三维表面电位分布测量装置制造方法及图纸

三维表面电位分布测量装置(70)具有激光源(13)、Pockels结晶(11)、镜、光检测器(16)、一边维持它们的相互的位置关系一边保持它们的保持构造(31)、能够将保持构造(31)三维地移动驱动的移动驱动部、保持试验对象物(8)而能够以试验对象物(8)的长边方向为轴进行旋转驱动的旋转驱动部(35)、以及对移动驱动部以及旋转驱动部(35)进行控制的驱动控制部(37)。驱动控制部(37)一边将Pockels结晶(11)的端面和试验对象物(8)的表面的间隔保持为规定的间隔，一边协调基于移动驱动部的保持构造(31)的移动驱动动作和基于旋转驱动部(35)的试验对象物(8)的旋转驱动动作，以使Pockels结晶(11)的端面接近试验对象物(8)的电场弛豫系统(3)的整个表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对旋转电机的电场弛豫系统的表面电位分布进行测量的三维表面电位分布测量装置。
技术介绍
通过逆变器来使电动机等旋转电机驱动的逆变器驱动系统被开发并逐渐普及。在该逆变器驱动系统中，逆变器通过开关动作将直流电压转换为脉冲电压，将该脉冲电压经由电缆供应给旋转电机。旋转电机通过该脉冲电压被驱动。以往，在高电压旋转电机中，为了防止特别是在定子线圈的铁芯端部附近产生的部分放电或发热的产生，在定子铁芯端部附近的线圈表面设置将从定子铁芯槽内导出的低电阻层、和与该低电阻层部分重叠而形成的电场弛豫层组合而成的电场弛豫系统的例子较多。另一方面，在逆变器驱动系统中，由于逆变器、电缆以及旋转电机的阻抗不匹配，产生反射波。该反射波与脉冲电压重叠，从而有可能在电缆和旋转电机之间的部分、特别是电缆和旋转电机的连接部中，产生高电压噪声、即逆变器电涌。在包含这些逆变器电涌的脉冲电压(以下，称为逆变器脉冲电压)重复产生的情况下，在上述的铁芯端部的定子线圈(以下，称为定子线圈端)中，可能产生在基于商用频率的运行时不会产生的部分放电或发热，即使在电场弛豫系统上，也有可能产生对可靠性带来阻碍的部分放电或发热，最终显著减少定子线圈的可靠性。该部分放电或发热的产生依赖于电场弛豫系统的表面电位的梯度(参照非专利文献1)。因此，强烈期望对设想了逆变器脉冲电压的产生的电场弛豫系统的表面电位准确地进行测量的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-22007号公报非专利文献非专利文献：熊田亚纪子、干叶政邦、日高邦彦「ポッケルス効果を用いた負極性沿面放電進展時の電位分布直接測定」電気学会論文誌AVol.118-ANo.6pp.723-728(1998-6)非专利文献2：HirokazuMatsumoto,ShigeyasuMatsuoka,AkikoKumada,KunihikoHidaka,\OscillatoryWaveformCausedbyPiezoelectricVibrationofPockelsCrystalanditsEffectiveSuppression\,IEEJTRANSACTIONSONELECTRICALANDELECTRONICENGINEERING,6:1-6(2011)
技术实现思路
专利技术要解决的课题在测量表面电位的情况下，通常使用表面电位计。例如在专利文献l中记载的技术中，使探头接触或接近电场弛豫系统，使用通过表面电位计测量的表面电位来计算非线性电阻。但是，逆变器脉冲电压具有kHz量级以上的高频分量。在该情况下，表面电位计不能跟随上述的高频分量，不能对设想了逆变器脉冲电压的产生的电场弛豫系统的表面电位进行测量。此外，在探头中，通常使用金属材料。因此，在使探头接触或接近电场弛豫系统的方法中，有可能在电场弛豫系统与探头之间产生电位变动，阻碍准确的测定。此外，在产生了逆变器电涌时等，在电场弛豫系统与探头之间有可能产生电晕放电。这样，在测定点使用金属材料的情况下，由于对测定对象的扰乱，不能对设想了逆变器脉冲电压的产生的电场弛豫系统的表面电位进行测量。进而，特别是线圈的角部的电位分布的变化大，不仅是线圈的平面部分，关于角部，准确的电位分布的测定的必要性也很大。因此，本专利技术的目的在于，对设想了逆变器脉冲电压的产生的电场弛豫系统的三维的表面电位分布进行测量。用于解决课题的手段为了达成上述的目的，本专利技术是一种三维表面电位分布测量装置，对沿着试验对象物的长边方向实施的电场弛豫系统的表面电位进行测量，所述试验对象物模拟了旋转电机的定子线圈端部即定子线圈端，其特征在于，具备：激光源，射出激光；Pockels结晶，从第一端面被入射从所述激光源射出的所述激光；镜，其表面被设置在所述Pockels结晶的所述第一端面的相反侧的第二端面，将从所述Pockels结晶的所述第一端面入射的所述激光向与所述入射的方向相反的方向反射；光检测器，具有跟随逆变器脉冲电压的高频分量的频带，接受由所述镜反射的所述激光，检测与输出电压对应的所述激光的光强度，所述输出电压是所述Pockels结晶的所述第一端面和所述第二端面之间的电位差；保持构造，一边维持所述激光源、所述Pockels结晶、所述镜以及所述光检测器的相互的相对位置关系，一边保持所述激光源、所述Pockels结晶、所述镜以及所述光检测器；移动驱动部，能够将所述保持构造三维地移动驱动；旋转驱动部，保持所述试验对象物，能够以所述试验对象物的长边方向为轴而绕该轴向双方向旋转驱动；以及驱动控制部，对所述移动驱动部以及所述旋转驱动部进行控制，所述驱动控制部一边将所述Pockels结晶的所述第二端面和所述试验对象物的表面的间隔保持为规定的间隔，一边协调基于所述移动驱动部的所述保持构造的移动驱动动作和基于所述旋转驱动部的所述试验对象物的旋转驱动动作，以使所述Pockels结晶的所述第二端面接近所述试验对象物的电场弛豫系统的整个表面。专利技术效果根据本专利技术，能够对设想了逆变器脉冲电压的产生的电场弛豫系统的三维的表面电位分布进行测量。附图说明图1是表示第一实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的结构的立体图。图2是第一实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的包含Pockels结晶的主体部分的长边方向的平剖面图。图3是表示第一实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的电压校正处理的过程的流程图。图4是表示第一实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的表面电位测定的过程的流程图。图5是表示第一实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的驱动移动的转变的立剖面图，图5(a)表示电场弛豫系统的第一面的测量开始时，图5(b)表示电场弛豫系统的第一面的测量结束时，图5(c)表示电解弛豫系统的角部的测量时，图5(d)表示邻接的第二面的测量时。图6是第二实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的包含Pockels结晶的主体部分的长边方向的平剖面图。图7是第三实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的包含Pockels结晶的主体部分的长边方向的平剖面图。图8是第四实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的包含Pockels结晶的主体部分的长边方向的平剖面图。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置以及表面电位分布测量方法。在此，对相互相同或类似的部分赋予通用的标号，并省略重复说明。[第一实施方式]图1是表示实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置的结构的立体图。作为本专利技术的实施方式所涉及的三维表面电位分布测量装置70的测定对象的试验对象物是，模拟了构成旋转电机的定子(未图示)和转子(未图示)之中的、定子的端部实施的用于防止电晕放电的产生的电场弛豫系统3的定子线圈端模拟试验体8。对作为试验对象物的该定子线圈端模拟试验体8的表面电位分布进行测定的三维表面电位分布测量装置70具备测量装置主体10(参照图2)、运算装置20以及保持搭载部30。测量装置主体10使激光从半导体激光产生器(以下，称为激光源)13照射到在保持构造31上保持的Pockels结晶11，通过光检测器16取出依赖于作为测定对象的定子线圈端模拟试验体8的表面电位的反射光，通过运算装置20计算测定对象的电位。关于测量装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维表面电位分布测量装置，对沿着试验对象物的长边方向实施的电场弛豫系统的表面电位进行测量，所述试验对象物模拟了旋转电机的定子线圈端部即定子线圈端，其特征在于，具备：激光源，射出激光；Pockels结晶，从第一端面被入射从所述激光源射出的所述激光；镜，其表面被设置在所述Pockels结晶的所述第一端面的相反侧的第二端面，将从所述Pockels结晶的所述第一端面入射的所述激光向与所述入射的方向相反的方向反射；光检测器，具有跟随逆变器脉冲电压的高频分量的频带，接受由所述镜反射的所述激光，检测与输出电压对应的所述激光的光强度，所述输出电压是所述Pockels结晶的所述第一端面和所述第二端面之间的电位差；保持构造，一边维持所述激光源、所述Pockels结晶、所述镜以及所述光检测器的相互的相对位置关系，一边保持所述激光源、所述Pockels结晶、所述镜以及所述光检测器；移动驱动部，能够将所述保持构造三维地移动驱动；旋转驱动部，保持所述试验对象物，能够以所述试验对象物的长边方向为轴而绕该轴向双方向旋转驱动；以及驱动控制部，对所述移动驱动部以及所述旋转驱动部进行控制，所述驱动控制部一边将所述Pockels结晶的所述第二端面和所述试验对象物的表面的间隔保持为规定的间隔，一边协调基于所述移动驱动部的所述保持构造的移动驱动动作和基于所述旋转驱动部的所述试验对象物的旋转驱动动作，以使所述Pockels结晶的所述第二端面接近所述试验对象物的电场弛豫系统的整个表面。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维表面电位分布测量装置，对沿着试验对象物的长边方向实施的电场弛豫系统的表面电位进行测量，所述试验对象物模拟了旋转电机的定子线圈端部即定子线圈端，其特征在于，具备：激光源，射出激光；Pockels结晶，从第一端面被入射从所述激光源射出的所述激光；镜，其表面被设置在所述Pockels结晶的所述第一端面的相反侧的第二端面，将从所述Pockels结晶的所述第一端面入射的所述激光向与所述入射的方向相反的方向反射；光检测器，具有跟随逆变器脉冲电压的高频分量的频带，接受由所述镜反射的所述激光，检测与输出电压对应的所述激光的光强度，所述输出电压是所述Pockels结晶的所述第一端面和所述第二端面之间的电位差；保持构造，一边维持所述激光源、所述Pockels结晶、所述镜以及所述光检测器的相互的相对位置关系，一边保持所述激光源、所述Pockels结晶、所述镜以及所述光检测器；移动驱动部，能够将所述保持构造三维地移动驱动；旋转驱动部，保持所述试验对象物，能够以所述试验对象物的长边方向为轴而绕该轴向双方向旋转驱动；以及驱动控制部，对所述移动驱动部以及所述旋转驱动部进行控制，所述驱动控制部一边将所述Pockels结晶的所述第二端面和所述试验对象物的表面的间隔保持为规定的间隔，一边协调基于所述移动驱动部的所述保持构造的移动驱动动作和基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川真阳，牛渡广大，吉满哲夫，坪井雄一，日高邦彦，熊田亚纪子，池田久利，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，国立大学法人东京大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP