JPH04213082A - 電機子コイルの試験装置及び試験用ブラシ保持器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、整流子片を有する回
転電機、例えば直流電動機の電機子コイルの試験装置（
以下単に試験装置という）及び試験用ブラシ保持器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８，図９は、例えば（財）日本電機工
業会技術資料第１１３号「直流機の保守基準」（１９７
７年６月制定）第２８頁に記載された従来の直流機の試
験装置を示すものであり、図８は電機子の構成図、図９
は試験装置の構成図である。これらの図において、１は
電機子であり、電機子コイル２と整流子３とを有し、整
流子３は多数の整流子片４で構成されている。

【０００３】５は銅バー電極、６は直流定電流電源であ
り、直流定電流電源６から銅バー５、整流子片４を介し
て電機子コイル１に電流が供給される。７は測定電極、
８は電圧計であり、隣接する整流子片４間の電圧を測定
電極５を介して電圧計８により指示させる。なお、図示
を省略しているが、電機子１は支持体であるフレームに
軸受を介して回転自在に支持されている。

【０００４】次に、上記試験装置を用いて電機子コイル
を試験する方法について説明する。直流定電流電源６か
ら銅バー電極５、整流子片４を介して電機子コイル１に
所定の電流を流した状態で、隣接する整流子片４相互間
の電圧降下を測定電極７を介して電圧計８により測定す
る。

【０００５】よく知られているように電機子コイル２に
断線があれば整流子片４相互間の電圧が上昇し、層間短
絡が生じていれば整流子片相互間の電圧が降下する。こ
の電圧値によって電機子コイル２の健全性を試験する。 なお、この例においては、直流機の保守、点検のために
行う試験であり、実機のブラシは全て引き上げた状態で
上記試験がなされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の試験装置は以上
のように構成されているので、多数の整流子片４の隣接
する２個を順次選んで銅バー電極５及び測定電極７を押
し当てる作業を要し、これらは手作業で行っていた。こ
の作業において、銅バー電極５及び測定電極７は整流子
片のピッチに合わせて順次押し当て位置を変えていく必
要があり、銅バー電極５及び測定電極７（各２本１組）
を各々押し当てる作業に各１名、電圧計８の指示を記録
する記録者１名の計３名もの作業人員を要していた。

【０００７】また、整流片４の枚数は例えば数百枚に及
ぶため、試験時間を多く要することや手作業のために相
隣る整流子片４間の電圧を順次測定すべきところ、誤っ
て測定すべき箇所をとばして誤計測をしてしまう恐れが
あった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、試験時間を短縮できるとともに
信頼性の高い試験装置を得ることを目的とする。また、
簡易で試験作業人員を少なくできる試験用ブラシ保持器
を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る試験装置
は、支持体に回転自在に支持された電機子に電源より電
流を供給するとともに支持体に設けた一対の接触電極を
整流子の整流子片に接触させてこの一対の接触電極間の
電圧を電圧測定手段により測定するようにしたものであ
る。請求項２に係る発明は、整流子の周方向に回動する
回動部材に整流子片と接触する一対の接触電極を支持さ
せて、この一対の接触電極間の電圧を測定するようにし
たものである。

【００１０】請求項３に係る発明は、同じ保持部材に夫
々間隔をおいて保持され電機子の整流子片に摺動する二
対のブラシを有し、一方の対により電機子に電流を供給
して他方の対によりこのときの整流子片間の電圧を取り
出すようにしたものである。

【００１１】

【作用】請求項１に係る発明における支持体に設けられ
た一対の接触電極は、電機子を回転させることにより、
整流子片に順次接触する。従って、手作業で整流子片に
いちいち接触電極を押し当てることを要さずに整流子片
間の電圧を測定することができる。また、手作業を要し
ないので、大巾な試験時間の短縮ができるとともに、測
定すべき整流子片の順番をとばしてしまう恐れがない。

【００１２】請求項２に係る発明においては、回動部材
に支持された一対の接触電極は、回動部材を回動させる
ことにより整流子片と順次接触するので、手作業で整流
子片にいちいち接触電極を押しつけなくとも整流子片間
の電圧を容易に測定できる。この場合も手作業を要しな
いので大巾な試験時間の短縮ができ、また測定すべき整
流子片の順番をとばしてしまう恐れがない。

【００１３】請求項３に係る発明においては、二対のブ
ラシが同じ保持具に保持されているので、二対のブラシ
を同時に整流子片に押し当て、電機子への電流の供給と
整流子片間の電圧の取り出しとを同時にできるので、手
軽に使用できて整流子片への押し当て作業が容易となる
。

【００１４】

【実施例】図１〜図３はこの発明の一実施例を示すもの
で、図１は試験装置の構成図、図２は試験用ブラシ保持
器の斜視図、図３（ａ）は電圧用ブラシの斜視図、図３
（ｂ）は電流用ブラシの斜視図である。これらの図にお
いて、１０は試験用ブラシ保持器であり、図示しない直
流電動機のフレームに固定されている。試験用ブラシ保
持器１０は次のように構成されている。１１，１２は夫
々絶縁物で製作された第一，第二の保持部材、１３は各
保持部材に設けられた正方形状の断面を有する四角穴、
１４は同じく長方形の断面を有する角穴、１５は保持部
材１１，１２の間に挿入された所定の厚さＤを有するス
ペーサ、１６は保持部材１１に固着された２本のスタッ
ドであり、保持部材１１，スペーサ１５，保持部材１２
を蝶ナット１７により図２のように一体に締めつけてい
る。なお、スペーサ１５は種々の厚さＤのものを用いて
、対象とする電機子の整流子片のピッチに合わせて電圧
用ブラシ２１，電流用ブラシ２３（後述）の間隔を調整
して使用する。

【００１５】図３（ａ）において２１は電圧用ブラシ，
２２は電圧用ブラシ２１の外部接続用の可撓リード、図
３（ｂ）において２３は電流用ブラシ、２４は電流用ブ
ラシ２３の外部接続用の可撓リードであり、各ブラシ２
１，２３の先端部は図のように台形状に先細に加工され
ており、先端部が整流子片４と接触する（後述）。なお
、電圧用ブラシ２１は整流子片４との接触電圧を小さく
するために、銀とカーボンとを半々に混合した銀カーボ
ンブラシを、また電流用ブラシ２３は銅とカーボンとを
７対３に混合した銅カーボンブラシを採用するとともに
断面積を大きくして大電流を供給するのに適したものと
している。

【００１６】以上のように一体にされた保持部材１１，
１２の四角穴１３に図３（ａ）に示される電圧用ブラシ
２１を対にして保持させるとともに図３（ｂ）に示され
る電流用ブラシ２３を対にして挿入して保持させた試験
用ブラシ保持器１０を、例えばマグネット式吸着器（図
示せず）を用いてフレームに固定して図１に示される状
態にする。なお、図示を省略しているが、各ブラシ２１
，２３はブラシ押えにより整流子片４に所定の圧力で押
圧されて摺動するようにされている。

【００１７】図１において、電流用ブラシ２３は可撓リ
ード２４を介して直流定電流電源６に接続されている。 ３１は電圧用ブラシ２１に接続されたＤＣアンプ、３２
はＤＣアンプ３１のアナログ出力をディジタル出力に変
換するＡ／Ｄ変換器、３３はＡ／Ｄ変換器の出力データ
を処理するパーソナルコンピュータである。なお、図１
においては、図示の都合上、電圧用ブラシ２１、電流用
ブラシ２３は片方のみを図示している。その他の構成に
ついては図９に示された従来装置と同様であるので相当
するものに同一符号を付して説明を省略する。

【００１８】次に動作について説明する。直流定電流電
源６から可撓リード２４，電流用ブラシ２３を介して所
定の電流を整流子片４に供給しながら整流子３を手で回
転させ、隣接する２個の整流子片４間の電圧降下を一対
の接触電極あるいはブラシとしての電圧用ブラシ２１及
び可撓リード２２を介して取り出し、ＤＣアンプ３１に
より増巾しＡ／Ｄ変換器３２によりディジタル値に変換
する。パーソナルコンピュータ３３はＡ／Ｄ変換器３２
により変換されたディジタル電圧値を取り込みデータ処
理を行う。

【００１９】図６の電圧波形図はこのようにしてパーソ
ナルコンピュータ３３により整流子片４間の切換途中に
おけるインダクタンスによる電圧変化（後述の図７参照
）を除去処理し、整流子片４の位置（番号）と電圧降下
との関係をそのＣＲＴに出力したものであり（ディジタ
ル処理のために波形は階段状に表示されている）、第８
番目の整流子片４の部分、図６のＡ点において電圧降下
が小さくなっており、電機子コイル２に層間短絡が発生
していることが分る。なお、正常な整流子片４間の電圧
降下が整流子片位置の奇数番目と偶数番目で異なるのは
整流子片の１個おきに均圧コイル（図示せず）を設けて
いるためである。

【００２０】図４，図５はこの発明の他の実施例を示す
もので、図４は試験装置の構成図、図５（ａ），（ｂ）
は検出ブラシの側断面図、正面断面図である。これらの
図において、４１は絶縁カバー、４２は接触電極として
の検出ブラシであり、図５に詳細を示すように検出ブラ
シ４２の上半分を覆って絶縁している。４３は検出ブラ
シ４２に設けられた可撓リードである。絶縁カバー４１
、可撓リード４３の設けられた検出ブラシ４２は図５（
ａ）に示すように一対にして隣接する整流子片４に各々
が接触するように図示しない実機のブラシホルダに装着
されている。

【００２１】図４において、４４は実機に設けられてい
るブラシ（支持構造は図示を省略）であり、直流定電流
電源６からブラシ４４を利用して整流子３に所定の電流
を供給する。また、図１の一実施例におけるＡ／Ｄ変換
器３２、パーソナルコンピュータ３３によりデータ処理
をする代わりに電磁オシログラフ４６を用いて整流子片
４間の電圧を記録するようにしたもので、動作について
は図１の一実施例と同様である。

【００２２】図７はこのようにして電磁オシログラフ４
６に記録表示された時間（整流子片位置）と降下電圧と
の関係を示す波形図であり、電流２０〔Ａ〕（一定）を
流したとき、電機子コイル２が健全な場合の降下電圧（
図のＢ部）２１．４〔ｍｖ〕に比し、層間短絡している
場合の降下電圧（Ｃ部）は　２０．５〔ｍｖ〕と低くな
っている。 なお、図７の波形図中降下電圧がひげ状に上下に大きく
変動しているのは電機子１を回転させることにより電流
を供給される整流子片４が順次切り換わるために生じる
電流変化と電機子コイル２のインダクタンスに基づく誘
起電圧によるものである。

【００２３】図１あるいは図４のように構成することに
より、例えば従来３時間以上要していた測定時間を１０
分に短縮できた。

【００２４】なお、図１の一実施例においては、電圧用
ブラシ２１と電流用ブラシ２３とを設けたが、電流用ブ
ラシ２３と整流子片４との接触電圧降下を問題としない
場合は、電圧用ブラシ２１を省略して電流用ブラシ２３
に電圧用ブラシ２１を兼ねさせてここから電圧を取り出
しても良い。また、上記各実施例は既設の直流機の保守
点検を行うもので電機子１が既にフレームに組み込まれ
ているので、電機子１を回転させて電圧用ブラシ２１あ
るいは検出ブラシ４２により整流子片４間の電圧を測定
するものを示したが、直流機の組立前に、あるいは電機
子をフレームから抜き出して試験を行う場合は、次のよ
うにして同様の効果を奏するようにできる。

【００２５】すなわち、動かないようにして置かれた整
流子３の周方向に回動できるようにされた回動部材を設
け、この回動部材に図１〜図３に示されたのと同様の試
験用ブラシ保持器１０を固定して回動部材を回動させて
電圧用ブラシ２１，電流用ブラシ２３を順次に移動、整
流子片４に接触させ、電圧用ブラシ２１間の電圧を測定
する。この場合、整流子３への給電は電流用ブラシ２３
を用いず、別途設けた固定電極を整流子３に接触させて
行っても良い。また、電圧用ブラシ２１を省いて電流用
ブラシ２３から電圧を取り出しても良い。

【００２６】なお、電圧測定手段としてパーソナルコン
ピュータ３３によるデータ処理あるいは電磁オシログラ
フ４６により記録表示するものを示したが、上下限警報
付きの指示電圧計を用いて異常を報知するようにしても
良いし、その他必要に応じて適宜電圧測定手段を選べば
良い。

【００２７】さらに図１に示された試験用ブラシ保持器
１０をフレームに固定しないで単独で用いて、１人の作
業者が例えば整流子片に手で順次押し当てながら電流用
ブラシ２３から電流を供給し、電圧用ブラシ２１から電
圧を取り出しても良く、この場合、簡易な試験用ブラシ
保持器１０にて手軽に使用できて作業人員を減らせる試
験用ブラシ保持器として活用できる。また、スペーサ１
５は種々の厚さＤを有するものを用意しておいて、整流
子片４のピッチに合わせて所定の厚さのスペーサ１５を
選択する代わりに、例えばコイルばねをスペーサ１５の
保持部材１０と保持部材１１との間に挿入しておいて、
蝶ねじの締め加減により保持部材１０，１１の間隔を連
続して変えられるようにしても良い。なお、回転電機は
交流整流子機等であっても同様の効果を有する。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、回転自在にされた電機子の整流子片に接触する一対
の接触電極を設け整流子片間の電圧を測定するようにし
たので、極めて簡易な構成で整流子片間の電圧測定にと
もなう手作業を無くすことができ、大巾に試験時間を短
縮できるとともに誤測定を防ぐことができる。また、請
求項２に係る発明によれば、一対の接触電極を回動部材
に設けて整流子の周方向に回動させて整流子片に順次接
触しうるようにして整流子片間の電圧を測定するように
したので、電機子を回転させなくとも整流子片間の電圧
を測定でき、電圧測定にともなう手作業を無くすことが
できる。

【００２９】さらに、請求項３に係る発明によれば、電
機子への電流の供給と電圧の取り出しを同時にできるの
で、簡易で試験作業人員を少なくできる試験用ブラシ保
持器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す試験装置の構成図で
ある。

【図２】この発明の一実施例を示す試験用ブラシ保持器
の斜視図である。

【図３】図２の試験用ブラシ保持器に保持される電圧用
ブラシ，電流用ブラシの斜視図である。

【図４】この発明の他の実施例を示す試験装置を示す構
成図である。

【図５】図４における検出ブラシの側断面図、正面断面
図である。

【図６】図１に示された一実施例の動作を説明するＣＲ
Ｔに表示された電圧波形図である。

【図７】図４に示された他の実施例の動作を説明する電
磁オシログラフに記録された電圧の波形図である。

【図８】電機子の構成を示す構成図である。

【図９】従来の試験装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１　　電機子 ２　　電機子コイル ３　　整流子 ４　　整流子片 ６　　直流定電流電源 １０　　試験用ブラシ保持器 １１，１２　　保持部材 １３，１４　　角穴 １５　　スペーサ １６　　スタッド ２１　　電圧用ブラシ ２３　　電流用ブラシ ３１　　ＤＣアンプ ３２　　Ａ／Ｄ変換器 ３３　　パーソナルコンピュータ ４２　　検出用ブラシ ４６　　電磁オシログラフ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　整流子片を有し支持体に回転自在に支
   持された電機子に電流を供給する電源、上記支持体に設
   けられ上記整流子片と接触する一対の接触電極、上記一
   対の接触電極間の電圧を測定する電圧測定手段を備えた
   電機子コイルの試験装置。
2. 【請求項２】　　整流子片を有する整流子を設けた電機
   子に電流を供給する電源、上記整流子の円周方向に回動
   しうるようにされた回動部材、この回動部材に支持され
   上記整流子片と接触する一対の接触電極、上記一対の接
   触電極間の電圧を測定する電圧測定手段を備えた電機子
   コイルの試験装置。
3. 【請求項３】　　保持部材に所定の間隔をおいて夫々対
   をなすように保持され電機子の整流子片に摺動する二対
   のブラシを有し、この二対のブラシの一方の対により上
   記電機子に電流を供給し上記ブラシの他方の対により上
   記整流子片間の電圧を取り出す試験用ブラシ保持器。