JP3485834B2 - 回転電機のコイルの層間短絡検出装置 - Google Patents
回転電機のコイルの層間短絡検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機のコイル
の層間短絡検出装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】回転電機への過負荷や回転電機のコイル
の劣化により、そのコイルの素線間の絶縁が破壊し、層
間短絡が起きることがある。層間短絡を起こしたまま回
転電機を運転すると、回転電機のコイルが異常に加熱さ
れ、回転電機の他の部分を焼損したり、火災の原因とな
る。よって、回転電機が層間短絡を起こしているかどう
かを、早期に検出することが必要である。 【０００３】回転電機のコイルにおける層間短絡の発見
には、これまで、発煙を発見する。回転電機のコイ
ルに熱電対を設け温度を常に監視する。直観的に回転
電機の出力の低下を発見する。等の方法がある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の回転電機のコイルの層間短絡検出方法では、以
下のような問題点があった。 【０００５】上記の方法では、常に回転電機を監視す
る必要があり、コストが高くなる。また、発煙に至る前
の初期の層間短絡は検出できない。 【０００６】上記の方法では、回転電機のコイルの数
だけ温度を監視しなければならない。よって回転電機の
コイルが多数ある場合、配線や信号の監視にコストがか
かる。さらに、温度が何度で層間短絡が起こったかを見
極めることが難しい。 【０００７】上記の方法では、熟練者しか正確な診断
が下せない。また、人が常に監視することは現実的では
ない。 【０００８】本発明は、上記問題点を除去して、迅速に
して的確に層間短絡を検出することができる回転電機の
コイルの層間短絡検出装置を提供することを目的とす
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕回転電機のコイルの層間短絡検出装置において、
回転電機のコイルに層間短絡が発生している場合に、層
間短絡コイルがループを形成することによって生じる誘
起電流により発生する磁界を検出する検出コイルと、こ
の検出コイルが検出する誘起電圧と、前記回転電機のコ
イルの正常時の検出コイルの誘起電圧とを比較する比較
手段と、この比較手段による出力を報知する報知手段と
を有し、前記検出コイルは、前記回転電機のコイルの各
コイル端に巻かれる磁性体と、この磁性体に巻回される
コイルとを具備するようにしたものである。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 【００１１】図１は本発明の実施例を示す回転電機のコ
イルの層間短絡検出コイル装置付きの回転電機の構成図
であり、図１（ａ）はその回転電機の断面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡーＡ′断面図である。図２は本
発明の実施例を示す回転電機の固定子コイルの層間短絡
検出コイル装置の斜視図、図３はその固定子コイルと層
間短絡検出コイルとの関係を示す拡大図であり、図３
（ａ）はその平面的な図、図３（ｂ）はその正面的な
図、図３（ｃ）は固定子コイルの断面図、図４は本発明
の実施例を示す回転電機の固定子コイルの層間短絡検出
ブロック図である。 【００１２】これらの図において、１は回転電機のケー
ス、２は固定子、２ａは固定子２におけるコイルスロッ
ト（コイルをはめ込むための溝）、３は固定子コイル、
３ａは固定子コイル３の素線、３ｂは固定子コイル３を
固形成形する絶縁樹脂、４はその固定子コイル３に装着
された層間短絡検知コイル装置であり、図２に示すよう
に、円環状のコア４Ａ、そのコア４Ａに巻き回される検
出コイル４Ｂからなっている。５は軸、６はその軸を支
承する軸受、７は回転子である。 【００１３】以下、回転電機の固定子コイルの層間短絡
検出コイル装置の具体例について詳細に説明する。 【００１４】トロイダルコイルを使用する方法 固定子コイルの層間短絡を検出するには固定子コイルの
端子を開放させて発電機として検出する方法と、回転電
機に電流を流して電動機として検出する方法がある。 【００１５】発電機として検出する方法では、固定子コ
イル３に、図２に示すようなトロイダルコイル（検出コ
イル）４Ｂを備えた固定子コイルの層間短絡検出コイル
装置４を、図１に示すように取り付ける。回転電機の運
転時、層間短絡を検出するには、固定子コイル３の端子
を開放とし、回転電機を外部から回転させる。 【００１６】このとき、界磁が励磁式のものは励磁する
必要がある。回転子７を回転させた状態で検出コイル４
Ｂの出力の実効値を取り込む。このとき、もし固定子コ
イル３に層間短絡が発生しているならば、検出コイル４
Ｂがループを作り、誘起電流を発生させる。その誘起電
流は、磁界を発生する。その磁界は検出コイル４Ｂによ
って拾われ、誘起電圧となる。一方、正常時は、短絡電
流が流れないため、検出コイル４Ｂの出力は、ほとんど
ない。したがって、界磁の漏れ磁場による検出コイル４
Ｂの誘起電圧は少ない。 【００１７】よって、固定子コイル３の層間短絡の診断
には、図４に示すように、比較器８に検出コイル４Ｂの
誘起電圧ｅi と基準電圧Ｖref を入力して、両者を比較
し、例えば、誘起電圧ｅi が基準電圧Ｖref を越える
と、所定の出力電圧ｅO が得られるようにして、その出
力電圧ｅO により報知手段（図示なし）を作動するよう
に構成する。 【００１８】偶然、位相が同じで極性が反対のコイルが
層間短絡を起こす可能性も考えられるが、固定子コイル
３から検出コイル４Ｂまでの距離のばらつき、検出コイ
ル４Ｂの巻きむら、層間短絡を起こしたコイルの素線の
位置、層間短絡を起こしたループの抵抗等から考える
と、層間短絡を起こしていても互いに打ち消して検出コ
イルの出力が表れないという確率はほとんどない。 【００１９】電動機として検出する方法は、回転電機の
端子に電流を流す以外は同じである。正常時は固定子コ
イル３に電流が流れるが、固定子コイル３の磁界はバラ
ンスがとれているために誘起電圧は検出されない。層間
短絡が起きた場合、バランスが崩れ、誘起電圧が検出さ
れる。この方法では、誘導機の層間短絡検出も可能とな
る。 【００２０】固定子コイルの各コイル端に磁性体を巻
き、その磁性体に検出コイルを巻く方法 図５は本発明の他の実施例を示す回転電機の固定子コイ
ルの層間短絡検出コイル装置の斜視図である。 【００２１】この図において、１１は回転電機の固定子
コイルの各コイル端、１２はその各コイル端１１に巻か
れた磁性体、１３はその磁性体１２に巻かれたコイルで
ある。 【００２２】このように、固定子コイルの各コイル端１
１に磁性体１２を巻き、その磁性体１２にコイル１３を
巻く方法を示す。この方法も、の方法と同じように層
間短絡した固定子コイルの誘起電流による磁界を検出す
る。個々の検出コイルを直列につなぐことにより、１個
の信号により固定子コイルの層間短絡を検出することが
できる。 【００２３】また、個々の検出コイルをそれぞれ別々に
検出すれば、回転電機の層間短絡を起こしている部位を
特定することができる。 【００２４】なお、上記実施例においては、固定子コイ
ルの場合について述べたが、回転子コイルの場合にも適
用可能である。 【００２５】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。 【００２６】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 【００２７】（１）迅速・的確に回転電機のコイルの層
間短絡の検出を行うことができる。 【００２８】（２）回転電機のコイルのコイル端に磁性
体を巻き、その磁性体にコイルを巻くことにより、容易
に回転電機のコイルの層間短絡の検出を行うことができ
る。
の層間短絡検出装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】回転電機への過負荷や回転電機のコイル
の劣化により、そのコイルの素線間の絶縁が破壊し、層
間短絡が起きることがある。層間短絡を起こしたまま回
転電機を運転すると、回転電機のコイルが異常に加熱さ
れ、回転電機の他の部分を焼損したり、火災の原因とな
る。よって、回転電機が層間短絡を起こしているかどう
かを、早期に検出することが必要である。 【０００３】回転電機のコイルにおける層間短絡の発見
には、これまで、発煙を発見する。回転電機のコイ
ルに熱電対を設け温度を常に監視する。直観的に回転
電機の出力の低下を発見する。等の方法がある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の回転電機のコイルの層間短絡検出方法では、以
下のような問題点があった。 【０００５】上記の方法では、常に回転電機を監視す
る必要があり、コストが高くなる。また、発煙に至る前
の初期の層間短絡は検出できない。 【０００６】上記の方法では、回転電機のコイルの数
だけ温度を監視しなければならない。よって回転電機の
コイルが多数ある場合、配線や信号の監視にコストがか
かる。さらに、温度が何度で層間短絡が起こったかを見
極めることが難しい。 【０００７】上記の方法では、熟練者しか正確な診断
が下せない。また、人が常に監視することは現実的では
ない。 【０００８】本発明は、上記問題点を除去して、迅速に
して的確に層間短絡を検出することができる回転電機の
コイルの層間短絡検出装置を提供することを目的とす
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕回転電機のコイルの層間短絡検出装置において、
回転電機のコイルに層間短絡が発生している場合に、層
間短絡コイルがループを形成することによって生じる誘
起電流により発生する磁界を検出する検出コイルと、こ
の検出コイルが検出する誘起電圧と、前記回転電機のコ
イルの正常時の検出コイルの誘起電圧とを比較する比較
手段と、この比較手段による出力を報知する報知手段と
を有し、前記検出コイルは、前記回転電機のコイルの各
コイル端に巻かれる磁性体と、この磁性体に巻回される
コイルとを具備するようにしたものである。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 【００１１】図１は本発明の実施例を示す回転電機のコ
イルの層間短絡検出コイル装置付きの回転電機の構成図
であり、図１（ａ）はその回転電機の断面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡーＡ′断面図である。図２は本
発明の実施例を示す回転電機の固定子コイルの層間短絡
検出コイル装置の斜視図、図３はその固定子コイルと層
間短絡検出コイルとの関係を示す拡大図であり、図３
（ａ）はその平面的な図、図３（ｂ）はその正面的な
図、図３（ｃ）は固定子コイルの断面図、図４は本発明
の実施例を示す回転電機の固定子コイルの層間短絡検出
ブロック図である。 【００１２】これらの図において、１は回転電機のケー
ス、２は固定子、２ａは固定子２におけるコイルスロッ
ト（コイルをはめ込むための溝）、３は固定子コイル、
３ａは固定子コイル３の素線、３ｂは固定子コイル３を
固形成形する絶縁樹脂、４はその固定子コイル３に装着
された層間短絡検知コイル装置であり、図２に示すよう
に、円環状のコア４Ａ、そのコア４Ａに巻き回される検
出コイル４Ｂからなっている。５は軸、６はその軸を支
承する軸受、７は回転子である。 【００１３】以下、回転電機の固定子コイルの層間短絡
検出コイル装置の具体例について詳細に説明する。 【００１４】トロイダルコイルを使用する方法 固定子コイルの層間短絡を検出するには固定子コイルの
端子を開放させて発電機として検出する方法と、回転電
機に電流を流して電動機として検出する方法がある。 【００１５】発電機として検出する方法では、固定子コ
イル３に、図２に示すようなトロイダルコイル（検出コ
イル）４Ｂを備えた固定子コイルの層間短絡検出コイル
装置４を、図１に示すように取り付ける。回転電機の運
転時、層間短絡を検出するには、固定子コイル３の端子
を開放とし、回転電機を外部から回転させる。 【００１６】このとき、界磁が励磁式のものは励磁する
必要がある。回転子７を回転させた状態で検出コイル４
Ｂの出力の実効値を取り込む。このとき、もし固定子コ
イル３に層間短絡が発生しているならば、検出コイル４
Ｂがループを作り、誘起電流を発生させる。その誘起電
流は、磁界を発生する。その磁界は検出コイル４Ｂによ
って拾われ、誘起電圧となる。一方、正常時は、短絡電
流が流れないため、検出コイル４Ｂの出力は、ほとんど
ない。したがって、界磁の漏れ磁場による検出コイル４
Ｂの誘起電圧は少ない。 【００１７】よって、固定子コイル３の層間短絡の診断
には、図４に示すように、比較器８に検出コイル４Ｂの
誘起電圧ｅi と基準電圧Ｖref を入力して、両者を比較
し、例えば、誘起電圧ｅi が基準電圧Ｖref を越える
と、所定の出力電圧ｅO が得られるようにして、その出
力電圧ｅO により報知手段（図示なし）を作動するよう
に構成する。 【００１８】偶然、位相が同じで極性が反対のコイルが
層間短絡を起こす可能性も考えられるが、固定子コイル
３から検出コイル４Ｂまでの距離のばらつき、検出コイ
ル４Ｂの巻きむら、層間短絡を起こしたコイルの素線の
位置、層間短絡を起こしたループの抵抗等から考える
と、層間短絡を起こしていても互いに打ち消して検出コ
イルの出力が表れないという確率はほとんどない。 【００１９】電動機として検出する方法は、回転電機の
端子に電流を流す以外は同じである。正常時は固定子コ
イル３に電流が流れるが、固定子コイル３の磁界はバラ
ンスがとれているために誘起電圧は検出されない。層間
短絡が起きた場合、バランスが崩れ、誘起電圧が検出さ
れる。この方法では、誘導機の層間短絡検出も可能とな
る。 【００２０】固定子コイルの各コイル端に磁性体を巻
き、その磁性体に検出コイルを巻く方法 図５は本発明の他の実施例を示す回転電機の固定子コイ
ルの層間短絡検出コイル装置の斜視図である。 【００２１】この図において、１１は回転電機の固定子
コイルの各コイル端、１２はその各コイル端１１に巻か
れた磁性体、１３はその磁性体１２に巻かれたコイルで
ある。 【００２２】このように、固定子コイルの各コイル端１
１に磁性体１２を巻き、その磁性体１２にコイル１３を
巻く方法を示す。この方法も、の方法と同じように層
間短絡した固定子コイルの誘起電流による磁界を検出す
る。個々の検出コイルを直列につなぐことにより、１個
の信号により固定子コイルの層間短絡を検出することが
できる。 【００２３】また、個々の検出コイルをそれぞれ別々に
検出すれば、回転電機の層間短絡を起こしている部位を
特定することができる。 【００２４】なお、上記実施例においては、固定子コイ
ルの場合について述べたが、回転子コイルの場合にも適
用可能である。 【００２５】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。 【００２６】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 【００２７】（１）迅速・的確に回転電機のコイルの層
間短絡の検出を行うことができる。 【００２８】（２）回転電機のコイルのコイル端に磁性
体を巻き、その磁性体にコイルを巻くことにより、容易
に回転電機のコイルの層間短絡の検出を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回転電機のコイルの層間
短絡検出コイル装置付きの回転電機の構成図である。 【図２】本発明の実施例を示す回転電機の固定子コイル
の層間短絡検出コイル装置の斜視図である。 【図３】本発明の実施例を示す回転電機の固定子コイル
と層間短絡検出コイルとの関係を示す拡大図である。 【図４】本発明の実施例を示す回転電機の固定子コイル
の層間短絡検出ブロック図である。 【図５】本発明の他の実施例を示す回転電機の固定子コ
イルの層間短絡検出コイル装置の斜視図である。 【符号の説明】 １ 回転電機のケース ２ 固定子 ２ａ コイルスロット ３ 固定子コイル ３ａ 固定子コイルの素線 ３ｂ 固定子コイルを固形成形する絶縁樹脂 ４ 層間短絡検知コイル装置 ４Ａ 円環状のコア ４Ｂ 検出コイル（トロイダルコイル） ５ 軸 ６ 軸受 ７ 回転子 ８ 比較器 １１ 回転電機の固定子コイルの各コイル端 １２ 磁性体 １３ コイル
短絡検出コイル装置付きの回転電機の構成図である。 【図２】本発明の実施例を示す回転電機の固定子コイル
の層間短絡検出コイル装置の斜視図である。 【図３】本発明の実施例を示す回転電機の固定子コイル
と層間短絡検出コイルとの関係を示す拡大図である。 【図４】本発明の実施例を示す回転電機の固定子コイル
の層間短絡検出ブロック図である。 【図５】本発明の他の実施例を示す回転電機の固定子コ
イルの層間短絡検出コイル装置の斜視図である。 【符号の説明】 １ 回転電機のケース ２ 固定子 ２ａ コイルスロット ３ 固定子コイル ３ａ 固定子コイルの素線 ３ｂ 固定子コイルを固形成形する絶縁樹脂 ４ 層間短絡検知コイル装置 ４Ａ 円環状のコア ４Ｂ 検出コイル（トロイダルコイル） ５ 軸 ６ 軸受 ７ 回転子 ８ 比較器 １１ 回転電機の固定子コイルの各コイル端 １２ 磁性体 １３ コイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 11/00
H02K 3/00 - 3/52
G01R 31/02 - 31/06
G01R 31/32 - 31/36
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 回転電機のコイルの層間短絡検出装置に
おいて、 （ａ）回転電機のコイルに層間短絡が発生している場合
に、層間短絡コイルがループを形成することによって生
じる誘起電流により発生する磁界を検出する検出コイル
と、 （ｂ）該検出コイルが検出する誘起電圧と、前記回転電
機のコイルの正常時の検出コイルの誘起電圧とを比較す
る比較手段と、 （ｃ）該比較手段による出力を報知する報知手段とを有
し、 （ｄ）前記検出コイルは、前記回転電機のコイルの各コ
イル端に巻かれる磁性体と、該磁性体に巻回されるコイ
ルとを 具備することを特徴とする回転電機のコイルの層
間短絡検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08501799A JP3485834B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 回転電機のコイルの層間短絡検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08501799A JP3485834B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 回転電機のコイルの層間短絡検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000287411A JP2000287411A (ja) | 2000-10-13 |
| JP3485834B2 true JP3485834B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=13846978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08501799A Expired - Fee Related JP3485834B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 回転電機のコイルの層間短絡検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3485834B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5423205U (ja) * | 1977-07-19 | 1979-02-15 | ||
| JPS5657967A (en) * | 1979-10-18 | 1981-05-20 | Toshiba Corp | Winding insulation inspecting device |
| JPH03117346A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-20 | Toshiba Corp | 回転電機の固定子巻線絶縁監視装置 |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP08501799A patent/JP3485834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000287411A (ja) | 2000-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031014 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |