JPS5826261B2 - 電気機器巻線の緩み検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電気機器の巻線に直接大電流サージを通電
しもしくは加振コイルに通電して電磁力によりコイルを
加振し、該コイルの振動を検出し、その信号を処理して
巻線の緩みを検出する方法に関するものである。

一般に例えば電動機のような電気機器の巻線の緩みは、
電磁力および遠心力（回転機）によりコイルが振動し絶
縁物を摩耗劣化させることにより発生することが知られ
ており、そのま〜放置して使用すると遂には絶縁破壊を
起して機械を破損させてしまう。

したがって、巻線の緩みを正確に検出することは、電気
機器の破損を未然に防止する上で極めて重要である。

従来、巻線の緩みひ、テストハンマー等で巻線又は巻線
を押えているウェッジやバインド線をたたき音又は感触
により検出していたが、経験と感によるもので正確な検
出が困難であった。

又ウェッジの下のコイル（ここでは巻線単位をコイルと
呼ぶ）すなわち電動機や発電機のスロットの中のコイル
のゆるみは、ウェッジ、の上からたたいても検出できな
いという欠点があった。

この発明は、従来法の欠点を解決し、コイル単位で定量
的に巻線の緩みを検出するものであり、電気機器の事故
防止のため適正なる巻替時期の決定などに用いて極めて
有効である。

次に先ず本発明の原理について第１図〜第４図を参照し
ながら述べる。

第１図に示すように大電流サージ発生装置１（例えば充
放電用コンデンサー）により被測定電気機器２（図では
電機子）の巻線端（図では整流子）から大電流サージ（
例えばｌ０００Ｖ、５０００Ａ）ｉを流す。

そして振動検出端４でコイル５の振動を検出する。

第２図はスロット６におさめられているコイル５の状態
を示す。

スロット６の中に上コイル５ａ、下コイル５ｂの計２本
のコイルがおさめられており、その上をウェッジ７で押
えて同定している。

８は鉄心である。

第３図は、スロット６の断面図を示す。上コイル５ａ、
下コイル５ｂに、大電流サージｉを流すと上コイル５ａ
、下コイル５ｂ間の電流力Ｆ（ｏｌ：ｉ２ ）がコイル
５ａ、ｓｂに働き、コイルを加振することができる。

大電流サージにより一定電磁衝撃力を加えた場合、第３
図Ａのようにコイルに緩みがない場合は振動が小さくす
ぐに減衰し振動周波数は高い（第３図Ｂ）。

これに反して第４図Ａのようにコイルの緩みが大きい場
合は振動は犬きく長く続き、振動周波数は低い（第４図
Ｂ）。

すなわち、コイルの緩みが大きい場合はコイルの働きは
大きく、振動のピーク値は大きい。

又、ゆるみのないコイルよりも自由に動げろ長さが長く
なり固有振動数は低くなるため振動周波数は低くなる。

振動の減衰は、コイルとスロット壁、ウェッジとの摩擦
が少ないのでその率は小さくなる。

コイルの緩みが少ない場合はこの逆になりピーク値は小
さく、周波数は高く、減衰率は大きくなる。

以上の原理を用いてコイルの振動のピーク値、振動周波
数、振動減衰率によりコイルの緩みを検出する。

次に本発明の実施に供する装置構成の一例について述べ
る。

第５図で１は例えば充放電用コンデンサーのような大電
流サージ発生装置で、それに接続された導電端子１ａに
より被測定電気機器２０巻線端３より大電流サージを通
電する。

４は振動検出端でありコイル５に接触し、振動を検出す
る。

９は検出された電気信号を増幅する増幅器であり、チャ
ージアンプ、電圧増幅器等を必要に応じて用いればよい
。

１０は信号処理回路であり、増幅器９よりの電気信号を
大電流サージ発生装置１より出される同期信号（トリガ
ー信号）に同期して処理を行なう。

１０ａはピーク検出回路、１０ｂは振動減衰率演算回路
、１０ｃは周波数演算回路でありこれら３つの回路は任
意数を選択して設けることができる。

１１は処理出力を表示する表示装置である。

以下上述の本装置を使ってコイルの緩みを検出する方法
を述べる。

大電流サージ発生装置１に接続された導電端子１ａによ
り被測定電気機器の巻線には文定格電流に等しい一定大
電流サージを通電し、コイルの振動が十分に減衰するよ
うな発生間隔に谷コイルへの通電間隔を設定する。

振動検出端４を各コイルの一定個所（例えばスロットの
出口）に当てて信号処理回路１０の出力を表示装置１１
により読み取る。

第６図は振動波形の一例を示す、Ａは緩みのない良好な
コイルであり振動ピーク値は小さく周波数は高い。

Ｃは緩みのある不良コイルであり、振動ピーク値は大き
く周波数は低く、振動が長く続き、減衰率は小さい。

Ｂは緩みが中程度のや工不良のコイルであり、振動ピー
ク値が大きくても周波数かやＳ高く、振動の減衰が早く
、減衰率が大きい。

上記の原理および振動波形例より緩み判定法をまとめる
と第１表のよ次に緩み検出法を説明するが、先ず相対的
緩み検出法について述べる。

処理回路の出力値すなわちピーク値、周波数、減衰率を
第７図のようにグラフ化しコイル間の相対的比較により
コイルの緩み個所を検出する。

第７図の例ではコイ／Ｉ／Ａ３と４は緩みが大きい（不
良）、コイ／［／Ａ１０は緩みが中程度（やや不良）と
判定する。

次に、緩みの絶対値を検出する方法を述べるに、電気機
器の種類仕様によりコイルの仕様は様々であり、コイル
仕様を分類し、それ毎に基礎試験により第８図に示すよ
うな緩み対ピーク値、周波数、減衰率の関係をグラフ化
するか、回帰式を求めておきそれによって緩みの絶対値
を求める。

検出方法で注意すべき点として大電流サージの印加方法
についてであるが、直流機電機子の場合は整流子面の任
意の２点にこれを加えてもコイルに直れる電流は一定と
はならない。

コイルには均一・な電流を流すことが必要であり、これ
には均圧環の影響をなくすために極ピツチ間すなわちブ
ラシのプラスとマイナス間に加えるとよい。

３相交流機の場合はＵ、Ｖ、Ｗ相のＵＶ間、ＶＷ間、Ｗ
Ｕ間と印加方法を変えて各コイルに流れる電流の条件を
そろえて測定する。

装置構成の応用例として第９図に示すように、コイルを
加振するのに加振コイル１２に大電流サージを流し、加
振コイル１２と電気機器２のコイルとの間の電磁力によ
り加振する方法も可能である。

又コイルの振動検出法として、振動検出端による直接的
な検出以外に、第１０図に示すような電気的検出法も可
能である。

すなわち、コイル導体と鉄心間の静電容量がコイルの振
動により変化することを利用し、静電容量検出回路１３
で変化分、！ＩＣを求めてコイル振動を検出する。

第１０図Ｂは、回路１３の出力波形図である。

本発明は、上述したように構成することにより、電気機
器の巻線の緩みを適確に検出することができ、機器の事
故発生を未然に防止し得、設備保全面にきわめて大きい
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図Ａ、Ｂ、および第４図Ａ、Ｂは
本発明の原理説明用の斜視図、断面図、および波形図、
第５図は本発明の構成を示すブロック図、第６図Ａ、Ｂ
、Ｃはコイルの振動波形例を示す波形図、第７図はコイ
ルの緩み相対判定例を説明する波形図、第８図はコイル
の緩み絶対判定例を説明するグラフ、第９図は間接加振
法の一例を示す説明図、第１０図Ａ、Ｂは電気的振動検
出例を示す説明図および波形図である。 図面で、２は電気機器、５ａ、５ｂはコイル、１２は加
振コイル、４は振動検出手段、１０は信号処理回路であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気機器の巻線もしくは前記巻線に非接触で設けた
   加振コイルに大電流サージを通電して該巻線を直接もし
   くは間接的に加振させるとともに、該巻線の振動を振動
   検出手段により各コイル毎に検出し、該検出信号値を信
   号処理回路に入力してそのピーク値、周波数、波形減衰
   率を求め、これらの値から巻線の緩みを検出することを
   特徴とする電気機器巻線の緩み検出方法。