專利名稱：絕緣檢查設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絕緣檢查設(shè)備，具體而言，涉及通過在繞組的絕緣缺陷區(qū) 域處放電來檢測繞組是否存在絕緣缺陷及其位置的絕緣檢查設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地公知一種檢測繞組處絕緣缺陷的方法。例如，日本專利公開No. 64-9360公開了一種通過在將恒定壓力施加 到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的繞組的同時減小容器中的壓力以造成局部放電來檢測繞組中 是否存在針孔及其位置。進(jìn)一步，日本專利公開No. 2003-248028公開了一種借助于液面?zhèn)鞲?器識別線圈缺陷的位置的方法，其包括以下步驟將非腐蝕性和導(dǎo)電性檢 查液體逐漸供應(yīng)到檢查箱中，在電極和線圈之間施加電壓，以基于在電極 和線圈之間檢測到電導(dǎo)通時的時間點(diǎn)由液面?zhèn)鞲衅鳒y量的檢查液體表面的 高度來識別線圈缺陷的位置。此外，日本專利公開No. 9-43301公開了一種絕緣測試方法，包括以 下步驟將沖擊電壓施加到線圈，然后檢測線圈是否產(chǎn)生輝光放電。在檢測絕緣缺陷中，除了識別是否存在這樣的缺陷是重要的之外，識 別缺陷的位置也是重要的。盡管上述三個文獻(xiàn)公開了基于不同于本發(fā)明的 概念的識別缺陷區(qū)域的方法，但是從識別精確位置的觀點(diǎn)來看，這些方法 未必足夠。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種能夠檢測繞組處是否存在絕緣缺陷并檢測其精 確位置的絕緣檢查設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的絕緣檢查設(shè)備包括檢查容器，繞組能夠容納在所述檢 查容器中；電極，其被設(shè)置成面對繞組；電壓施加單元，其在繞組與電極 之間施加電壓；和檢測單元，其檢測繞組與電極之間的電流和/或電壓。在 改變繞組與電極之間的相對位置關(guān)系的同時，將電壓施加在繞組與電極之 間。根據(jù)上述構(gòu)造，能夠檢測繞組與電極之間的泄露電流和/或電壓降，以 檢測繞組的絕緣缺陷。通過在改變繞組與電極之間的相對位置關(guān)系的同時 檢測絕緣缺陷，能夠精確地檢測缺陷位置。優(yōu)選地，絕緣檢查設(shè)備還包括壓力減小單元，其減小檢查容器中的壓 力。壓力減小單元將檢查容器中的壓力設(shè)定為大于OPa且不大于1000Pa。通過在壓力減小條件下進(jìn)行檢查，即使在相對較低的電壓下也能在繞 組的絕緣缺陷區(qū)域與電極之間容易地發(fā)生放電。通過在低電壓下引起放 電，能夠減少因放電而對缺陷區(qū)域周圍的絕緣體造成的損害。在本絕緣檢查設(shè)備中，作為示例，電極面對繞組的形成在環(huán)形芯體的 軸向端部處的線圈端部。因而，能夠精確地檢測線圈端部處的絕緣缺陷。在本絕緣檢査設(shè)備中，電極優(yōu)選地具有促進(jìn)電場集中的形狀。電場集中的發(fā)生允許電極與繞組之間的放電開始電壓的降低。因而， 能夠減少因放電對缺陷區(qū)域周圍的絕緣體造成的損害。根據(jù)本發(fā)明，能夠精確地檢測繞組處絕緣缺陷區(qū)域的位置。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的絕緣檢查設(shè)備的構(gòu)造。 圖2表示檢查容器中的壓力與放電開始電壓之間的關(guān)系。 圖3表示放電電極之間的距離與放電開始電壓之間的關(guān)系； 圖4表示電極形狀的示例，其對應(yīng)于從圖1中的箭頭a方向觀察的電 極和線圈端部。圖5表示電極形狀的另一個示例，其對應(yīng)于從圖1中的箭頭a方向觀 察的電極和線圈端部。圖6表示電極形狀的又一個示例，其對應(yīng)于從圖1中的箭頭a方向觀 察的電極和線圈端部。
具體實(shí)施方式
以下將描述根據(jù)本發(fā)明的絕緣檢査設(shè)備的實(shí)施例。相同或者相應(yīng)元件 具有相同的標(biāo)號，其描述將不再重復(fù)。圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的絕緣檢查設(shè)備的構(gòu)造。參照圖1，本實(shí) 施例的絕緣檢查設(shè)備1包括室100 (檢查容器)。定子200置于室100中。定子200包括定子芯210和線圈端部220。堆疊由諸如鐵、鐵合金等的磁性材料形成的板來構(gòu)成環(huán)形定子芯 210。定子芯210的內(nèi)周面上形成多個齒部分(未示出)和作為齒之間的 凹部的槽部分(未示出)。槽部分形成為在定子芯210的內(nèi)周側(cè)上開口。具有U相、V相和W相的三相繞組沿著齒部分纏繞以裝配在槽部分 中。U相繞組、V相繞組和W相繞組以在圓周上彼此偏離的方式纏繞。定子芯210包括圓筒面211和軸向端面212。繞組的線圈端部220位 于定子芯210的任何一個軸向端面212上。構(gòu)成繞組(其包括線圈端部 220)的導(dǎo)線涂覆有絕緣膜。如果在構(gòu)成繞組的導(dǎo)線上的絕緣膜處產(chǎn)生針孔或者裂縫而暴露內(nèi)部導(dǎo) 體，各相之間的絕緣將劣化。根據(jù)基于后述的構(gòu)造的絕緣檢查設(shè)備，能夠 精確地檢測是否存在絕緣缺陷及其位置。結(jié)果，能夠針對絕緣缺陷的產(chǎn)生 采取適當(dāng)?shù)拇胧?。將描述由絕緣檢查設(shè)備1進(jìn)行的絕緣缺陷的檢測方法。如圖1所示， 絕緣檢查設(shè)備1包括缺陷探測單元110、檢測單元120和壓力減小單元 130。缺陷探測單元IIO包括電極111禾P 112以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元113，電極 111和112被設(shè)置成在定子芯210的軸向(箭頭DR1的方向)上將定子芯 夾在中間的電極111禾n 112，電極111和112與線圈端部220存在間隙 L，并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元113沿著定子芯210的周向(DR2的方向)旋轉(zhuǎn)電 極。檢測單元120包括在電極111和112與繞組之間施加電壓的電壓施加 單元121，和檢測電極111和112與繞組之間的電流和/或電壓的檢測器 122。壓力減小單元130減小室100中的壓力。
在絕緣檢査的操作中，在電極lll和112與繞組之間施加電壓的同時致動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元113，以使電極lll禾Q 112沿著箭頭DR2的方向移動。 同時，檢測電極111和U2與繞組之間的電流和/或電壓。當(dāng)線圈端部220處有絕緣缺陷時，在線圈端部220與電極111和112 之間放電以產(chǎn)生泄露電流。該泄露電流能夠由檢測單元120的檢測器122 檢測。在該泄露電流較大的情況下，電極111和112與繞組之間的電壓降 也能夠由檢測器112檢測到。能夠通過檢測泄露電流或者電壓降，對是否 存在絕緣缺陷進(jìn)行判定。此外，通過在電極111和112沿著定子芯210的 周向移動的同時進(jìn)行絕緣缺陷的檢測，能夠識別相關(guān)缺陷區(qū)域在周向(箭 頭DR2的方向)上的位置。即使僅僅設(shè)置電極111和112中的一個，也能夠以類似于上述的方式 進(jìn)行絕緣檢查。如圖1所示，通過設(shè)置在線圈端部220的周向上彼此偏離 的多個電極，可以縮短檢查所需的時間。此外，在存在多個電極并且檢查 時間設(shè)定為等于由一個電極進(jìn)行的時間的情況下，能夠降低電極的旋轉(zhuǎn)速 度以提高檢測精度(識別缺陷位置的精度)。例如，由于圖1的實(shí)施例具 有在箭頭DR2的方向上彼此偏離180°的兩個電極111和112，與僅布置一 個電極的情況相比，基于相同的電極旋速設(shè)定，檢査所需的時間能夠縮短 到一半。此外，如果將檢查時間設(shè)定為等于由一個電極進(jìn)行的檢查時間， 則電極的旋速能夠降低到一半。因而，能夠提高檢査精度(識別缺陷位置 的精度)。對絕緣缺陷位置的識別通常通過在移動電極111和112的同時對放電 的發(fā)生進(jìn)行視覺確認(rèn)來進(jìn)行。因而，可以在抑制成本增大的同時精確地識 別絕緣區(qū)域。還可以通過將紅外線測溫儀結(jié)合到室100，或者通過借助于 圖像處理器與檢查過程相對應(yīng)的對視頻圖像進(jìn)行分析來識別放電區(qū)域，從 而識別絕緣缺陷的位置。這些裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠以較高的精度識別位置。圖2表示檢查容器中的壓力與放電開始電壓(在缺陷區(qū)域處開始放電 所需的電壓)之間的關(guān)系。在圖2中，A表示模擬結(jié)果，B表示用絕緣檢 查設(shè)備l進(jìn)行的實(shí)驗結(jié)果。從圖2的A和B可以理解到，放電開始電壓隨 著檢查容器中的壓力減小而降低。換言之，通過減小檢查容器中的壓力，
即使在相對較低的電壓下也能夠開始放電，從而能夠檢測絕緣缺陷。通過 在低電壓下產(chǎn)生放電，能夠減少因放電而對缺陷區(qū)域周圍的絕緣體造成的 損害。在圖1所示的絕緣檢查設(shè)備1中，能夠適合地改變被壓力減小單元130進(jìn)行壓力減小之后室100中的壓力。具體而言，壓力可以被設(shè)定為 1000Pa或者以下的水平(優(yōu)選地，在至少200Pa和不超過800Pa的范圍內(nèi) (例如，至少200Pa和不超過270Pa 2Torr))。利用此范圍中的壓 力，能夠充分地提供上述優(yōu)點(diǎn)。圖3表示放電電極之間的距離與放電開始電壓之間的關(guān)系。在圖3 中，A表示模擬結(jié)果，而B表示用絕緣檢查設(shè)備l進(jìn)行的實(shí)驗結(jié)果。在絕 緣檢查設(shè)備1中，放電電極之間的距離是指電極111禾n 112與線圈端部 220之間的間隙(圖1中的距離L)。從圖3的A和B可以理解到，放電 開始電壓隨著放電電極之間的距離縮短而降低。盡管用絕緣檢查設(shè)備1進(jìn) 行的實(shí)驗結(jié)果(B)示出當(dāng)放電電極之間的距離較大時放電開始電壓收斂 到恒定的值，但是這被認(rèn)為是實(shí)驗誤差。認(rèn)為基本上可實(shí)現(xiàn)與模擬(A) 的趨勢相似的趨勢。換言之，通過減小放電電極之間的距離(L)，即使 在相對較低的電壓下也能夠產(chǎn)生放電，從而能夠檢測絕緣缺陷。在低電壓 下發(fā)生放電減少了因放電引起的對缺陷區(qū)域周圍的絕緣體的損害。盡管優(yōu) 選地將電極111和112布置為盡可能靠近線圈端部220，但是考慮到線圈 端部220在箭頭DR1方向上的凹部和凸部而適當(dāng)?shù)匦薷脑摼嚯x。用絕緣檢查設(shè)備1進(jìn)行的實(shí)驗結(jié)果"B"中放電開始電壓低于通過模 擬進(jìn)行的結(jié)果"A"的放電開始電壓的原因可以是因為如下事實(shí)與在模 擬中采用平板電極相比，利用在絕緣檢查設(shè)備1中采用具有角部的電極容 易感生出電場集中。通過在放電時引起電場集中，放電開始電壓能夠降低到較低的值。換 言之，電極111和112優(yōu)選地采用促進(jìn)電場集中的形狀，不過允許對其形狀進(jìn)行適合的修改。圖4-圖6表示促進(jìn)電場集中的電極形狀的示例。圖4-圖6對應(yīng)于從圖 1中的箭頭a方向觀察電極lll、 112和線圈端部220的視圖。
在圖4的示例中，電極111在面對線圈端部220的區(qū)域處具有凹部IIIA。 因而，電極111的角部的數(shù)量增大。結(jié)果，在放電過程中促進(jìn)了電場集中，從而允許較低的放電開始電壓。在圖5的示例中，電極111在面對線圈端部220的區(qū)域處具有凸起IIIB。 在圖6的示例中，電極lll包括多個從側(cè)面突起的凸起。圖5和圖 6的示例能夠?qū)崿F(xiàn)類似于圖4的示例的優(yōu)點(diǎn)。在絕緣檢查中，可以將諸如氖或者氬之類的惰性氣體引入到室100 中。因而，當(dāng)絕緣缺陷區(qū)域處發(fā)生放電時惰性氣體發(fā)光，以便于對缺陷的 存在進(jìn)行視覺確認(rèn)。結(jié)果，能夠提高檢測精度和效率。概括而言，本發(fā)明的絕緣檢査設(shè)備1包括能夠容納具有繞組的定子 200的室100 (檢查容器)，被設(shè)置成面對定子繞組的線圈端部220的電 極111禾卩112，在繞組與電極111禾n 112之間施加電壓的電壓施加單元 121，檢測線圈繞組與電極111禾n 112之間的泄露電流禾口/或電壓降的檢測 單元122，以及減小室100中的壓力的壓力減小單元130。當(dāng)通過絕緣檢查設(shè)備1檢測線圈端部220處的絕緣缺陷時，在改變線 圈端部220與電極111禾n 112之間的相對位置關(guān)系的同時，將電壓施加在 繞組與電極111和112之間。線圈端部220與電極111和112之間的相對 位置關(guān)系能夠通過使電極111和112沿著線圈端部220的外周移動來改 變，或者通過旋轉(zhuǎn)定子200使得端部220在固定電極的上方經(jīng)過來改變。 以上描述主要是基于其中使電極111和112旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于 能夠使裝置的構(gòu)造簡單，從而能夠降低成本等，這是因為使電極111和 112旋轉(zhuǎn)比使纏繞有繞組的定子200旋轉(zhuǎn)更容易。應(yīng)該理解到，此處公開的實(shí)施例在每個方面都是解釋性的，而不是限 制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求界定，這些權(quán)利要求意圖將落入權(quán) 利要求的范圍和邊界內(nèi)的所有改變或者其等同物都包括在內(nèi)。工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明應(yīng)用于絕緣檢査設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種絕緣檢查設(shè)備，包括檢查容器(100)，繞組(220)能夠容納在所述檢查容器(100)中，電極(111、112)，其被設(shè)置成面對所述繞組(220)，電壓施加單元(121)，其在所述繞組(220)與所述電極(111、112)之間施加電壓，和檢測單元(122)，其檢測所述繞組(220)與所述電極(111、112)之間的電流和/或電壓，其中，在改變所述繞組(220)與所述電極(111、112)之間的相對位置關(guān)系的同時，將電壓施加在所述繞組(220)與所述電極(111、112)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣檢查設(shè)備，還包括壓力減小單元 (130)，其減小所述檢查容器(100)中的壓力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣檢查設(shè)備，其中，所述壓力減小單元 (130)將所述檢查容器(100)中的壓力設(shè)定為大于0Pa且不大于畫Pa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣檢查設(shè)備，其中，所述電極(111、 112)面對所述繞組(220)的形成在環(huán)形芯體(210)的軸向端部處的線 圈端部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣檢查設(shè)備，其中，所述電極(111、 112)具有促進(jìn)電場集中的形狀。
6. —種絕緣檢查設(shè)備，包括檢查容器(100)，繞組(220)能夠容納在所述檢查容器(100)中，電極(111、 112)，其被設(shè)置成面對所述繞組(220)， 電壓施加裝置(121)，其用于在所述繞組(220)與所述電極 (111、 112)之間施加電壓，禾口 檢測裝置(122)，其用于檢測所述繞組(220)與所述電極(111、 112)之間的電流和/或電壓，其中，在改變所述繞組(220)與所述電極(111、 112)之間的相對 位置關(guān)系的同時，將電壓施加在所述繞組(220)與所述電極(111、 112)之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕緣檢査設(shè)備，還包括壓力減小裝置 (130)，其用于減小所述檢查容器(100)中的壓力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的絕緣檢查設(shè)備，其中，所述壓力減小裝置 (130)將所述檢查容器(100)中的壓力設(shè)定為大于0Pa且不大于1000Pa。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕緣檢査設(shè)備，其中，所述電極(111、 112)面對所述繞組(220)的形成在環(huán)形芯體(210)的軸向端部處的線 圈端部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕緣檢查設(shè)備，其中，所述電極(111、 112)具有促進(jìn)電場集中的形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種絕緣檢查設(shè)備(1)，其設(shè)置有室(100)，其能夠容納具有繞組的定子(200)；電極(111、112)，其能夠沿著定子繞組的線圈端部(220)的外周移動；電壓施加單元(121)，其用于在線圈端部(220)與電極(111、112)之間施加電壓；檢測單元(122)，其檢測線圈端部(220)與電極(111、112)之間的電流和/或電壓；和壓力減小單元(130)，其減小室(100)中的壓力。
文檔編號G01R31/06GK101133337SQ20068000701
公開日2008年2月27日 申請日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者清原進(jìn), 相原浩, 藤木淳 申請人:豐田自動車株式會社;日東新興株式會社;日東電工株式會社