JPS63218872A - 誘導コイルの損失測定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は誘導コイルの損失測定法、特に超電導コイルの
ような低損失誘導コイルの損失測定方法に関するもので
ある。

（従来技術とその問題点） 最近における著しい超電導技術の進歩に伴い、従来のコ
イルに比べて損失が著しく少ない超電導コイルが磁気浮
上列車の走行用コイルや、発電機の電機子コイルその他
への利用が進められつつあるが、その製作に当たっては
損失を実際に測定してその効率がどの程度であるかを実
証する必要がある。

しかし超電導コイルの場合その損失は例えば容量がＩＭ
Ｗの場合その１００万分のｌのＩＷ程度であって、容量
が同程度の従来の誘導コイルに比べて著しく小さい。従
って通常コイルの損失測定に用いられている電力計によ
る方法によってはその測定は殆ど不可能である。また超
電導コイルの損失測定に用いられているコイルに一定電
流を通電しておき、コイルの冷却媒体例えば液体ヘリウ
ムの一定時間内における蒸発量を測定する方法をとって
も、その測定精度は低く、これに加えて測定操作が面倒
である欠点がある。従って、測定方法の確立は超電導技
術の発展にとって重要である。

（発明の目的） 本発明は超電導コイルなどの誘導コイルの微少な損失を
、程度高く節単に測定できる方法の提供を目的としてな
さたちのであって、次に図面を用いてその詳細を説明す
る。

（問題点を解決するための本発明の手段）本発明は前記
した従来方法におけるような絶対測定ではなく、損失が
既知の標準コンデンサとの相対比較によって求めようと
するものである。即ち、本発明は例えば第１図のよにう
交流電源３（電圧はＥ）に並列に接続された被測定誘導
コイル（１）と標準コンデンサ（２）を流れる電流ｉＬ
とｉｃの位相差角θから、第２図のベクトル図のように
標準コンデンサ（２）の既知の損失角δＣを差し引いた
（θ−δ、）が被測定誘導コイル（１）の損失角δ。

を与え、これからＥ−ｉＬｓｉｎ（θ−δＣ）によって
被測定誘導コイル（１）の損失を求めうろことを着想し
てなされたものである。

また更に前記したように超電導コイルのように損失がコ
イルのＶＡ容量の１／１０’のように著しく小さい場合
、損失角δＬは著しく小さく、これに比例して位相差角
θも著しく小さいが、これを時間に換算したとき電源周
波数５０Ｈｚにおいて３０ｎｓ程度となる。しかしこの
程度の時間Δｔであれば現在の周知の時間計測技術によ
って十分な精度のもとに容易に計測出来る。従ってこれ
を利用すれば簡単容易に十分な精度で位相差角を求める
ことができ、これから、Ｅ−ｉｔｓｉｎ（２πΔｔ／Ｔ
−δ）により低損失誘導コイルの損失を十分な精度のも
とに簡単容易に測定しうろことを着想して案出されたも
のである０次に本発明を実施例回路によって説明する。

（実施例の構成） 第３図は被測定誘導コイルと標準コンデンサを並列接続
し、それらに流れる電流の位相差角から損失を求めるよ
うにした本発明の一実施例回路図である。第３図におい
て（１）は被測定誘導コイル、（２）は損失角δ、が既
知の標準コンデンサであって、これらは並列接続されて
交流電源（３）に接続される。

（４）及び（５）はそれぞれ電流検出器であって、回路
に影口を及ぼさない変流器が使用される。（６）及び（
７）は入力インピーダンスが高くしかも入出力間に位相
差をもたない増幅器、（８）及び（９）はそれぞれ零点
パルス発生器であって、（８）には増幅器（６）の出力
が加えられ、（９）には図中［・Ｊ印のように（８）の
入力電圧と位相が１８０°異なるように増幅器（７）の
出力を１８０°反転させたものが加えられる。αＱは水
晶発振器であって、十分な精度をもって計時できるよう
な周波数の計時用クロックパルスＰ０を送出する。ａυ
はゲート回路であって、前記零点パルス発生器（８）の
出力パルス信号Ｐ、がゲートオン信号即ち計時開始信号
として加えられ、零点パルス発生器（９）の出力パルス
信号Ｐｔがゲートオフ信号即ち計時終了信号として加え
られて、この間クロックパルス信号Ｐ０を通過させる。

α乃はカウンタであって、ゲート回路αＤを通過したク
ロックパルスＰ０を計数し、位相差角θに比例した時間
Δｔをカウントアツプする。Ｑ３）は演算回路、αａは
表示回路であって、演算回路ａ■はここに加えられる電
源電圧Ｅ、被測定誘導コイル（１）の電流ｉＬおよび位
相差角θに相当する時間Δｔをディジタル化して、Ｅ−
ｉＬｓｉｎ（２ｙｒΔｔ／Ｔ−δ）の演算を行って被測
定誘導コイル（１）の損失を表示回路αａに表示する。

（実施例の作用） 被測定誘導コイル（１）と標準コンデンサ（２）の並列
回路に電源（３）によって第４図（ａｌの電圧Ｅを加え
る。

すると第４図（ｂ）のように（９０゛−δ、）だけ電圧
Ｅより遅れた電流ｉＬが流れ、標準コンデンサ（２）に
は第４図（Ｃ）のように（９０°−δＬ）だけ電圧Ｅよ
り進んだ電流ｔｃが流れる。そして零点パルス検出器（
８）にはそのままの位相で電流ｉＬに比例する電圧が加
えられ、検出器（９）には第４図（ｄｌに示す電流ｔｃ
を１８０°反転した電流ゴ「に比例した電圧が与えられ
る。従って検出器（８）及び（９）の出力からは、第４
図（ｅｌ　（ｆｌのようにそれぞれＩＬ＋　Ｉｃの零点
において発生するパルス信号Ｐ＋、Ｐｚが送出されてゲ
ート回路αυに加えられる。ゲート回路αυは第４図（
ｇｌに示す水晶発振器α〔からのクロックパルスＰ０を
第４図（ｈｌに示すようにパルス信号Ｐ　＋　、　Ｐ　
ｚによって定まる計時時間、即ち位相差角θに比例する
時間Δｔだけ通過させ、カウンタ亜はこれを計数して時
間Δｔをカウントアツプして、演算回路α旧よ被測定誘
導コイルの損失ＷＬを前記した算出式即ち ＷＬ＝　Ｅ−Ｌｓｉｎ（２πΔｔ／Ｔ−δｅ）　　・−
−−−（１）によって求める。

（他の実施例） 以上においては第３図に示したように被測定誘導コイル
（１）と標準コンデンサ（２）を並列接続して誘導コイ
ルの損失を測定する場合について説明した。

しかし第５図に示すように直列に接続しても測定できる
。この場合電源（３）により流れる第６図（ａ）の電流
Ｉによって被測定誘導コイル（１）に生ずる電圧ｅＬは
第６図（ｂ）のようになり、標準コンデンサ（２）に生
じた電圧ｅｃを１８０°反転した電圧ｅｃは第６図１０
）のようになる。従ってこの両電圧を前記第３図に示し
たと同様に零点パルス検出器＋８１　（９１に加えて、
これらの発生パルス間における時間だけクロツクパルス
ＰＤを計数してΔｔを求めれば、前記（１１弐により被
測定誘導コイル（１）の損失ＷＬを求めることができる
。

（発明の効果） 本発明は同一交流電源に接続されて電流が流されること
によって被測定誘導コイルと標準コンデンサに得られる
それぞれの電気量の位相差角が、被測定誘導コイルと標
準コンデンサの損失角の合成値を示し、これから標準コ
ンデンサの損失角を差引くことによって被測定誘導コイ
ルの損失角となることを利用し、前記の著しく小さい位
相差角を通常技術によって容易に正確に測定しうる時間
に変換して測定するものである。

従って従来行われている電力計法によっては不可能な超
電導コイルのような低損失誘導コイルの損失を温度上昇
測定のような面倒かつ低精度な方法を用いることなく容
易かつ正確に求めうる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の原理を示す回路図およびベ
クトル図、第３図及び第４図は本発明の一実施例回路図
および動作説明用波形図、第５図および第６図は本発明
の他の実施例を示す回路図および動作説明用波形図であ
る。 （１）・・・被測定誘導コイル、　δ、・・・その損失
角、Ｗ、・・・損失、ｉＬ・・・電流、　ｅＬ・・・電
圧、（２）・・・標準コンデンサ、　δ、・・・損失角
、ｉｃ・・・電流、　ｅｃ・・・電圧、　（３）・・・
交流電源、Ｅ・・・電源電圧、　　■・・・電流、　（
４）　（５）・・・電流検出器、　＋６）　１７）・・
・増幅器、　（８１（９１・・・零点パルス発生器、　
ＱＯ）・・・水晶発振器、　αυ・・・ゲート回路、０
乃・・・カウンタ、　αト・・演算回路、　Ｏａ・・・
表示回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一交流電源に接続した被測定誘導コイルと、損失角が
   既知の標準コンデンサに得られる電気量の位相差角を時
   間に換算して測定し、この測定値から求めた位相差角か
   ら既知である前記標準コンデンサの損失角を減算した角
   度が、前記被測定誘導コイルの損失角を与えることを利
   用して誘導コイルの損失を測定することを特徴とする誘
   導コイルの損失測定方法。