JP6803307B2 - Stator test equipment and stator test method - Google Patents
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Description
本発明は、電動機等の固定子、特に、固定子の固定子巻線の絶縁状態を試験する技術に関する。 The present invention relates to a technique for testing a stator of an electric motor or the like, particularly an insulating state of a stator winding of the stator.
電動機等の回転機は、回転子と固定子を備えている。固定子は、固定子コアと、固定子コアに巻き付けられた固定子巻線を有している。固定子コアに巻き付けられる固定子巻線としては、導線の周囲に絶縁皮膜が被覆された被覆線が用いられる。ここで、固定子巻線を固定子コアに巻き付ける際に、固定子巻線同士あるいは固定子巻線と他の部材との接触等によって、固定子巻線の絶縁皮膜に傷がつくことがある。固定子巻線の絶縁被膜に傷がついた状態で、固定子と回転子を組み付けて電動機を製造した場合、絶縁被膜に傷がついた箇所で短絡故障が発生し、過電流が流れるおそれがある。
このため、固定子コアに巻き付けられている固定子巻線の絶縁状態を試験する(固定子巻線の絶縁不良を検出する)固定子試験装置が提案されている。例えば、特許文献1(特開平8−65965号公報)に開示されているような固定子試験装置が知られている。特許文献1に開示されている固定子試験装置では、固定子巻線に試験電圧を印加することによって固定子巻線の絶縁不良を判別している。固定子巻線の絶縁不良を判別する方法としては、種々の方法が用いられる。例えば、コロナ放電やグロー放電が発生していることによって絶縁不良を判別する方法、固定子巻線間の電圧波形を測定することによって絶縁不良を判別する方法、絶縁抵抗を測定することによって絶縁不良を判別する方法等が用いられる。
A rotating machine such as an electric motor includes a rotor and a stator. The stator has a stator core and a stator winding wound around the stator core. As the stator winding wound around the stator core, a coated wire having an insulating film coated around the conductor is used. Here, when the stator winding is wound around the stator core, the insulating film of the stator winding may be damaged due to contact between the stator windings or between the stator windings and other members. .. If the insulator and rotor are assembled to manufacture an electric motor with the insulation coating of the stator winding damaged, a short-circuit failure may occur at the damaged insulation coating and an overcurrent may flow. is there.
Therefore, a stator test device that tests the insulation state of the stator winding wound around the stator core (detects insulation failure of the stator winding) has been proposed. For example, a stator test apparatus as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-65965) is known. In the stator test apparatus disclosed in
特許文献1に開示されている固定子試験装置では、固定子巻線の絶縁不良を検出することができるが、検出精度は低い。なお、固定子コアを、アースに接続されている金属板の上に載置した状態で試験を行うことによって、あるいは、真空装置内で試験を行うことによって、固定子巻線の絶縁不良の検出精度を高めることができるが、限界がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、固定子の固定子巻線の絶縁不良の検出精度を高めることができる技術を提供することを目的とする。
The stator test apparatus disclosed in
The present invention has been devised in view of these points, and an object of the present invention is to provide a technique capable of improving the detection accuracy of insulation defects in the stator windings of the stator.
第1の発明は、固定子を構成する固定子巻線の絶縁状態を試験する固定子試験装置に関する。
本発明の固定子試験装置は、固定子コア、樹脂ボビンおよび固定子巻線を有する固定子を試験対象とし、固定子巻線に試験電圧を印加することによって、固定子巻線の絶縁状態を試験(固定子巻線の絶縁不良を判別)する。
固定子コアは、好適には、複数の電磁鋼板を積層した積層体により構成され、軸方向に沿って延在するとともに、軸方向と直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨークと、ヨークから径方向中心側に延在する複数のティースと、複数のティースの内側に形成される固定子コア内側空間と、周方向に隣接する2つのティースの間に形成される複数のスロットを有している。ティースは、ヨークから径方向中心側に延在するティース基部と、ティース基部の径方向中心側に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部を有している。固定子コア内側空間は、各ティースのティース先端部のティース先端部先端面によって形成され、回転子が挿入される回転子挿入空間を構成する。スロットは、当該スロットを形成する2つのティースのティース先端部の間に、固定子コア内側空間と連通するスロット開口部を有する。
樹脂ボビンは、絶縁性を有する樹脂により形成され、外壁部と、外壁部より径方向中心側に配置される複数の内壁部と、外壁部と各内壁部を連結する複数の連結部を有する。外壁部は、周方向および軸方向に沿って延在し、ヨークに対向する位置に配置される。内壁部は、周方向および軸方向に沿って延在し、ティースのティース先端部に対向する位置に配置される。連結部は、外壁部と内壁部の間に径方向に沿って延在し、ティースのティース基部に対向する位置に配置される。
固定子巻線は、固定子コアの軸方向両側に樹脂ボビンが配置された状態で、樹脂ボビンの連結部および固定子コアのティース(ティース基部)に巻き付けられる。典型的には、固定子巻線は、巻線機のニードルを、スロット開口部を介してスロット内に挿入した状態で軸方向および径方向に沿って移動させるとともに、固定子コアの軸方向両側において、隣接するスロットの間を周方向に沿って移動させることによって、すなわち、集中巻き方式で固定子コアのティースに卷きつけられる。
そして、本発明は、導電性を有しているとともに、アースに接続される複数の板状部材と、複数の板状部材を支持する支持部材を備えている。板状部材は、厚さ方向両側に表面を有している。板状部材は、好適には、支持部材と一体に形成されるが、別体に形成されてもよい。
なお、本発明の固定子試験装置は、固定子巻線に印加する試験電圧を発生する試験電圧発生装置や、固定子巻線の絶縁状態、すなわち、固定子巻線に絶縁不良が発生していることを判別する絶縁不良判別装置も備えている。試験電圧発生装置や絶縁不良判別装置としては、公知の種々の構成の試験電圧発生装置や絶縁不良判別装置が用いられる。
各板状部材は、各スロット内において、各スロットを形成する2つのティース(ティース基部)の一方および他方に巻き付けられている固定子巻線の間に、当該固定子巻線と離間した状態で、表面が軸方向および径方向に沿って延在するように配置可能に、支持部材に支持されている。板状部材を支持部材に支持する態様としては、種々の態様を用いることができる。
板状部材をアースに接続する態様としては、好適には、導電性を有する支持部材を介してアースに接続する態様が用いられるが、これに限定されない。例えば、板状部材を直接アースに接続する態様を用いることもできる。
なお、固定子巻線を集中巻き方式で固定子コアのティースに巻き付ける場合には、スロットを形成する2つのティースの一方および他方に巻き付けられた固定子巻線の間には、スロット開口部を介してスロット内に挿入されたニードルが軸方向および径方向に沿って移動可能な空間が形成される。このため、集中巻き方式の固定子(固定子コア)では、容易に、板状部材を、固定子巻線と離間した状態でスロット内に挿入することができる。
本発明では、導電性を有し、アースに接続される板状部材を、スロット内に、固定子巻線と離間した状態で配置するため、固定子巻線の絶縁不良の検出精度を大幅に向上させることができる。
第1発明の他の形態では、支持部材は、基部と軸部を有している。基部は、平ら(「略平ら」を含む)な底面を有する。軸部は、基部から、基部の底面の延在方向と交差する方向に沿って、基部の底面と反対側に延在する。好適には、軸部は、基部の底面の延在方向と直角(「略直角」を含む)な方向に延在するように構成される。また、支持部材は、水平面上に、基部の底面を下方に配置した状態で起立可能に構成される。
複数の板状部材は、軸部の中心線を中心とする周方向に沿った異なる位置に、軸部の延在方向および軸部の延在方向と交差する方向に沿って延在するように支持される。好適には、複数の板状部材は、軸部の延在方向および軸部の延在方向と直角(「略直角」を含む)な方向に沿って延在するように支持される。より好適には、軸部は、基部の底面の延在方向と直角な方向に延在し、複数の板状部材は、軸部の延在方向および軸部の延在方向と直角な方向(基部の底面の延在方向と平行(「略平行」を含む)な方向)に沿って延在するように構成される。
そして、支持部材の軸部は、固定子コアの固定子コア内側空間内に、軸方向一方側から挿入可能に構成され、また、複数の板状部材は、複数のスロット内に、スロット開口部を介して軸方向一方側から挿入可能に構成されている。なお、支持部材の軸部を固定子コアの固定子コア内側空間内に挿入する操作および複数の板状部材を複数のスロット内に挿入する操作は、好適には、支持部材に対して固定子コアを移動させることによって行われるが、固定子コアに対して支持部材を移動させることによって行ってもよい。
好適には、固定子(固定子コア、樹脂ボビン)は、固定子コアの軸方向が、支持部材の軸部の延在方向と平行(「略平行」を含む)になるように、支持部材の基部上に載置される。また、より好適には、支持部材の基部の、基部の底面と反対側に絶縁部材が配置され、絶縁部材の、基部と反対側に固定子が載置される。
本形態では、支持部材に支持されている複数の板状部材を複数のスロットのスロット開口部に位置合わせした状態で、支持部材の軸部を、固定子コアの固定子コア内側空間内に軸方向一方側から挿入することによって、複数の板状部材を複数のスロット内に容易に挿入することができる。
第1発明の他の形態では、複数の板状部材を、複数のスロットのスロット開口部に位置決めする板状部材位置決め機構を備えている。
本形態では、複数の板状部材を複数のスロットのスロット開口部に容易に位置合わせすることができる。
第1発明の他の形態では、板状部材位置決め機構は、少なくとも1つの位置決めピンと、少なくとも1つの位置決め嵌合部によって構成されている。
位置決めピンは、支持部材の基部から、基部の底面の延在方向と交差する方向、好適には、直角(「略直角」を含む)な方向に沿って、基部の底面と反対側に延在する。位置決めピンは、好適には、支持部材の基部と一体に形成されるが、別体に形成されてもよい。
位置決め嵌合部は、固定子コアに形成され、軸方向に沿って延在するとともに、位置決めピンが嵌合可能に構成されている。位置決め嵌合部としては、溝や孔が用いられる。好適には、固定子コアの外周面に形成され、軸方向に沿って延在する位置決め溝が用いられる。位置決めピンおよび位置決め嵌合部の数や配置位置は、適宜選択可能である。好適には、2つあるいは3つ設けられる。また、周方向に沿って等間隔に配置される。
位置決めピンは、好適には、導電性を有し、アースに接続される。この場合、固定子コアが、板状部材位置決め機構(位置決めピン、位置決め嵌合部)を介してアースに接続されるため、固定子巻線の絶縁不良をより確実に検出することができる。位置決めピンをアースに接続する態様としては、種々の態様を用いることができる。
本形態では、板状部材位置決め機構を簡単に構成することができるとともに、位置決め操作が容易である。
第1発明の他の形態では、固定子コアの軸方向両側に配置される樹脂ボビンのうちの少なくとも一方の、固定子コアと反対側に配置され、導電性を有するとともに、アースに接続されるカバーを備えている。好適には、カバーは、樹脂ボビンの外壁部を覆うように取り付け可能であり、固定子コアの固定子コア内側空間に対向する部分にカバー内側空間を有する環状に形成される。
カバーをアースに接続する態様としては、種々の態様を用いることができる。例えば、カバーを直接アースに接続する態様を用いることもできる。あるいは、板状部材をスロット開口部に位置決めする板状部材位置決め機構を構成する位置決めピンを介して、カバーをアースに接続する態様を用いることもできる。例えば、カバー本体部材の外周面に、軸方向に沿って延在するとともに、位置決めピンが嵌合可能な、少なくとも1つの位置決め溝を形成する。この場合、カバーが、支持部材(固定子コア)に対して位置決めされるとともに、位置決めピンおよび位置決め溝を介してアースに接続される。
固定子巻線を電源や中性点等に接続するための、固定子巻線の引き出し部は、樹脂ボビンの、外壁部、内壁部および連結部により形成される凹部内に引き回される。本実施形態では、樹脂ボビンの、固定子コアと反対側に、導電性を有し、アースに接続されるカバーが配置されるため、樹脂ボビンの凹部内に引き回されている固定子巻線の引き出し部の絶縁不良を精度よく検出することができる。
第2発明は、固定子を構成する固定子巻線の絶縁状態を試験する固定子試験方法に関する。
本発明の固定子試験方法は、固定子コア、樹脂ボビンおよび固定子巻線を有する固定子を試験対象とし、固定子巻線に試験電圧を印加することによって、固定子巻線の絶縁状態を試験(固定子巻線の絶縁不良を判別)する。
固定子コアは、軸方向に沿って延在するとともに、軸方向と直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨークと、ヨークから径方向中心側に延在する複数のティースと、複数のティースの内側に形成される固定子コア内側空間と、周方向に隣接する2つのティースの間に形成される複数のスロットを有している。ティースは、ティース基部とティース先端部を有している。固定子コア内側空間は、各ティースのティース先端部のティース先端部先端面によって形成される。スロットは、固定子コア内側空間と連通するスロット開口部を有している。
樹脂ボビンは、ヨークに対向する位置に配置される外壁部と、ティース先端部に対向する位置に配置される複数の内壁部と、外壁部と各内壁部を連結し、ティース基部に対向する位置に配置される複数の連結部を有している。
固定子巻線は、固定子コアの軸方向両側に樹脂ボビンが配置された状態で、樹脂ボビンの連結部および固定子コアのティースに巻き付けられる。典型的には、固定子巻線は、集中巻き方式で固定子コアのティースに巻き付けられる。
本発明では、導電性を有しているとともに、アースに接続される複数の板状部材を用いる。そして、各板状部材を、各スロット内の、各スロットを形成する2つのティースの一方および他方に巻き付けられている固定子巻線の間で、当該固定子巻線と離間する位置に、軸方向および径方向に沿って延在するように配置した状態において、固定子巻線に試験電圧を印加する。
なお、固定子巻線に印加する試験電圧は、公知の種々の構成の試験電圧発生装置を用いて発生される。また、固定子巻線の絶縁状態、すなわち、固定子巻線に絶縁不良が発生していることは、公知の種々の構成の絶縁不良判別装置も用いて判別される。
本発明では、導電性を有し、アースに接続される板状部材を、スロット内に、固定子巻線と離間した状態で配置するため、固定子巻線の絶縁不良の検出精度を大幅に向上させることができる。
The first invention relates to a stator test apparatus for testing the insulation state of the stator windings constituting the stator.
The stator test apparatus of the present invention targets a stator having a stator core, a resin bobbin and a stator winding, and applies a test voltage to the stator winding to check the insulation state of the stator winding. Test (determine insulation failure of stator winding).
The stator core is preferably composed of a laminated body in which a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated, and extends along the axial direction and extends along the circumferential direction when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction. A yoke, a plurality of teeth extending radially centrally from the yoke, a space inside the stator core formed inside the plurality of teeth, and a plurality of teeth formed between two teeth adjacent in the circumferential direction. It has a slot. The teeth have a teeth base extending radially from the yoke to the center side in the radial direction, and a teeth tip portion provided on the radial center side of the teeth base and extending along the circumferential direction. The space inside the stator core is formed by the tip surface of the tip of the tooth at the tip of the tip of each tooth, and constitutes a rotor insertion space into which the rotor is inserted. The slot has a slot opening that communicates with the space inside the stator core between the tooth tips of the two teeth that form the slot.
The resin bobbin is formed of an insulating resin, and has an outer wall portion, a plurality of inner wall portions arranged on the radial center side of the outer wall portion, and a plurality of connecting portions for connecting the outer wall portion and each inner wall portion. The outer wall portion extends along the circumferential direction and the axial direction, and is arranged at a position facing the yoke. The inner wall portion extends along the circumferential direction and the axial direction, and is arranged at a position facing the tip portion of the teeth. The connecting portion extends along the radial direction between the outer wall portion and the inner wall portion, and is arranged at a position facing the tooth base of the tooth.
The stator winding is wound around the connecting portion of the resin bobbin and the teeth (teeth base) of the stator core in a state where the resin bobbins are arranged on both sides in the axial direction of the stator core. Typically, the stator winding moves the needle of the winder along the axial and radial directions with the needle of the winding machine inserted into the slot through the slot opening, as well as both axial sides of the stator core. In, by moving between adjacent slots along the circumferential direction, that is, in a centralized winding manner, the teeth of the stator core are wound.
The present invention includes a plurality of plate-shaped members connected to the ground and a support member for supporting the plurality of plate-shaped members while having conductivity. The plate-shaped member has surfaces on both sides in the thickness direction. The plate-shaped member is preferably formed integrally with the support member, but may be formed separately.
In the stator test device of the present invention, a test voltage generator that generates a test voltage applied to the stator winding and an insulating state of the stator winding, that is, insulation failure occurs in the stator winding. It is also equipped with an insulation defect discriminating device that discriminates the presence. As the test voltage generator and the insulation defect discriminating device, a test voltage generator and an insulation defect discriminating device having various known configurations are used.
Each plate-like member is separated from the stator winding in each slot between the stator windings wound around one and the other of the two teeth (teeth bases) forming each slot. The surface is supported by a support member so that it can be arranged so as to extend along the axial and radial directions. As a mode for supporting the plate-shaped member to the support member, various modes can be used.
As a mode of connecting the plate-shaped member to the ground, a mode of connecting to the ground via a conductive support member is preferably used, but the mode is not limited to this. For example, a mode in which the plate-shaped member is directly connected to the ground can be used.
When the stator winding is wound around the teeth of the stator core by a centralized winding method, a slot opening is provided between the stator windings wound on one and the other of the two teeth forming the slot. A space is formed in which the needle inserted into the slot can move along the axial and radial directions. Therefore, in the stator (stator core) of the centralized winding type, the plate-shaped member can be easily inserted into the slot in a state separated from the stator winding.
In the present invention, since the plate-shaped member having conductivity and connected to the ground is arranged in the slot in a state separated from the stator winding, the detection accuracy of the insulation defect of the stator winding is greatly improved. Can be improved.
In another aspect of the first invention, the support member has a base and a shaft. The base has a flat bottom (including "substantially flat"). The shaft portion extends from the base portion to the side opposite to the bottom surface of the base portion along a direction intersecting the extending direction of the bottom surface of the base portion. Preferably, the shaft portion is configured to extend in a direction perpendicular to (including "substantially right angles") the extending direction of the bottom surface of the base. Further, the support member is configured to be able to stand upright on a horizontal plane with the bottom surface of the base arranged downward.
The plurality of plate-shaped members extend at different positions along the circumferential direction centered on the center line of the shaft portion along the extending direction of the shaft portion and the direction intersecting the extending direction of the shaft portion. Be supported. Preferably, the plurality of plate-shaped members are supported so as to extend along a direction perpendicular to the extending direction of the shaft portion and the extending direction of the shaft portion (including "substantially right angle"). More preferably, the shaft portion extends in a direction perpendicular to the extending direction of the bottom surface of the base portion, and the plurality of plate-shaped members are oriented in the extending direction of the shaft portion and the direction perpendicular to the extending direction of the shaft portion ( It is configured to extend along a direction parallel to (including "substantially parallel") the extending direction of the bottom surface of the base.
The shaft portion of the support member is configured to be insertable from one side in the axial direction into the space inside the stator core of the stator core, and the plurality of plate-shaped members have slot openings in the plurality of slots. It is configured so that it can be inserted from one side in the axial direction via. The operation of inserting the shaft portion of the support member into the space inside the stator core of the stator core and the operation of inserting the plurality of plate-shaped members into the plurality of slots are preferably performed with respect to the support member. This is done by moving the core, but it may also be done by moving the support member relative to the stator core.
Preferably, the stator (stator core, resin bobbin) has a support member such that the axial direction of the stator core is parallel (including "substantially parallel") to the extending direction of the shaft portion of the support member. It is placed on the base of. Further, more preferably, the insulating member is arranged on the side of the base of the support member opposite to the bottom surface of the base, and the stator is placed on the side of the insulating member opposite to the base.
In this embodiment, in a state where a plurality of plate-shaped members supported by the support member are aligned with slot openings of a plurality of slots, the shaft portion of the support member is pivoted in the space inside the stator core of the stator core. By inserting from one side in the direction, a plurality of plate-shaped members can be easily inserted into a plurality of slots.
In another embodiment of the first invention, a plate-shaped member positioning mechanism for positioning a plurality of plate-shaped members at slot openings of a plurality of slots is provided.
In this embodiment, the plurality of plate-shaped members can be easily aligned with the slot openings of the plurality of slots.
In another aspect of the first invention, the plate-shaped member positioning mechanism is composed of at least one positioning pin and at least one positioning fitting portion.
The positioning pin extends from the base of the support member to the side opposite to the bottom surface of the base along a direction intersecting the extending direction of the bottom surface of the base, preferably along a direction perpendicular (including "approximately right angle"). To do. The positioning pin is preferably formed integrally with the base of the support member, but may be formed separately.
The positioning fitting portion is formed on the stator core, extends along the axial direction, and is configured so that the positioning pin can be fitted. Grooves and holes are used as the positioning fitting portion. Preferably, a positioning groove formed on the outer peripheral surface of the stator core and extending along the axial direction is used. The number and placement positions of the positioning pins and the positioning fitting portions can be appropriately selected. Preferably, two or three are provided. In addition, they are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
The positioning pin is preferably conductive and is connected to ground. In this case, since the stator core is connected to the ground via the plate-shaped member positioning mechanism (positioning pin, positioning fitting portion), it is possible to more reliably detect the insulation failure of the stator winding. Various modes can be used to connect the positioning pin to the ground.
In this embodiment, the plate-shaped member positioning mechanism can be easily configured and the positioning operation is easy.
In another embodiment of the first invention, at least one of the resin bobbins arranged on both axial sides of the stator core is arranged on the opposite side of the stator core, has conductivity, and is connected to the ground. It has a cover. Preferably, the cover can be attached so as to cover the outer wall portion of the resin bobbin, and is formed in an annular shape having a cover inner space at a portion of the stator core facing the stator core inner space.
Various modes can be used to connect the cover to the ground. For example, a mode in which the cover is directly connected to the ground can be used. Alternatively, an embodiment in which the cover is connected to the ground via a positioning pin constituting a plate-shaped member positioning mechanism for positioning the plate-shaped member at the slot opening can be used. For example, at least one positioning groove is formed on the outer peripheral surface of the cover main body member so as to extend along the axial direction and to which the positioning pin can be fitted. In this case, the cover is positioned with respect to the support member (stator core) and is connected to ground via a positioning pin and a positioning groove.
The lead-out portion of the stator winding for connecting the stator winding to the power supply, the neutral point, or the like is routed in the recess formed by the outer wall portion, the inner wall portion, and the connecting portion of the resin bobbin. In the present embodiment, since a cover having conductivity and being connected to the ground is arranged on the opposite side of the resin bobbin from the stator core, the stator winding is routed in the recess of the resin bobbin. It is possible to accurately detect the insulation failure of the lead-out part.
The second invention relates to a stator test method for testing the insulation state of the stator windings constituting the stator.
The stator test method of the present invention targets a stator having a stator core, a resin bobbin and a stator winding, and applies a test voltage to the stator winding to check the insulation state of the stator winding. Test (determine insulation failure of stator winding).
The stator core extends along the axial direction, and when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction, the stator core extends along the circumferential direction and a plurality of teeth extending from the yoke to the radial center side. , It has a stator core inner space formed inside a plurality of teeth and a plurality of slots formed between two teeth adjacent in the circumferential direction. The teeth have a teeth base and a teeth tip. The space inside the stator core is formed by the tip surface of the tip of the tip of each tooth. The slot has a slot opening that communicates with the space inside the stator core.
The resin bobbin is a position that connects the outer wall portion arranged at a position facing the yoke, a plurality of inner wall portions arranged at a position facing the tip portion of the teeth, the outer wall portion and each inner wall portion, and faces the base portion of the teeth. It has a plurality of connecting parts arranged in.
The stator winding is wound around the connecting portion of the resin bobbin and the teeth of the stator core with the resin bobbins arranged on both sides in the axial direction of the stator core. Typically, the stator windings are wound around the teeth of the stator core in a centralized winding fashion.
In the present invention, a plurality of plate-shaped members having conductivity and being connected to the ground are used. Then, each plate-shaped member is placed at a position in each slot so as to be separated from the stator winding between the stator windings wound around one and the other of the two teeth forming each slot. A test voltage is applied to the stator windings in a state of being arranged so as to extend along the direction and the radial direction.
The test voltage applied to the stator winding is generated by using test voltage generators having various known configurations. Further, the insulating state of the stator winding, that is, the occurrence of insulation failure in the stator winding is determined by using various known insulation defect determining devices.
In the present invention, since the plate-shaped member having conductivity and connected to the ground is arranged in the slot in a state separated from the stator winding, the detection accuracy of the insulation defect of the stator winding is greatly improved. Can be improved.
本発明の固定子試験装置および固定子試験方法を用いることにより、固定子巻線の絶縁不良の検出精度を高めることができる。 By using the stator test apparatus and the stator test method of the present invention, the accuracy of detecting insulation defects in the stator winding can be improved.
以下に、本発明の固定子試験装置および固定子試験方法の実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、本発明の固定子試験装置は、固定子の固定子巻線に試験電圧(「インパルス電圧」とも呼ばれる)を印加することによって、固定子巻線の絶縁状態を試験する。固定子巻線の絶縁状態は、固定子巻線に絶縁不良が発生しているか否かによって判別する。具体的には、本発明の固定子試験装置は、試験電圧を発生する試験電圧発生装置と、固定子巻線に絶縁不良が発生していることを判別する絶縁不良判別装置を備えている。試験電圧を発生する試験電圧発生装置として、公知の種々の構成の試験電圧発生装置が用いられる。また、絶縁不良判別装置としては、公知の種々の構成の絶縁不良判別装置が用いられる。例えば、コロナ放電やグロー放電が発生していることによって絶縁不良が発生していることを判別する絶縁不良判別装置や、固定子巻線間の電圧波形を測定することによって絶縁不良が発生していることを判別する絶縁不良判別装置や、絶縁抵抗を測定することによって絶縁不良が発生していることを判別する絶縁不良判別装置が用いられる。これらの、試験電圧発生装置や絶縁不良位判別装置の構成は、公知であるため、本明細書では詳しい説明は省略する。
以下では、本発明の固定子試験装置あるいは本発明の固定子試験方法で用いられる試験補助具について説明する。
Hereinafter, embodiments of the stator test apparatus and the stator test method of the present invention will be described with reference to the drawings.
The stator test apparatus of the present invention tests the insulation state of the stator winding by applying a test voltage (also referred to as “impulse voltage”) to the stator winding of the stator. The insulation state of the stator winding is determined by whether or not the stator winding has an insulation defect. Specifically, the stator test device of the present invention includes a test voltage generator that generates a test voltage and an insulation defect determination device that determines whether an insulation defect has occurred in the stator winding. As the test voltage generator for generating the test voltage, known test voltage generators having various configurations are used. Further, as the insulation defect determination device, known insulation defect determination devices having various configurations are used. For example, an insulation failure discriminating device that determines that insulation failure is caused by corona discharge or glow discharge, or an insulation failure that occurs by measuring the voltage waveform between the stator windings. An insulation defect determining device for determining the presence or absence and an insulation defect determining device for determining that an insulation defect has occurred by measuring the insulation resistance are used. Since the configurations of these test voltage generators and insulation defect position determination devices are known, detailed description thereof will be omitted in this specification.
Hereinafter, the stator test apparatus of the present invention or the test aid used in the stator test method of the present invention will be described.
本明細書では、「軸方向」という記載は、回転子が固定子に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、回転子の回転中心を通る回転中心線P(図1、図2、図7、図8参照)の方向を示す。「固定子コアの周方向」という記載は、回転子が固定子に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面(図3、図9参照)で見て、回転中心線Pを中心とする円周方向を示す。「固定子コアの径方向」という記載は、回転子が固定子に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面で見て、回転中心線Pを通る方向を示す。「固定子コアの径方向中心側」という記載は、径方向に沿って回転中心線P側を示し、「固定子コアの径方向外周側」という記載は、径方向に沿って回転中心線Pと反対側を示す。 In the present specification, the description "axial direction" refers to a rotation center line P passing through the rotation center of the rotor in a state where the rotor is rotatably arranged relative to the stator (FIGS. 1, FIG. 2. The directions shown in FIGS. 7 and 8) are shown. The description "circumferential direction of the stator core" is viewed in a cross section perpendicular to the axial direction (see FIGS. 3 and 9) in a state where the rotor is arranged so as to be rotatable relative to the stator. , Indicates a circumferential direction centered on the rotation center line P. The description "radial direction of the stator core" refers to the direction passing through the rotation center line P when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction in a state where the rotor is arranged so as to be rotatable relative to the stator. Is shown. The description "the radial center side of the stator core" indicates the rotation center line P side along the radial direction, and the description "the radial outer circumference side of the stator core" indicates the rotation center line P along the radial direction. Indicates the other side.
本発明の固定子試験装置の第1の実施形態を図1〜図6を参照して説明する。前述したように、以下では、第1の実施形態の固定子試験装置を構成する試験補助具400について説明し、試験電圧発生装置や絶縁不良判別装置の説明は省略している。
図1は、固定子100に第1の実施形態の試験補助具400を取り付けた状態を示している。図2は、固定子100に第1の実施形態の試験補助具400を取り付ける動作を説明する図である。図3は、固定子100の部分断面図である。図4は、第1の実施形態の試験補助具400のフィンを示す図であり、図5は、第1の実施形態の試験補助具400の断面図である。図6は、固定子100に第1の実施形態の試験補助具400を取り付けた状態の部分拡大図である。
The first embodiment of the stator test apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. As described above, in the following, the test
FIG. 1 shows a state in which the
固定子100は、第1の実施形態の固定子試験装置の試験対象の一例であり、図2および図3に示されているように、固定子コア200と樹脂ボビン300を有している。
The
固定子コア200は、複数の電磁鋼板を積層した積層体により構成され、軸方向に沿って延在する筒状を有している。固定子コア200は、図3に示されているように、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨーク210と、ヨーク210から径方向中心側に延在する複数のティース220を有している。ティース220は、ヨーク210から径方向中心側に延在するティース基部221と、ティース基部221の軸方向中心側に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部222を有している。
ヨーク210は、ヨーク内周面211とヨーク外周面212を有している。ヨーク内周面211は、スロット215の外周面であり、ヨーク外周面212は、固定子コア200の固定子コア外周面である。ティース基部221は、周方向一方側のティース基部側面221aおよび周方向他方側のティース基部側面221bを有している。ティース先端部222は、ティース先端部先端面222a、周方向一方側のティース先端部側面222bおよび周方向他方側のティース先端部側面222c、周方向一方側のティース先端部後端面222dおよび周方向他方側のティース先端部後端面222eを有している。
ティース先端部先端面222aによって、ティース220の内側(中心線P側)に固定子コア内側空間200aが形成される。固定子コア内側空間200aは、回転子(図示省略)が回転可能に挿入される回転子挿入空間を構成する。
また、周方向に隣接する2つのティース220の間に、ヨーク内周面211、ティース基部側面221aおよび221b、ティース先端部後端面222dおよび222eによってスロット215が形成されている。スロット215は、周方向に隣接する2つのティース220の間(詳しくは、周方向一方側のティース220の、周方向他方側のティース先端部側面222cと、周方向他方側のティース220の、周方向一方側のティース先端部側面222bとの間)に、固定子コア内側空間200aに連通するスロット開口部215aを有している。
固定子コア外周面212に形成されている位置決め溝216a、216bについては後述する。
The
The
The stator core inner space 200a is formed inside the teeth 220 (center line P side) by the
Further, a
The
樹脂ボビン300は、絶縁性を有する樹脂により形成され、固定子コア200の軸方向両側に配置される。
樹脂ボビン300は、外壁部310、複数の連結部320および複数の内壁部330を有している。外壁部310は、周方向および軸方向に沿って延在している。内壁部330は、外壁部310より径方向中心側に配置され、周方向および軸方向に沿って延在している。連結部320は、外壁部310と各内壁部とを連結するように径方向に沿って延在している。
外壁部310は、外壁部内周面311と外壁部外周面312を有している。連結部320は、周方向一方側の連結部側面321および周方向他方側の連結部側面322を有している。内壁部330は、内壁部先端面331、内壁部後端面332、周方向一方側の内壁部側面333および周方向他方側の内壁部側面334を有している。また、内壁部先端面331と周方向一方側の内壁部側面333との間に周方向一方側の切欠部330aを形成する内壁部切欠面335と336を有し、内壁部先端面331と周方向他方側の内壁部側面334との間に周方向他方側の切欠部330bを形成する内壁部切欠面337と338を有している。
樹脂ボビン300は、外壁部310、複数の連結部320および複数の内壁部330が、固定子コア200のヨーク210、複数のティース220のティース基部221およびティース先端部222に対向する位置に配置されるように、固定子コア200の軸方向両側に配置される。
なお、内壁部330の内壁部先端面331によって、内壁部330より内側(中心線P側)にボビン内側空間300aが形成され、周方向に隣接する2つの連結部320の間に、部分空間300bが形成される。樹脂ボビン300のボビン内側空間300aおよび部分空間300bは、固定子コア200の固定子コア内側空間200aおよびスロット215に対向する位置に配置される。
また、樹脂ボビン300が固定子コア200の軸方向両側に配置された時、図3に示されているように、固定子コア200のティース先端部222と樹脂ボビン300の内壁部330との間に空隙S1およびS2が形成される。すなわち、固定子コア200のティース220のティース先端部222の、周方向一方側のティース先端部後端面222dと、樹脂ボビン300の内壁部330の、周方向一方側の切欠部330aを形成する内壁部切欠面335および336との間に周方向一方側の空間S1が形成される。また、固定子コア200のティース220のティース先端部222の、周方向他方側のティース先端部後端面222eと、樹脂ボビン300の内壁部330の、周方向他方側の切欠部330bを形成する内壁部切欠面337および338との間に周方向他方側の空間S2が形成される。
The
The
The
In the
The bobbin
Further, when the
固定子コア200のスロット215内には、スロット絶縁部材230が挿入される。図3では、スロット絶縁部材230は、樹脂製の絶縁シートを折り返すことによって形成されている。
そして、固定子コア200の軸方向両側に樹脂ボビン300が配置された状態で、ティース220に固定子巻線250が巻き付けられる。図1〜図3に示されている固定子100では、巻線機の、コイルを送り出すニードル(図示省略)を、スロット開口部215aを介してスロット215内に挿入した状態で軸方向および径方向に移動させるとともに、固定子コア200の軸方向両側において、ティース220の両側のスロット215の間を周方向に移動させることによって、固定子コア200のティース220(詳しくはティース基部221)および樹脂ボビン300の連結部320に固定子巻線250を巻き付けている。すなわち、集中巻き方式で固定子巻線250を固定子コア200のティース220に巻き付けている。
集中巻き方式で固定子巻線250を固定子コア200のティース220に巻き付ける場合、スロット215内には、スロット215を形成する、周方向に隣接する2つのティース220の一方および他方に巻き付けられた固定子巻線250の間に、ニードルを移動させるための、軸方向および径方向に沿った空間が形成される。
なお、樹脂ボビン300には、外壁部310、内壁部330および連結部320により凹部が形成されている。また、固定子巻線250を電源や中性点等に接続するために、固定子巻線250に引き出し部が設けられる。固定子巻線250の引き出し部は、他の部品との接触を防止するために、樹脂ボビン300の凹部内で引き回される。
The
Then, the stator winding 250 is wound around the
When the stator winding 250 is wound around the
The
次に、本実施形態の固定子試験装置で用いられる試験補助具400について説明する。前述したように、集中巻き方式で固定子巻線250を固定子コア200のティース220に巻き付ける場合には、スロット215内の、周方向に隣接するティース220に巻き付けられる固定子巻線250の間に、巻線機のニードルの移動に必要な空間が形成される。本実施形態の試験補助具400は、このスロット215内の固定子巻線250間の空間に、導電性を有し、アースに接続されるフィン413を配置可能に構成されている。
Next, the test
本実施形態の試験補助具400は、図2〜図3に示されているように、本体部材410、絶縁部材420およびカバー430を有している。
The test
本体部材410は、導電性を有する材料により形成され、基部411、軸部412および複数のフィン413を有している。本実施形態では、基部411、軸部412および複数のフィン413は、一体に形成されている。
基部411は、平ら(「略平ら」を含む)な底面411aを有している。
本実施形態では、試験補助具400は、基部411の底面411aを水平面上に載置することにより、水平面上に起立した状態を保持するように構成されている。
軸部412は、基部411から、基部411の底面411aの延在方向と交差する方向に沿って、底面411aと反対側に延在している。本実施形態では、軸部412は、底面411aの延在方向と直角(「略直角」を含む)な方向に延在している。また、軸部412の延在方向(軸部412の中心線Kの延在方向)と直角な断面でみて、軸部412の外周面は円形を有している。
フィン413は、厚さ方向両側に第1の面と第2の面を有する板状に形成されている。フィン413が、本発明の「板状部材」に対応する。
フィン413は、軸部412の中心線Kを中心とする周方向に沿って異なる位置に、軸部412の延在方向および軸部412の延在方向と交差する方向に沿って延在するように構成されている。本実施形態では、フィン413は、軸部412の延在方向および軸部412の延在方向と直角(「略直角」を含む)な方向に沿って延在している。すなわち、複数のフィン413は、軸部412の中心線Kを中心に放射状に延在している。
図5では、基部411の底面411aは、直交するA軸(紙面の左右方向)とB軸(紙面に対して垂直方向)に沿って(A軸−B軸平面の延在方向と平行に)延在している。また、軸部412は、底面411aの延在方向と直角な方向、すなわち、A軸およびB軸と直交するC軸(紙面の上下方向)に沿って延在している。また、複数のフィン413は、軸部412の延在方向と軸部412の延在方向と直角な方向、すなわち、C軸の延在方向およびA軸−B軸平面の延在方向と平行(「略平行」を含む)な方向に沿って延在している。
なお、各フィン413の、軸部412の中心線Kを中心とする周方向に沿った位置は、各フィン413が、固定子コア200の各スロット215内に、スロット開口部215aを介して、軸方向に沿って挿入可能な位置に設定される。
位置決めピン415a、415bについては後述する。
本体部材410の基部411と軸部412により、本発明の「支持部材」が構成される。
なお、基部411、軸部412および複数のフィン413を別体に形成することもできる。この場合、少なくともフィン413は、導電性を有し、薄くて強度がある(剛性を有する)材料により形成される。例えば、鉄、NAK80(登録商標)、炭素鋼45Cにより形成される。基部411および軸部412を、フィン413と同じ材料で形成することもできる。
The
The
In the present embodiment, the test
The
The
The
In FIG. 5, the
The position of each
The positioning pins 415a and 415b will be described later.
The "support member" of the present invention is configured by the
The
絶縁部材420は、絶縁性を有する樹脂により形成され、絶縁部材基部421、絶縁部材軸部422および複数の絶縁部材壁部423を有している。
絶縁部材基部421は、本体部材410の基部411の、底面411aと反対側に配置され、基部411と反対側に、平ら(「略平ら」を含む)な載置面421aを有している。
絶縁部材軸部422は、本体部材410の軸部412を覆った状態で、軸部412の延在方向に平行(「略平行」を含む)に延在している。また、絶縁部材軸部422の延在方向と直角な断面でみて、絶縁部材軸部422の外周面は円形を有している。なお、本体部材410の複数のフィン413は、絶縁部材軸部422の外周面から飛び出るように構成されている。
各絶縁部材壁部423は、絶縁部材軸部422の外周面の、周方向に隣接する2つのフィン413の間の位置から、絶縁部材軸部422の延在方向および絶縁部材軸部422の延在方向と交差する方向に沿って延在するように形成されている。なお、絶縁部材壁部423は、固定子コア200の固定子コア内側空間200a内に挿入可能に形成されている。
絶縁部材420(絶縁部材基部421、絶縁部材軸部422、絶縁部材壁部423)によって、フィン413が他の部材と接触するのが防止される。
The insulating
The insulating
The insulating
Each insulating
The insulating member 420 (insulating
カバー430は、導電性を有するカバー本体部材431により構成されている。カバー本体部材431は、内側にカバー内側空間431aを有する筒状(リング状)に形成されている。カバー本体部材431は、樹脂ボビン300の外壁部310の、固定子コア200と反対側に、カバー内側空間431aが固定子コア内側空間200aと対向する状態で、外壁部310を覆うように外壁部に310に取り付け可能に構成されている。
位置決め溝432a、432bについては後述する。
The
The
次に、第1の実施形態の固定子試験装置を用いて固定子の固定子巻線の絶縁状態を試験する動作を説明する。
先ず、固定子100と試験補助具400を組み付ける。例えば、固定子100を、試験補助具400の本体部材410の基部411と反対側から基部411の方向に、軸部412(絶縁部材軸部422)の延在方向に沿って移動させる。この時、試験補助具400の本体部材410の軸部412、絶縁部材420の絶縁部材軸部422および絶縁部材壁部423が、固定子コア200の固定子コア内側空間200a内に軸方向一方側(図2の下方側)から挿入され、また、試験補助具400の本体部材410の各フィン413が、固定子コア200の各スロット215内にスロット開口部215aを介して軸方向一方側(図2の下方側)から挿入されるように、試験補助具400を固定子100に対して位置合わせする。
なお、図6に示されているように、フィン413は、スロット215内に、スロット215を形成する2つのティース220の一方および他方に巻き付けられている固定子巻線250aおよび250bとの間で、両固定子巻線250aおよび250bと接触しないように(離間した状態で)挿入される。
集中巻き方式で固定子巻線250を固定子コア200のティース220に巻き付ける場合には、スロット215内の、固定子巻線250aと固定子巻線250bとの間に、ニードルを移動させるための、軸方向および径方向に沿った空間が形成される。このため、フィン413をスロット開口部215aに対して適切に位置合わせすることにより、フィン413を、固定子巻線250aと固定子巻線250bとの間に、両固定子巻線250aおよび250bと離間した状態で挿入することができる。
Next, the operation of testing the insulation state of the stator winding of the stator using the stator test device of the first embodiment will be described.
First, the
As shown in FIG. 6, the
When the stator winding 250 is wound around the
本実施形態では、試験補助具400の各フィン413を固定子コア200の各スロット215のスロット開口部215aに対する位置合わせを容易にするために、各フィン413を各スロット開口部215aに位置決めするフィン位置決め機構が設けられている。フィン位置決め機構は、本発明の「板状部材位置決め機構」に対応する。
フィン位置決め機構は、試験補助具400の本体部材410に設けられている、軸部412の延在方向と平行(略平行)を含む)な方向に延在する少なくとも1つの位置決めピンと、固定子コア200に設けられ、軸方向に沿って延在するとともに、位置決めピンが嵌合可能な少なくとも1つの位置決め嵌合部により構成される。
本実施形態の試験補助具400では、本体部材410の基部411から、基部411の底面411aの延在方向と直角(「略直角」を含む)な方向に沿って、底面411aと反対側に延在している位置決めピン415a、415b、415c(位置決めピン415cは図示されていない)が、不等間隔で設けられている。また、固定子コア200の固定子コア外周面212に、軸方向に沿って延在し、位置決めピン415a、415b、415cが嵌合可能(係合可能)な位置決め溝216a、216b、216c(位置決め溝216cは図示されていない)が形成されている。
位置決めピン415a〜415cの、軸部412の中心線Kを中心とする周方向に沿った配置位置および位置決め溝216a〜216cの回転中心線Pを中心とする周方向に沿った配置位置は、位置決めピン415a〜415cが位置決め溝216a〜216cに嵌合(係合)されることによって、各フィン413が各スロット215のスロット開口部215aと対向する位置に配置されるように設定される。
なお、本実施形態では、位置決めピン415a〜415cは、本体部材410の、導電性を有する基部411と一体に形成されている。このため、基部411がアースに接続されると、固定子コア200は、位置決め溝216a〜216c、位置決めピン415a〜415cおよび基部411を介してアースに接続される。
In this embodiment, the
The fin positioning mechanism includes at least one positioning pin provided on the
In the test assist
The positioning positions of the
In this embodiment, the
次に、樹脂ボビン300の一方にカバー430を組み付ける。
本実施形態では、図2に示されているように、試験補助具400の本体部材410の軸部412が固定子コア内側空間200aに挿入される側と反対側に配置されている樹脂ボビン300の外壁部310にカバー430が組み付けられる。
また、本実施形態では、カバー430を固定子コア200に対して位置決めするカバー位置決め機構が設けられている。
カバー位置決め機構は、固定子コアに設けられ、軸方向に沿って延在する少なくとも1つの位置決めピンと、カバーに設けられ、軸方向に沿って延在するとともに、位置決めピンが嵌合可能な少なくとも1つの位置決め嵌合部により構成される。本実施形態では、フィン位置決め機構を構成する位置決めピン415a〜415cが、カバー位置決め機構を構成する位置決めピンとして用いられている。また、カバー430を構成するカバー本体部材431の外周面に、軸方向に沿って延在するとともに、位置決めピン415a〜415cが嵌合可能な位置決め溝432a、432b、432cが形成されている。なお、本体部材410の基部411に設けられている位置決めピン415a〜415cは、本体部材410(フィン413)が固定子100に組み付けられると、固定子コア200の固定子コア外周面212に形成されている位置決め溝216a〜216cに嵌合され、固定子コア200の軸方向に沿って延在する。
カバー430(カバー本体部材431)は、位置決めピン415a〜415cが位置決め溝432a〜432cに嵌合(係合)されるように、樹脂ボビン300の外壁部310に取り付けられる。
なお、本実施形態では、位置決めピン415a〜415cは、本体部材410の、導電性を有する基部411と一体に形成されている。このため、基部411がアースに接続されると、カバー430(カバー本体部材431)は、位置決め溝432a〜432c、位置決めピン415a〜415cおよび基部411を介してアースに接続される。
カバー430をアースに接続する態様としては、カバー430を直接アースに接続する態様を用いることもできる。この場合、カバー位置決め機構を省略することもできる。
Next, the
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
Further, in the present embodiment, a cover positioning mechanism for positioning the
The cover positioning mechanism is provided at least one positioning pin provided on the stator core and extending along the axial direction, and at least one provided on the cover and extending along the axial direction and to which the positioning pin can be fitted. It is composed of two positioning fittings. In this embodiment, the
The cover 430 (cover body member 431) is attached to the
In this embodiment, the
As a mode for connecting the
そして、試験補助具400(本体部材410、絶縁部材420、カバー430)を固定子100に組み付けるとともに、各フィン413およびカバー430(カバー本体部材431)をアースに接続した状態で、試験電圧発生装置から発生する試験電圧を固定子巻線250に印加し、絶縁不良判別装置により、固定子巻線250に絶縁不良が発生しているか否かを判別する。
本実施形態では、導電性を有し、アースに接続されるフィン413を、固定子コア200の各スロット215内の、固定子巻線250の間で、当該固定子巻線250と離間した位置に、軸方向および径方向に沿って延在するように配置した状態で、固定子巻線に試験電圧を印加している。これにより、スロット215内に挿入されている固定子巻線250の絶縁不良の検出精度を高めることができる。
また、導電性を有し、アースに接続されるカバー430(カバー本体部材431)を、樹脂ボビン300の外壁部310を覆うように配置した状態で、固定子巻線に試験電圧を印加している。これにより、樹脂ボビン300の凹部内で引き回されている、固定子巻線250の引き出し部の絶縁不良の検出精度を高めることができる。
Then, the test voltage generator 400 (
In this embodiment, the conductive and grounded
Further, a test voltage is applied to the stator winding in a state where the cover 430 (cover body member 431) having conductivity and connected to the ground is arranged so as to cover the
通常、ティースに固定子巻線を巻き付けた後(スロット内に固定子巻線を挿入した後)、固定子巻線がスロット開口部から内側(中心線側)に飛び出るのを防止するために、スロット開口部に、スロット開口部を塞ぐ巻線絶縁部材が、軸方向および周方向に沿って延在するように配置される。このような軸方向および周方向に沿って延在する巻線絶縁部材がスロット開口部に配置されている状態の固定子に第1の実施形態の試験補助具400を組み付ける際には、巻線絶縁部材が邪魔になり、各フィンをスロット内に挿入するのが困難である。
スロット開口部に、スロット開口部を塞ぐ巻線絶縁部材が設けられている固定子に対しても、固定子巻線の絶縁状態を容易に試験することができる、本発明の固定子試験装置の第2の実施形態を図7〜図12を参照して説明する。本実施形態においても、本実施形態の固定子試験装置あるいは固定子試験方法で用いられる試験補助具800についてのみ説明し、試験電圧発生装置や絶縁不良判別装置の説明は省略する。
図7は、固定子500に、第2の実施形態の固定子試験装置を取り付けた状態、詳しくは、第2の実施形態の試験補助具800を取り付けた状態を示している。図8は、固定子500に、第2の実施形態の試験補助具800を取り付ける動作を説明する図である。図9は、固定子500の部分断面図である。図10は、第2の実施形態の試験補助具800のフィンを示す図であり、図11は、第2の実施形態の試験補助具800の断面図である。図12は、固定子500に、第2の実施形態の試験補助具800を取り付けた状態の部分拡大図である。
Usually, after winding the stator winding around the tooth (after inserting the stator winding into the slot), to prevent the stator winding from popping inward (centerline side) from the slot opening. A winding insulating member that closes the slot opening is arranged in the slot opening so as to extend along the axial direction and the circumferential direction. When assembling the
The stator test apparatus of the present invention can easily test the insulation state of the stator winding even for a stator in which the slot opening is provided with a winding insulating member that closes the slot opening. The second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 12. Also in the present embodiment, only the stator test device or the test
FIG. 7 shows a state in which the stator test device of the second embodiment is attached to the
固定子500は、スロット開口部615aに、スロット開口部615aを塞ぐ巻線絶縁部材640が配置されている点を除いて、固定子100と同じ構成である。したがって、以下では、巻線絶縁部材640に関する説明のみを行う。なお、固定子500の各構成要素に付されている符号のうち、固定子100の各構成要素に付されている符号と、3桁目(百番台)を除いて同じ符号が付されている構成要素は同じものである。
樹脂ボビン700は、内壁部730の内壁部先端面731と周方向一方側の内壁部側面733との間に、内壁部切欠面735と736によって形成される、周方向一方側の切欠部730aを有しているとともに、内壁部730の内壁部先端面731と周方向他方側の内壁部側面734との間に、内壁部切欠面737と738によって形成される、周方向他方側の切欠部730bを有している。
そして、樹脂ボビン700が固定子コア600の軸方向両側に配置された時、図9に示されているように、固定子コア600のティース先端部622と樹脂ボビン700の内壁部730との間に空隙S1およびS2が形成される。すなわち、固定子コア600のティース620のティース先端部622の、周方向一方側のティース先端部後端面622dと、樹脂ボビン700の内壁部730の、周方向一方側の切欠部730aを形成する内壁部切欠面735および736との間に周方向一方側の空間S1が形成される。また、固定子コア600のティース620のティース先端部622の、周方向他方側のティース先端部後端面622eと、樹脂ボビン700の内壁部730の、周方向他方側の切欠部730bを形成する内壁部切欠面737および738との間に周方向他方側の空間S2が形成される。
固定子500では、固定子コア600のスロット615のスロット開口部615aを塞ぐ巻線絶縁部材640として、長方形に形成された、樹脂製の絶縁シートが用いられている。そして、巻線絶縁部材640の、短辺方向両側の縁部を、周方向一方側の空間S1と周方向他方側の空間S2に挿入した状態で、軸方向に沿って移動させる。これにより、巻線絶縁部材640は、スロット開口部615aの位置に、軸方向および周方向に沿って延在するように配置される。
The
The
Then, when the
In the
本実施形態の固定子試験装置で用いられる試験補助具800は、複数のフィン813にスリット814が形成されている点を除いて、試験補助具400と同じ構成である。したがって、以下では、フィン813の構成についてのみ説明する。なお、試験補助具800の各構成要素に付されている符号のうち、試験補助具400の各構成要素に付されている符号と、3桁目(百番台)を除いて同じ符号が付されている構成要素は同じものである。
The
試験補助具800は、試験補助具400と同様に、本体部材810、絶縁部材820およびカバー830を有している。また、本体部材810は、基部811、軸部812および複数のフィン813を有している。
複数のフィン813は、軸部812の中心線Kを中心とする周方向に沿って異なる位置に、軸部812の延在方向および軸部812の延在方向と交差する方向、好適には直角(「略直角」を含む)な方向に沿って延在するように配置されている。すなわち、複数のフィン813は、軸部812の中心線Kを中心に放射状に延在している。
フィン813には、スリット814が形成されている。スリット814は、フィン813を、固定子コア600のスロット615内に、スロット開口部615aを介して軸方向一方側(図6では、紙面の下方側)から挿入する際に、巻線絶縁部材640が挿入可能に構成されている。具体的には、スリット814は、フィン813の厚さ方向(軸部812の中心線Kを中心とする周方向)に連通し、軸部812の延在方向に平行に延在しているとともに、底面811aと反対側が開口している。
The test
The plurality of
A
第2の実施形態の固定子試験装置を用いて固定子500の固定子巻線650の絶縁状態を試験する場合、先ず、固定子500と試験補助具800を組み付ける。
固定子500と試験補助具800を組み付ける方法は、固定子100と試験補助具400を組む付ける方法と、基本的に同様である。すなわち、試験補助具800の本体部材810の軸部812、絶縁部材820の絶縁部材軸部822および絶縁部材壁部823が、固定子コア600の固定子コア内側空間600a内に軸方向に沿って、軸方向一方側から挿入され、また、試験補助具800の本体部材810の各フィン813が、固定子コア600の各スロット615内にスロット開口部615aを介して、軸方向に沿って、軸方向一方側から挿入されるように、固定子500と試験補助具800を組み付ける。この時、固定子コア600のスロット開口部615aに設けられている巻線絶縁部材640は、試験補助具800の各フィン813に形成されているスリット814内に挿入される。これにより、スロット開口部615aに、軸方向および周方向に沿って延在する巻線絶縁部材640が設けられていても、フィン813を、スロット開口部615aを介してスロット615内に、軸方向および径方向に沿って延在するように配置することができる。
次に、樹脂ボビン700の一方にカバー830を組み付ける。樹脂ボビン700にカバー830を組み付ける方法は、樹脂ボビン300にカバー430を組み付ける方法と同様である。
そして、試験補助具800(本体部材810、絶縁部材820、カバー830)を固定子500に組み付け、各フィン813およびカバー830(カバー本体部材831)をアースに接続した状態で、試験電圧発生装置から発生する試験電圧を固定子巻線650に印加し、絶縁不良判別装置により、固定子巻線650に絶縁不良が発生しているか否かを判別する。
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、スロット615内に挿入されている固定子巻線650の絶縁不良の検出精度を高めることができるとともに、樹脂ボビン700の凹部内に引き回されている、固定子巻線650の引き出し部の絶縁不良の検出精度を高めることができる。
When testing the insulation state of the stator winding 650 of the
The method of assembling the
Next, the
Then, the test auxiliary tool 800 (
In the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to improve the detection accuracy of the insulation defect of the stator winding 650 inserted in the
本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
フィン(板状部材)をアースに接続する態様としては、フィンを支持する支持部材を介してアースに接続する態様に限定されず、フィンを直接アースに接続する態様等の種々の態様を用いることができる。
カバーをアースに接続する態様としては、カバーを固定子コアに対して位置決めするカバー位置決め機構(位置決めピン、位置決め嵌合部)および支持部材を介してアースに接続する態様に限定されず、カバーを直接アースに接続する態様等の種々の態様を用いることができる。
フィン位置決め機構やカバー位置決め機構を構成する位置決めピンおよび位置決め嵌合部の数や配置位置は、適宜設定可能である。
フィン位置決め機構やカバー位置決め機構を構成する、位置決めピンが嵌合(係合)可能な位置決め嵌合部としては、位置決め溝に限定されず、位置決め孔を用いることもできる。
スロット開口部を塞ぐ巻線絶縁部材としては、樹脂製の絶縁シートに限定されず、楔(ウェッジ)を用いることもできる。
樹脂ボビンとして、巻線絶縁部材の縁部を挿入するための切欠部が形成された内壁部を有する樹脂ボビンを用いたが、樹脂ボビンとしては、種々の構成の樹脂ボビンを用いることができる。
試験補助具のフィン(板状部材)を固定子コアのスロット開口部に対して位置決めするフィン位置決め機構(板状部材位置決め機構)は、省略することもできる。
複数のフィンを、基部および軸部と一体に形成したが、別体に形成することもできる。
カバーを固定子コアに対して位置決めするカバー位置決め機構は、省略することもできる。
試験補助具の絶縁部材あるいは絶縁部材の各部は、適宜省略することもできる。
スロット開口部に巻線絶縁部材が配置されている固定子の試験に好適な第2の実施形態の固定子試験装置は、スロット開口部に巻線絶縁部材が配置されていない固定子の試験に用いることもできる。
固定子巻線が集中巻き方式で巻き付けられる固定子を試験する場合について説明したが、本発明の固定子試験装置および固定子試験方法は、種々の構成の固定子を試験する場合に用いることができる。
本発明は、固定子の固定子巻線に試験電圧を印加することによって固定子巻線の絶縁状態を試験する固定子試験装置で用いられる試験補助具として構成することもできる。
実施形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせて用いることもできる。
The present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and various changes, additions, and deletions can be made.
The mode of connecting the fin (plate-shaped member) to the ground is not limited to the mode of connecting to the ground via the support member that supports the fin, and various modes such as the mode of directly connecting the fin to the ground are used. Can be done.
The mode of connecting the cover to the ground is not limited to the mode of connecting the cover to the ground via a cover positioning mechanism (positioning pin, positioning fitting portion) for positioning the cover with respect to the stator core and a support member, and the cover is connected to the ground. Various modes such as a mode of directly connecting to the ground can be used.
The number and arrangement positions of the positioning pins and the positioning fitting portions constituting the fin positioning mechanism and the cover positioning mechanism can be appropriately set.
The positioning fitting portion to which the positioning pin can be fitted (engaged), which constitutes the fin positioning mechanism and the cover positioning mechanism, is not limited to the positioning groove, and a positioning hole can also be used.
The winding insulating member that closes the slot opening is not limited to a resin insulating sheet, and a wedge can also be used.
As the resin bobbin, a resin bobbin having an inner wall portion in which a notch for inserting the edge portion of the winding insulation member is formed is used, but as the resin bobbin, resin bobbins having various configurations can be used.
The fin positioning mechanism (plate-shaped member positioning mechanism) for positioning the fins (plate-shaped member) of the test aid with respect to the slot opening of the stator core may be omitted.
A plurality of fins are formed integrally with the base portion and the shaft portion, but can also be formed separately.
The cover positioning mechanism for positioning the cover with respect to the stator core may be omitted.
Each part of the insulating member or the insulating member of the test auxiliary tool may be omitted as appropriate.
The stator tester of the second embodiment, which is suitable for testing a stator in which a winding insulation member is arranged in a slot opening, is suitable for testing a stator in which a winding insulation member is not arranged in a slot opening. It can also be used.
Although the case of testing a stator in which the stator winding is wound by a centralized winding method has been described, the stator test apparatus and the stator test method of the present invention can be used when testing a stator having various configurations. it can.
The present invention can also be configured as a test aid used in a stator test apparatus that tests the insulation state of a stator winding by applying a test voltage to the stator winding of the stator.
Each configuration described in the embodiment may be used alone, or a plurality of appropriately selected configurations may be used in combination.
100、500 固定子
230、630 スロット絶縁部材
250、250a、250b、650、650a、650b 固定子巻線
200、600 固定子コア
200a、600a 固定子コア内側空間
210、610 ヨーク
211、611 ヨーク内周面
212、612 ヨーク外周面(固定子コア外周面)
215、615 スロット
215a、615a スロット開口部
216a、216b、216c、616a、616b、616c 位置決め溝
220、620 ティース
221、621 ティース基部
221a、221b、621a、621b ティース基部側面
222、622 ティース先端部
222a、622a ティース先端部先端面
222b、222c、622b、622c ティース先端部側面
222d、222e、622d、622e ティース先端部後端面
300、700 樹脂ボビン
300a、700a ボビン内側空間
300b、700b 部分空間
310、710 外壁部
311、711 外壁部内周面
312、712 外壁部外周面(樹脂ボビン外周面)
320、720 連結部
321、322、721、722 連結部側面
330、730 内壁部
331、731 内壁部先端面
332、732 内壁部後端面
333、334、733、734 内壁部側面
335、336、337、338、735、736、737、738 内壁部切欠面
330a、330b、730a、730b 切欠部
400、800 試験補助具
410、810 本体部材
411、811 基部
411a、811a 底面
412、812 軸部
413、813 フィン
415a、415b、415c、815a、815b、815c 位置決めピン
420、820 絶縁部材
421、821 絶縁部材基部
421a、821a 載置面
422、822 絶縁部材軸部
423、823 絶縁部材壁部
430、830 カバー
431、831 カバー本体部材
431a、831a カバー内側空間
432a、432b、432c、832a、832b、832c 位置決め溝
640 巻線絶縁部材
100, 500
215, 615
320, 720
Claims (6)
前記固定子コアは、軸方向に沿って延在するとともに、軸方向と直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨークと、前記ヨークから径方向中心側に延在するティース基部および当該ティース基部の径方向中心側に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部を有する複数のティースと、前記複数のティースの内側に形成される固定子コア内側空間と、前記複数のティースのうちの周方向に隣接する2つのティースの間に形成され、スロット開口部を介して前記固定子コア内側空間に連通している複数のスロットとを有し、
前記樹脂ボビンは、前記固定子コアに対して軸方向両側に配置され、周方向および軸方向に沿って延在し、前記ヨークに対向する位置に配置される外壁部と、周方向および軸方向に沿って延在し、前記複数のティースの前記ティース先端部に対向する位置に配置される複数の内壁部と、前記外壁部と前記複数の内壁部との間に径方向に沿って延在し、前記複数のティースの前記ティース基部に対向する位置に配置される複数の連結部とを有し、
前記固定子巻線は、前記固定子コアに対して軸方向両側に前記樹脂ボビンが配置された状態で、前記複数のティースに巻き付けられており、
導電性を有しているとともに、アースに接続される複数の板状部材と、
前記複数の板状部材を支持する支持部材と、を備え、
前記複数の板状部材は、前記複数のスロット内において、各スロットを形成する2つの前記ティースの一方および他方に巻き付けられている前記固定子巻線の間に、当該固定子巻線と離間した状態で、軸方向および径方向に沿って延在するように配置可能に、前記支持部材に支持されていることを特徴とする固定子試験装置。 A stator test apparatus for testing the insulation state of the stator winding by applying a test voltage to the stator winding of a stator having a stator core, a resin bobbin and a stator winding.
The stator core extends along the axial direction, and when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction, the yoke extends along the circumferential direction and the teeth base extending from the yoke toward the center in the radial direction. A plurality of teeth having a tooth tip portion provided on the radial center side of the tooth base and extending along the circumferential direction, a stator core inner space formed inside the plurality of teeth, and the plurality of teeth. It has a plurality of slots formed between two teeth adjacent to each other in the circumferential direction, and communicating with the space inside the stator core through a slot opening.
The resin bobbins are arranged on both sides in the axial direction with respect to the stator core, extend along the circumferential direction and the axial direction, and are arranged at positions facing the yoke, and the peripheral and axial directions. A plurality of inner wall portions extending along the line and arranged at positions of the plurality of teeth facing the tip portions of the teeth, and extending along the radial direction between the outer wall portion and the plurality of inner wall portions. It has a plurality of connecting portions of the plurality of teeth arranged at positions facing the base of the teeth.
The stator winding is wound around the plurality of teeth with the resin bobbins arranged on both sides in the axial direction with respect to the stator core.
With multiple plate-shaped members that are conductive and connected to the ground,
A support member for supporting the plurality of plate-shaped members is provided.
The plurality of plate-shaped members are separated from the stator winding between the stator windings wound around one and the other of the two teeth forming each slot in the plurality of slots. A stator test apparatus characterized in that it is supported by the support member so as to be able to be arranged so as to extend along the axial direction and the radial direction in a state.
前記支持部材は、底面を有する基部と、前記基部から、前記底面の延在方向と交差する方向に沿って、前記底面と反対側に延在する軸部とを有し、
前記複数の板状部材は、前記軸部を中心とする周方向に沿って異なる位置に、前記軸部の延在方向および前記軸部の延在方向と交差する方向に沿って延在するように支持され、
前記支持部材の前記軸部は、前記固定子コアの前記固定子コア内側空間内に、軸方向一方側から挿入可能に構成され、また、前記複数の板状部材は、前記複数のスロット内に、前記スロット開口部を介して軸方向一方側から挿入可能に構成されていることを特徴とする固定子試験装置。 The stator test apparatus according to claim 1.
The support member has a base portion having a bottom surface, and a shaft portion extending from the base portion to the opposite side of the bottom surface along a direction intersecting the extending direction of the bottom surface.
The plurality of plate-shaped members extend at different positions along the circumferential direction centered on the shaft portion along the extending direction of the shaft portion and the direction intersecting the extending direction of the shaft portion. Supported by
The shaft portion of the support member is configured to be inserted into the space inside the stator core of the stator core from one side in the axial direction, and the plurality of plate-shaped members are inserted into the plurality of slots. , A stator test apparatus characterized in that it can be inserted from one side in the axial direction via the slot opening.
前記複数の板状部材を、前記複数のスロットの前記スロット開口部と対向する位置に位置決めする板状部材位置決め機構を備えていることを特徴とする固定子試験装置。 The stator test apparatus according to claim 2.
A stator test device comprising a plate-shaped member positioning mechanism for positioning the plurality of plate-shaped members at positions facing the slot openings of the plurality of slots.
前記板状部材位置決め機構は、前記基部から、前記底面の延在方向と交差する方向に沿って、前記底面と反対側に延在する少なくとも1つの位置決めピンと、前記固定子コアに形成され、軸方向に沿って延在するとともに、前記少なくとも1つの位置決めピンが嵌合可能な少なくとも1つの位置決め嵌合部により構成されていることを特徴とする固定子試験装置。 The stator test apparatus according to claim 3.
The plate-shaped member positioning mechanism is formed on the stator core and at least one positioning pin extending from the base portion on the side opposite to the bottom surface along a direction intersecting the extending direction of the bottom surface. A stator test apparatus that extends along a direction and comprises at least one positioning fitting portion to which the at least one positioning pin can be fitted.
前記固定子コアの軸方向両側に配置される前記樹脂ボビンのうちの少なくとも一方の、前記固定子コアと反対側に配置され、導電性を有するとともに、アースに接続されるカバーを備えていることを特徴とする固定子試験装置。 The stator test apparatus according to any one of claims 1 to 4.
At least one of the resin bobbins arranged on both sides of the stator core in the axial direction is arranged on the opposite side of the stator core, has conductivity, and has a cover connected to the ground. Stator test device characterized by.
前記固定子コアは、軸方向に沿って延在するとともに、軸方向と直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨークと、前記ヨークから径方向中心側に延在するティース基部および当該ティース基部の径方向中心側に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部を有する複数のティースと、前記複数のティースの内側に形成される固定子コア内側空間と、前記複数のティースのうちの周方向に隣接する2つのティースの間に形成され、スロット開口部を介して前記固定子コア内側空間に連通している複数のスロットとを有し、
前記樹脂ボビンは、前記固定子コアに対して軸方向両側に配置され、周方向および軸方向に沿って延在し、前記ヨークに対向する位置に配置される外壁部と、周方向および軸方向に沿って延在し、前記複数のティースの前記ティース先端部に対向する位置に配置される複数の内壁部と、前記外壁部と前記複数の内壁部との間に径方向に沿って延在し、前記複数のティースの前記ティース基部に対向する位置に配置される複数の連結部とを有し、
前記固定子巻線は、前記固定子コアに対して軸方向両側に前記樹脂ボビンが配置された状態で、前記複数のティースに巻き付けられており、
導電性を有しているとともに、アースに接続される複数の板状部材を、前記複数のスロット内の、各スロットを形成する2つの前記ティースの一方および他方に巻き付けられている前記固定子巻線の間で、当該固定子巻線と離間する位置に、軸方向および径方向に沿って延在するように配置した状態において、前記固定子巻線に前記試験電圧を印加することを特徴とする固定子試験方法。 A stator test method for testing the insulation state of the stator winding by applying a test voltage to the stator winding of a stator having a stator core, a resin bobbin and a stator winding.
The stator core extends along the axial direction, and when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction, the yoke extends along the circumferential direction and the teeth base extending from the yoke toward the center in the radial direction. A plurality of teeth having a tooth tip portion provided on the radial center side of the tooth base and extending along the circumferential direction, a stator core inner space formed inside the plurality of teeth, and the plurality of teeth. It has a plurality of slots formed between two teeth adjacent to each other in the circumferential direction, and communicating with the space inside the stator core through a slot opening.
The resin bobbins are arranged on both sides in the axial direction with respect to the stator core, extend along the circumferential direction and the axial direction, and are arranged at positions facing the yoke, and the peripheral and axial directions. A plurality of inner wall portions extending along the line and arranged at positions of the plurality of teeth facing the tip portions of the teeth, and extending along the radial direction between the outer wall portion and the plurality of inner wall portions. It has a plurality of connecting portions of the plurality of teeth arranged at positions facing the base of the teeth.
The stator winding is wound around the plurality of teeth with the resin bobbins arranged on both sides in the axial direction with respect to the stator core.
The stator winding in which a plurality of plate-shaped members having conductivity and being connected to a ground are wound around one and the other of the two teeth forming each slot in the plurality of slots. The test voltage is applied to the stator winding in a state where the wires are arranged so as to extend along the axial direction and the radial direction at a position separated from the stator winding. Stator test method.
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