測定値情報81として記憶する。
At the same time as step S4, for example, the
なお、上述したように、測定部4は、インパルス電圧印加用キャパシタCsの電圧Vcsを測定することに代えて、電流制限抵抗Rsに流れる電流Irsまたは電流制限抵抗Rsの電圧Vrsを測定し、その測定値に基づいて電圧Vcsの測定値を算出してもよい。
Note that, as described above, instead of measuring the voltage Vcs of the impulse voltage applying capacitor Cs, the measuring
次に、パラメータ算出部5が、上述した手法により、巻線11の等価キャパシタCdを解析するための解析期間Tbと、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を解析するための解析期間Tcをそれぞれ決定する(ステップS6)。
Next, the
次に、パラメータ算出部5が、ステップS6において設定した解析期間Tbにおける電圧Vcd,Vcsの測定値と記憶部8に記憶されている数式情報82とを用いて、上述した手法により、巻線11に関する等価キャパシタCdの値を算出する(ステップS7)。
Next, the
次に、パラメータ算出部5が、ステップS6において設定した解析期間Tcにおける電圧Vcd,Vcsの測定値と記憶部8に記憶されている数式情報82とを用いて、上述した手法により、巻線11に関する等価インダクタLdの値および等価抵抗Rdの値をそれぞれ算出する(ステップS8)。
Next, the
次に、波形生成部6が、上述した手法により、ステップS5において取得された電圧Vcd,Vcsの測定値およびステップS7,S8において算出された巻線11に関する等価インダクタLd,等価キャパシタCd,および等価抵抗Rdの値に基づいて、波形データ84を生成する(ステップS9)。
Next, the
次に、表示部7が、ステップS9において生成された波形データ84に基づいて、試験装置1のディスプレイ70の画面に波形を表示させる(ステップS10)。
Next, the
なお、上述した波形データの生成処理(ステップS9)と波形の表示処理(ステップS10)は、例えば、ユーザが試験装置1を操作し、指示入力部3がユーザからの波形表示の指示を受け付けた場合にのみ、実行されるようにしてもよい。
Note that the above-described waveform data generation processing (step S9) and waveform display processing (step S10) are executed when, for example, the user operates the
以上、本実施の形態に係る試験装置1は、外部端子T1と外部端子T2との間に接続された検査対象の巻線11を、外部端子T1と外部端子T2との間に接続された等価インダクタLdと、外部端子T1と外部端子T2との間に接続された等価キャパシタCdと、外部端子T1と外部端子T2との間に等価インダクタLdと直列に接続された等価抵抗Rdとによって等価的に表したときの、等価インダクタLdの値、等価キャパシタCdの値、および等価抵抗Rdの少なくとも一つの値の時間的な変化を、測定部4によって測定した外部端子T1,T2間の電圧Vcdおよびインパルス電圧印加用キャパシタCsの両端の電圧Vcsの測定値に基づいて算出するパラメータ算出部5を有している。
As described above, the
具体的には、パラメータ算出部5は、スイッチSWがオンしてから巻線11の等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdに基づく共振が開始されるまでの期間(解析期間Tc)における電圧Vcdおよび電圧Vcsの測定値を用いて、解析期間Tcにおける巻線11に関する等価インダクタLd、等価キャパシタCd、および等価抵抗Rdとインパルス電圧印加用キャパシタCsおよび電流制限抵抗Rsとによって構成される等価回路における電圧Vcdおよび電圧Vcsの過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、巻線11に関する等価インダクタLdの値および等価抵抗Rdの値の少なくとも一つの単位時間毎の値を算出する。
Specifically, the
このような構成を有する試験装置1によれば、従来の試験装置のように、電圧Vcdの過渡応答だけでなく、インパルス電圧印加用キャパシタCsの両端の電圧Vcsの過渡応答も測定して等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を算出するので、測定部4による測定のサンプリングポイント(単位時間)毎に等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を算出することができる。すなわち、試験装置1によれば、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値の時間的な変化を算出することができる。これにより、ユーザは、試験対象の巻線11に磁気飽和が発生した場合における巻線11の特性の変化を解析することが可能となる。
According to the
また、試験装置1において、第1電圧としての電圧Vcdの過渡応答の方程式は、上記式(9)で表され、第2電圧としての電圧Vcsの過渡応答の方程式は、上記式(10)で表される。
これによれば、単位時間毎の等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を、より正確、且つ容易に算出することができる。
Further, in the
According to this, the values of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd for each unit time can be calculated more accurately and easily.
また、パラメータ算出部5は、スイッチSWがオンしてから電圧Vcdが上昇している期間のうち等価インダクタLdに流れる電流がゼロであるとみなせる第1期間(解析期間Tb)における、電圧Vcdおよび電圧Vcsの測定値に基づいて、等価キャパシタCdの値を算出する。
これによれば、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdを無視した等価回路に基づく簡単な方程式を用いて、等価キャパシタCdの値を容易に算出することができる。
Further, the
According to this, the value of the equivalent capacitor Cd can be easily calculated using a simple equation based on an equivalent circuit ignoring the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd.
また、パラメータ算出部5は、単位時間hにおける電圧Vcdの測定値と電圧Vcsの測定値とによって表される、単位時間hにおける等価キャパシタCdの電荷の変化量と単位時間hにおける電圧Vcdの変化量との関係式に基づいて、等価キャパシタCdの値を算出する。より具体的には、パラメータ算出部5は、上記式(8)に基づいて、等価キャパシタCdの値を算出する。
これによれば、より簡単な方程式を用いて、等価キャパシタCdの値を正確に算出することができる。
In addition, the
This makes it possible to accurately calculate the value of the equivalent capacitor Cd using a simpler equation.
また、パラメータ算出部5は、測定部4によって単位時間h毎にサンプリングされた電圧Vcdの測定値と電圧Vcsの測定値とを含むサンプリングデータを取得し、互いに隣り合う2つのサンプリングポイントのサンプリングデータを一組とするデータ対毎に、等価キャパシタCdの値を算出する。
これによれば、単位時間h毎の等価キャパシタCdの値が得られるので、等価キャパシタCdの値の時間的な変化を算出することができる。また、単位時間h毎の等価キャパシタCdの値の平均値または中央値を算出することにより、巻線11の等価キャパシタCdの値(固定値)を推定することができる。
Further, the
According to this, since the value of the equivalent capacitor Cd for each unit time h can be obtained, the temporal change in the value of the equivalent capacitor Cd can be calculated. Further, the value (fixed value) of the equivalent capacitor Cd of the winding 11 can be estimated by calculating the average value or median value of the equivalent capacitor Cd for each unit time h.
このように、本実施の形態に係る試験装置1によれば、磁気飽和が発生した場合であっても試験対象の巻線に関するパラメータを正確に算出することが可能となる。
As described above, according to the
また、等価キャパシタCdのための解析期間Tbは、スイッチSWをオンした直後の期間である。これによれば、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdを算出する前に等価キャパシタCdの値を得ることができるので、その後の等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdのための解析処理を速やかに行うことができる。 Also, the analysis period Tb for the equivalent capacitor Cd is the period immediately after the switch SW is turned on. According to this, the value of the equivalent capacitor Cd can be obtained before calculating the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd, so that subsequent analysis processing for the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd can be quickly performed. .
また、パラメータ算出部5は、等価キャパシタCdのための解析期間Tbを、図4に示したように、電圧Vcdが上昇している期間のうち、スイッチSWをオンした直後の所定の期間Tx1と、電圧Vcdが電圧Vcdの最大値Vmaxに到達する直前の所定の期間Tx2とを除いた期間とする。
In addition, the
これによれば、上述したように、寄生容量や寄生インダクタンスに起因するリンギングや図示されない制御回路の影響に起因する波形の歪等の影響を抑えることができるので、巻線11に関連する各パラメータを、より高精度に算出することができる。 According to this, as described above, it is possible to suppress the effects of ringing caused by parasitic capacitance and parasitic inductance and waveform distortion caused by the influence of a control circuit (not shown). can be calculated with higher accuracy.
また、解析期間Tbを、図4に示したように、電圧Vcdの測定値が電圧Vcdの最大値Vmaxのα(0≦α<100)%となる時刻tαから、電圧Vcdの測定値が電圧Vcdの最大値Vmaxのβ(α<β≦100)%となる時刻tβまでの期間とすることにより、パラメータ算出部5は、解析期間Tbを容易に決定することができる。
Further, as shown in FIG. 4, the analysis period Tb is defined as the measured value of the voltage Vcd from the time tα when the measured value of the voltage Vcd is α (0≦α<100)% of the maximum value Vmax of the voltage Vcd. The
また、本実施の形態に係る試験装置1において、表示部7は、パラメータ算出部5によって算出された試験対象の巻線11に関する等価キャパシタCd、等価インダクタLd、および等価抵抗Rdの少なくとも1つの値の時間的な変化を示す波形を表示する。
In addition, in the
これによれば、ユーザが、磁気飽和の発生の有無を判断し、磁気飽和に起因する等価キャパシタCd、等価インダクタLd、および等価抵抗Rdの変化を解析することが容易となる。 This makes it easier for the user to determine whether or not magnetic saturation occurs, and to analyze changes in equivalent capacitor Cd, equivalent inductor Ld, and equivalent resistance Rd caused by magnetic saturation.
また、表示部7は、算出した各パラメータに関する波形を表示する場合に、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値の時間的な変化を示す波形だけでなく、等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を時間的な変化を別の形式の波形として表示することが可能となっている。例えば、上述したように、等価インダクタLdの値の逆数(1/Ld)の時間的な変化を示す波形や、等価抵抗Rdの値を等価インダクタLdの値で除算した値(Rd/Ld)の時間的な変化を示す波形を表示することが可能となっている。
これによれば、磁気飽和の発生に起因して等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値が発散する期間が存在する場合であっても、図14および図15に示したように、数値が発散しない波形に変更して表示することができるので、ユーザによる巻線11の特性の解析が更に容易となる。
In addition, when displaying waveforms related to the calculated parameters, the
According to this, even if there is a period during which the values of the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Rd diverge due to the occurrence of magnetic saturation, the numerical values do not diverge as shown in FIGS. Since the waveform can be changed and displayed, it becomes easier for the user to analyze the characteristics of the winding 11 .
≪実施の形態の拡張≫
以上、本願発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
<<Expansion of Embodiment>>
The invention made by the inventor of the present application has been specifically described above based on the embodiment, but the invention is not limited to it, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the invention. .
例えば、上記実施の形態では、等価キャパシタCdの値を上述の手法により算出して記憶部8に記憶し、記憶部8に記憶されている等価キャパシタCの値を用いて等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値を算出する場合を例示したが、これに限られない。
例えば、試験対象の巻線11の等価キャパシタCdの値がインパルス電圧印加用キャパシタCsの値よりも十分に小さいことがわかっている場合には、Cd=Cs/100のように等価キャパシタCdの値を仮定し、その仮定した値を予め記憶部8に記憶しておく。例えば、ユーザが指示入力部3を操作して等価キャパシタCdの値を入力し、パラメータ算出部5が、ユーザによって入力された値を記憶部8に記憶する。そして、パラメータ算出部5が、記憶部8に記憶されている等価キャパシタの値を用いて、上述した手法により等価インダクタLdおよび等価抵抗Rdの値をそれぞれ算出してもよい。これによれば、試験装置1が等価キャパシタCdの解析を行う必要がないので、より短時間に巻線11の解析を完了することができる。
For example, in the above embodiment, the value of the equivalent capacitor Cd is calculated by the method described above and stored in the storage unit 8, and the value of the equivalent capacitor C stored in the storage unit 8 is used to calculate the equivalent inductor Ld and the equivalent resistance Although the case of calculating the value of Rd has been exemplified, the present invention is not limited to this.
For example, when it is known that the value of the equivalent capacitor Cd of the winding 11 to be tested is sufficiently smaller than the value of the impulse voltage applying capacitor Cs, the value of the equivalent capacitor Cd is expressed as Cd=Cs/100. is assumed, and the assumed value is stored in the storage unit 8 in advance. For example, the user operates the
また、上記実施の形態では、単位時間hが測定部4による1サンプリング周期に相当する時間であるとして説明したが、これに限られない。例えば、単位時間hが2サンプリング周期や3サンプリング周期など、サンプリング周期に基づく時間であればよい。
Further, in the above-described embodiment, the unit time h has been described as a time corresponding to one sampling period by the
また、上記実施の形態において、時刻t=aから時刻t=a+hまでの期間における電流Icdの平均値Iaveを、2つのサンプリングポイントの電流Icdの平均値とする場合(式(3)参照)を例示したが、これに限られない。例えば、平均値Iaveを、3つ以上のサンプリングポイントの電流Icdの平均値としてもよい。 In the above embodiment, the average value Iave of the current Icd in the period from time t=a to time t=a+h is the average value of the current Icd at the two sampling points (see equation (3)). Although exemplified, it is not limited to this. For example, the average value Iave may be the average value of currents Icd at three or more sampling points.
また、上記実施の形態では、試験装置1が逆流防止ダイオードDを備える場合を例示したが、試験装置1は、逆流防止ダイオードDを備えていなくてもよい。また、試験装置1に波形表示機能が求められていない場合には、試験装置1は、波形生成部6および表示部7を有していなくてもよい。
Moreover, although the
また、上述のフローチャートは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。すなわち、フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではない。例えば、一部の処理の順番が変更されてもよいし、各処理間に他の処理が挿入されてもよいし、一部の処理が並列に行われてもよい。 Also, the above-described flowchart is an example for explaining the operation, and is not limited to this. That is, the steps shown in each diagram of the flowchart are specific examples, and the flow is not limited to this flow. For example, the order of some processes may be changed, other processes may be inserted between each process, and some processes may be performed in parallel.
1…試験装置、2…インパルス電圧発生回路、3…指示入力部、4…測定部、5…パラメータ算出部、6…波形生成部、7…表示部、8…記憶部、81…測定値情報、82…数式情報、83…解析結果情報、84…波形データ、Cs…インパルス電圧印加用キャパシタ、Cd…巻線11の等価キャパシタ、Ld…巻線11の等価インダクタ、Rd…巻線11の等価抵抗、Rs…電流制限抵抗、D…整流素子(逆流防止用ダイオード)、E…インパルス電圧、Ta,Tb,Tc…解析期間、Vmax…電圧Vcdの最大値、Vmin…電圧Vcdの最小値、T1…外部端子(第1外部端子)、T2…外部端子(第2外部端子)、70…ディスプレイ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
一端が前記第2外部端子に接続されたインパルス電圧印加用キャパシタと、
前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に接続されたスイッチと、
前記インパルス電圧印加用キャパシタの他端と前記第1外部端子との間に前記スイッチと直列に接続された電流制限抵抗と、
試験開始の指示に応じて前記スイッチをオンする指示入力部と、
前記第1外部端子と前記第2外部端子との間の第1電圧と、前記インパルス電圧印加用キャパシタの両端の第2電圧とを測定する測定部と、
前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価インダクタ、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価キャパシタ、および前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に前記等価インダクタと直列に接続された等価抵抗によって前記巻線を等価的に表したときの、前記等価インダクタおよび前記等価抵抗の少なくとも一つの値の時間的な変化を、前記測定部によって測定した前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値に基づいて算出するパラメータ算出部と、
前記測定部によって測定された、前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値を含む測定値情報と前記等価キャパシタの値とを記憶する記憶部と、を有し、
前記パラメータ算出部は、
前記記憶部に記憶されている、前記スイッチがオンしてから前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗に基づく共振が開始されるまでの間の所定の期間における単位時間毎の前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値と、前記記憶部に記憶されている前記等価キャパシタの値とを用いて、前記所定の期間における、前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗と、前記インパルス電圧印加用キャパシタと、前記電流制限抵抗とによって構成される等価回路における前記第1電圧の過渡応答の方程式および前記第2電圧の過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、前記等価インダクタおよび前記等価抵抗の少なくとも一つの前記単位時間毎の値を算出する
試験装置。 a first external terminal to which one terminal of the winding to be tested is connected, and a second external terminal to which the other terminal of the winding is connected;
an impulse voltage applying capacitor having one end connected to the second external terminal;
a switch connected between the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal;
a current limiting resistor connected in series with the switch between the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal;
an instruction input unit for turning on the switch in response to an instruction to start testing;
a measuring unit that measures a first voltage between the first external terminal and the second external terminal and a second voltage across the impulse voltage applying capacitor;
An equivalent inductor connected between the first external terminal and the second external terminal, an equivalent capacitor connected between the first external terminal and the second external terminal, and an equivalent capacitor connected between the first external terminal and the second external terminal. change over time in the value of at least one of the equivalent inductor and the equivalent resistance when the winding is equivalently represented by an equivalent resistance connected in series with the equivalent inductor between a second external terminal , a parameter calculator that calculates based on the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage measured by the measuring unit;
a storage unit that stores measured value information including the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage measured by the measuring unit and the value of the equivalent capacitor;
The parameter calculation unit
every unit time in a predetermined period from when the switch is turned on to when resonance based on the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance of the windings is started, which is stored in the storage unit using the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage of and the value of the equivalent capacitor stored in the storage unit, the equivalent inductor of the winding during the predetermined period of time; The equation of the transient response of the first voltage and the equation of the transient response of the second voltage in an equivalent circuit composed of the equivalent capacitor, the equivalent resistance, the impulse voltage applying capacitor, and the current limiting resistor A test device that calculates the value of at least one of the equivalent inductor and the equivalent resistance for each unit time by performing regression analysis based on the test device.
前記等価インダクタの値をLd、前記等価キャパシタの値をCd、前記等価抵抗の値をRd、前記インパルス電圧印加用キャパシタの値をCs、前記電流制限抵抗の値をRs、前記第1電圧をVcd、前記第2電圧をVcs、時間をtとしたとき、前記第1電圧の過渡応答の方程式は、下記式(1)で表され、前記第2電圧の過渡応答の方程式は、下記式(2)で表される
試験装置。
The value of the equivalent inductor is Ld, the value of the equivalent capacitor is Cd, the value of the equivalent resistance is Rd, the value of the impulse voltage applying capacitor is Cs, the value of the current limiting resistor is Rs, and the first voltage is Vcd. , where the second voltage is Vcs and the time is t, the equation of the transient response of the first voltage is expressed by the following equation (1), and the equation of the transient response of the second voltage is expressed by the following equation (2) ) test equipment.
前記パラメータ算出部は、
前記スイッチがオンした直後の前記第1電圧が上昇している期間のうち前記等価インダクタに流れる電流がゼロであるとみなせる第1期間における、前記第1電圧の測定値と前記第2電圧の測定値とに基づいて、前記等価キャパシタの値を算出し、前記記憶部に記憶する
試験装置。 In the test device according to any one of claims 1 or 2,
The parameter calculation unit
Measurement of the first voltage and measurement of the second voltage during a first period during which the first voltage is rising immediately after the switch is turned on and during which the current flowing through the equivalent inductor can be considered to be zero. A test device that calculates the value of the equivalent capacitor based on the value and stores it in the storage unit.
前記パラメータ算出部は、前記単位時間における前記第1電圧の測定値と前記第2電圧の測定値とによって表される、前記単位時間における前記等価キャパシタの電荷の変化量と前記単位時間における前記第1電圧の変化量との関係式に基づいて、前記等価キャパシタの値を算出する
試験装置。 In the testing device according to claim 3,
The parameter calculator calculates an amount of change in the charge of the equivalent capacitor in the unit time and the first voltage in the unit time, which are represented by the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage in the unit time. 1. A testing device that calculates the value of the equivalent capacitor based on a relational expression with the amount of change in voltage.
前記第1期間における時刻aにおける前記第2電圧の測定値をVcs|t=a、前記時刻aにおける前記第1電圧の測定値をVcd|t=a、前記時刻aよりも前記単位時間hだけ進んだ時刻a+hにおける前記第2電圧の測定値をVcs|t=a+h、前記時刻a+hにおける前記第1電圧の測定値をVcd|t=a+h、前記電流制限抵抗の値をRs、前記等価キャパシタの値をCdとしたとき、
前記パラメータ算出部は、下記式(3)に基づいて単位時間毎の前記等価キャパシタの値を算出する
試験装置。
The measured value of the second voltage at the time a in the first period is Vcs|t=a, the measured value of the first voltage at the time a is Vcd|t=a, and the unit time h from the time a Vcs|t=a+h is the measured value of the second voltage at the advanced time a+h, Vcd|t=a+h is the measured value of the first voltage at the time a+h, Rs is the value of the current limiting resistor, and Rs is the value of the equivalent capacitor When the value is Cd,
The parameter calculation unit calculates the value of the equivalent capacitor for each unit time based on the following formula (3).
前記測定部は、前記単位時間毎に前記第1電圧と前記第2電圧とをサンプリングし、
前記パラメータ算出部は、前記測定部によってサンプリングされた前記第1電圧の測定値と前記第2電圧の測定値とを含むサンプリングデータを取得し、互いに隣り合う2つのサンプリングポイントの前記サンプリングデータを一組とするデータ対毎に、前記等価キャパシタの値を算出する
試験装置。 In the test device according to any one of claims 3 to 5,
The measurement unit samples the first voltage and the second voltage for each unit time,
The parameter calculator acquires sampling data including the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage sampled by the measuring unit, and integrates the sampling data of two sampling points adjacent to each other. A testing device that calculates the value of the equivalent capacitor for each pair of data to be set.
前記第1期間は、前記第1電圧が上昇している期間のうち、前記スイッチをオンした直後の所定の期間と、前記第1電圧が前記第1電圧の最大値に到達する直前の所定の期間とを除いた期間である
試験装置。 In the test device according to any one of claims 3 to 6,
The first period includes a predetermined period immediately after the switch is turned on and a predetermined period immediately before the first voltage reaches the maximum value of the first voltage. test equipment.
前記第1期間は、前記第1電圧の測定値が前記第1電圧の最大値のα(0≦α<100)%となる時刻から、前記第1電圧の測定値が前記第1電圧の最大値のβ(α<β≦100)%となる時刻までの期間である
試験装置。 In the test device according to claim 7,
In the first period, the measured value of the first voltage reaches the maximum value of the first voltage from the time when the measured value of the first voltage becomes α (0≦α<100)% of the maximum value of the first voltage. It is the period until the time when β (α < β ≤ 100)% of the value is reached.
前記パラメータ算出部によって算出された前記等価キャパシタ、前記等価インダクタ、および前記等価抵抗の少なくとも1つの値の時間的な変化を示す波形データを生成する波形生成部と、前記波形データに基づく波形を表示する表示部と、を更に有する
試験装置。 In the test device according to any one of claims 1 to 8,
a waveform generation unit for generating waveform data indicating a temporal change in at least one of the equivalent capacitor, the equivalent inductor, and the equivalent resistance calculated by the parameter calculation unit; and displaying a waveform based on the waveform data. and a display unit for testing.
前記表示部は、前記等価インダクタの値の逆数の時間的な変化を示す波形を表示する
試験装置。 In the test device according to claim 9,
The test apparatus, wherein the display section displays a waveform representing a temporal change in the reciprocal of the value of the equivalent inductor.
前記表示部は、前記等価抵抗の値を前記等価インダクタの値で除算した値の時間的な変化を示す波形を表示する
試験装置。 In the test device according to claim 9 or 10,
The test apparatus, wherein the display unit displays a waveform representing a temporal change in a value obtained by dividing the value of the equivalent resistance by the value of the equivalent inductor.
前記スイッチをオンする第1ステップと、
前記第1外部端子と前記第2外部端子との間の第1電圧と前記インパルス電圧印加用キャパシタの両端の第2電圧とを測定する第2ステップと、
前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価インダクタ、前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に接続された等価キャパシタ、および前記第1外部端子と前記第2外部端子との間に前記等価インダクタと直列に接続された等価抵抗によって前記巻線を等価的に表したときの、前記等価インダクタ、および前記等価抵抗の少なくとも一つの値の時間的な変化を、前記第2ステップにおいて測定した前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値に基づいて算出する第3ステップと、を含み、
前記第3ステップは、
前記スイッチがオンしてから前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗に基づく共振が開始されるまでの間の所定の期間における単位時間毎の前記第1電圧の測定値および前記第2電圧の測定値と、前記試験装置に記憶されている前記等価キャパシタの値とを用いて、前記所定の期間における、前記巻線の前記等価インダクタ、前記等価キャパシタ、および前記等価抵抗と、前記インパルス電圧印加用キャパシタと、前記電流制限抵抗とによって構成される等価回路における前記第1電圧の過渡応答の方程式および前記第2電圧の過渡応答の方程式に基づく回帰分析を行うことにより、前記等価インダクタおよび前記等価抵抗の少なくとも一つの前記単位時間毎の値を算出する
試験方法。
A first external terminal to which one terminal of a winding to be tested is connected, a second external terminal to which the other terminal of the winding is connected, and an impulse voltage application having one end connected to the second external terminal. a switch connected between the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal; and the switch between the other end of the impulse voltage applying capacitor and the first external terminal. A test method using a test device comprising a current-limiting resistor connected in series with
a first step of turning on the switch;
a second step of measuring a first voltage between the first external terminal and the second external terminal and a second voltage across the impulse voltage applying capacitor;
An equivalent inductor connected between the first external terminal and the second external terminal, an equivalent capacitor connected between the first external terminal and the second external terminal, and an equivalent capacitor connected between the first external terminal and the second external terminal. Time change in the value of at least one of the equivalent inductor and the equivalent resistance when the winding is equivalently represented by an equivalent resistance connected in series with the equivalent inductor between a second external terminal is calculated based on the measured value of the first voltage and the measured value of the second voltage measured in the second step,
The third step is
a measurement value of the first voltage per unit time during a predetermined period from when the switch is turned on until resonance based on the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance of the winding is started; and Using the measured value of the second voltage and the value of the equivalent capacitor stored in the test device, the equivalent inductor, the equivalent capacitor, and the equivalent resistance of the winding over the predetermined period of time. , the impulse voltage applying capacitor and the current limiting resistor, by performing a regression analysis based on the equation of the transient response of the first voltage and the equation of the transient response of the second voltage in the equivalent circuit, A test method for calculating a value per unit time of at least one of the equivalent inductor and the equivalent resistance.
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US20230036325A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-02-02 | Hioki E.E. Corporation | Testing instrument and test method |
-
2022
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