三維表面電位分布測量裝置制造方法及圖紙

三維表面電位分布測量裝置(70)具有激光源(13)、Pockels結晶(11)、鏡、光檢測器(16)、一邊維持它們的相互的位置關系一邊保持它們的保持構造(31)、能夠將保持構造(31)三維地移動驅動的移動驅動部、保持試驗對象物(8)而能夠以試驗對象物(8)的長邊方向為軸進行旋轉驅動的旋轉驅動部(35)、以及對移動驅動部以及旋轉驅動部(35)進行控制的驅動控制部(37)。驅動控制部(37)一邊將Pockels結晶(11)的端面和試驗對象物(8)的表面的間隔保持為規定的間隔，一邊協調基于移動驅動部的保持構造(31)的移動驅動動作和基于旋轉驅動部(35)的試驗對象物(8)的旋轉驅動動作，以使Pockels結晶(11)的端面接近試驗對象物(8)的電場弛豫系統(3)的整個表面。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于對旋轉電機的電場弛豫系統的表面電位分布進行測量的三維表面電位分布測量裝置。
技術介紹
通過逆變器來使電動機等旋轉電機驅動的逆變器驅動系統被開發并逐漸普及。在該逆變器驅動系統中，逆變器通過開關動作將直流電壓轉換為脈沖電壓，將該脈沖電壓經由電纜供應給旋轉電機。旋轉電機通過該脈沖電壓被驅動。以往，在高電壓旋轉電機中，為了防止特別是在定子線圈的鐵芯端部附近產生的部分放電或發熱的產生，在定子鐵芯端部附近的線圈表面設置將從定子鐵芯槽內導出的低電阻層、和與該低電阻層部分重疊而形成的電場弛豫層組合而成的電場弛豫系統的例子較多。另一方面，在逆變器驅動系統中，由于逆變器、電纜以及旋轉電機的阻抗不匹配，產生反射波。該反射波與脈沖電壓重疊，從而有可能在電纜和旋轉電機之間的部分、特別是電纜和旋轉電機的連接部中，產生高電壓噪聲、即逆變器電涌。在包含這些逆變器電涌的脈沖電壓(以下，稱為逆變器脈沖電壓)重復產生的情況下，在上述的鐵芯端部的定子線圈(以下，稱為定子線圈端)中，可能產生在基于商用頻率的運行時不會產生的部分放電或發熱，即使在電場弛豫系統上，也有可能產生對可靠性帶來阻礙的部分放電或發熱，最終顯著減少定子線圈的可靠性。該部分放電或發熱的產生依賴于電場弛豫系統的表面電位的梯度(參照非專利文獻1)。因此，強烈期望對設想了逆變器脈沖電壓的產生的電場弛豫系統的表面電位準確地進行測量的技術。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2011-22007號公報非專利文獻非專利文獻：熊田亞紀子、干葉政邦、日高邦彥「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」電気學會論文誌AVol.118-ANo.6pp.723-728(1998-6)非專利文獻2：HirokazuMatsumoto,ShigeyasuMatsuoka,AkikoKumada,KunihikoHidaka,\OscillatoryWaveformCausedbyPiezoelectricVibrationofPockelsCrystalanditsEffectiveSuppression\,IEEJTRANSACTIONSONELECTRICALANDELECTRONICENGINEERING,6:1-6(2011)
技術實現思路
專利技術要解決的課題在測量表面電位的情況下，通常使用表面電位計。例如在專利文獻l中記載的技術中，使探頭接觸或接近電場弛豫系統，使用通過表面電位計測量的表面電位來計算非線性電阻。但是，逆變器脈沖電壓具有kHz量級以上的高頻分量。在該情況下，表面電位計不能跟隨上述的高頻分量，不能對設想了逆變器脈沖電壓的產生的電場弛豫系統的表面電位進行測量。此外，在探頭中，通常使用金屬材料。因此，在使探頭接觸或接近電場弛豫系統的方法中，有可能在電場弛豫系統與探頭之間產生電位變動，阻礙準確的測定。此外，在產生了逆變器電涌時等，在電場弛豫系統與探頭之間有可能產生電暈放電。這樣，在測定點使用金屬材料的情況下，由于對測定對象的擾亂，不能對設想了逆變器脈沖電壓的產生的電場弛豫系統的表面電位進行測量。進而，特別是線圈的角部的電位分布的變化大，不僅是線圈的平面部分，關于角部，準確的電位分布的測定的必要性也很大。因此，本專利技術的目的在于，對設想了逆變器脈沖電壓的產生的電場弛豫系統的三維的表面電位分布進行測量。用于解決課題的手段為了達成上述的目的，本專利技術是一種三維表面電位分布測量裝置，對沿著試驗對象物的長邊方向實施的電場弛豫系統的表面電位進行測量，所述試驗對象物模擬了旋轉電機的定子線圈端部即定子線圈端，其特征在于，具備：激光源，射出激光；Pockels結晶，從第一端面被入射從所述激光源射出的所述激光；鏡，其表面被設置在所述Pockels結晶的所述第一端面的相反側的第二端面，將從所述Pockels結晶的所述第一端面入射的所述激光向與所述入射的方向相反的方向反射；光檢測器，具有跟隨逆變器脈沖電壓的高頻分量的頻帶，接受由所述鏡反射的所述激光，檢測與輸出電壓對應的所述激光的光強度，所述輸出電壓是所述Pockels結晶的所述第一端面和所述第二端面之間的電位差；保持構造，一邊維持所述激光源、所述Pockels結晶、所述鏡以及所述光檢測器的相互的相對位置關系，一邊保持所述激光源、所述Pockels結晶、所述鏡以及所述光檢測器；移動驅動部，能夠將所述保持構造三維地移動驅動；旋轉驅動部，保持所述試驗對象物，能夠以所述試驗對象物的長邊方向為軸而繞該軸向雙方向旋轉驅動；以及驅動控制部，對所述移動驅動部以及所述旋轉驅動部進行控制，所述驅動控制部一邊將所述Pockels結晶的所述第二端面和所述試驗對象物的表面的間隔保持為規定的間隔，一邊協調基于所述移動驅動部的所述保持構造的移動驅動動作和基于所述旋轉驅動部的所述試驗對象物的旋轉驅動動作，以使所述Pockels結晶的所述第二端面接近所述試驗對象物的電場弛豫系統的整個表面。專利技術效果根據本專利技術，能夠對設想了逆變器脈沖電壓的產生的電場弛豫系統的三維的表面電位分布進行測量。附圖說明圖1是表示第一實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的結構的立體圖。圖2是第一實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的包含Pockels結晶的主體部分的長邊方向的平剖面圖。圖3是表示第一實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的電壓校正處理的過程的流程圖。圖4是表示第一實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的表面電位測定的過程的流程圖。圖5是表示第一實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的驅動移動的轉變的立剖面圖，圖5(a)表示電場弛豫系統的第一面的測量開始時，圖5(b)表示電場弛豫系統的第一面的測量結束時，圖5(c)表示電解弛豫系統的角部的測量時，圖5(d)表示鄰接的第二面的測量時。圖6是第二實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的包含Pockels結晶的主體部分的長邊方向的平剖面圖。圖7是第三實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的包含Pockels結晶的主體部分的長邊方向的平剖面圖。圖8是第四實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的包含Pockels結晶的主體部分的長邊方向的平剖面圖。具體實施方式以下，參照附圖，說明本專利技術的實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置以及表面電位分布測量方法。在此，對相互相同或類似的部分賦予通用的標號，并省略重復說明。[第一實施方式]圖1是表示實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置的結構的立體圖。作為本專利技術的實施方式所涉及的三維表面電位分布測量裝置70的測定對象的試驗對象物是，模擬了構成旋轉電機的定子(未圖示)和轉子(未圖示)之中的、定子的端部實施的用于防止電暈放電的產生的電場弛豫系統3的定子線圈端模擬試驗體8。對作為試驗對象物的該定子線圈端模擬試驗體8的表面電位分布進行測定的三維表面電位分布測量裝置70具備測量裝置主體10(參照圖2)、運算裝置20以及保持搭載部30。測量裝置主體10使激光從半導體激光產生器(以下，稱為激光源)13照射到在保持構造31上保持的Pockels結晶11，通過光檢測器16取出依賴于作為測定對象的定子線圈端模擬試驗體8的表面電位的反射光，通過運算裝置20計算測定對象的電位。關于測量裝置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三維表面電位分布測量裝置，對沿著試驗對象物的長邊方向實施的電場弛豫系統的表面電位進行測量，所述試驗對象物模擬了旋轉電機的定子線圈端部即定子線圈端，其特征在于，具備：激光源，射出激光；Pockels結晶，從第一端面被入射從所述激光源射出的所述激光；鏡，其表面被設置在所述Pockels結晶的所述第一端面的相反側的第二端面，將從所述Pockels結晶的所述第一端面入射的所述激光向與所述入射的方向相反的方向反射；光檢測器，具有跟隨逆變器脈沖電壓的高頻分量的頻帶，接受由所述鏡反射的所述激光，檢測與輸出電壓對應的所述激光的光強度，所述輸出電壓是所述Pockels結晶的所述第一端面和所述第二端面之間的電位差；保持構造，一邊維持所述激光源、所述Pockels結晶、所述鏡以及所述光檢測器的相互的相對位置關系，一邊保持所述激光源、所述Pockels結晶、所述鏡以及所述光檢測器；移動驅動部，能夠將所述保持構造三維地移動驅動；旋轉驅動部，保持所述試驗對象物，能夠以所述試驗對象物的長邊方向為軸而繞該軸向雙方向旋轉驅動；以及驅動控制部，對所述移動驅動部以及所述旋轉驅動部進行控制，所述驅動控制部一邊將所述Pockels結晶的所述第二端面和所述試驗對象物的表面的間隔保持為規定的間隔，一邊協調基于所述移動驅動部的所述保持構造的移動驅動動作和基于所述旋轉驅動部的所述試驗對象物的旋轉驅動動作，以使所述Pockels結晶的所述第二端面接近所述試驗對象物的電場弛豫系統的整個表面。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種三維表面電位分布測量裝置，對沿著試驗對象物的長邊方向實施的電場弛豫系統的表面電位進行測量，所述試驗對象物模擬了旋轉電機的定子線圈端部即定子線圈端，其特征在于，具備：激光源，射出激光；Pockels結晶，從第一端面被入射從所述激光源射出的所述激光；鏡，其表面被設置在所述Pockels結晶的所述第一端面的相反側的第二端面，將從所述Pockels結晶的所述第一端面入射的所述激光向與所述入射的方向相反的方向反射；光檢測器，具有跟隨逆變器脈沖電壓的高頻分量的頻帶，接受由所述鏡反射的所述激光，檢測與輸出電壓對應的所述激光的光強度，所述輸出電壓是所述Pockels結晶的所述第一端面和所述第二端面之間的電位差；保持構造，一邊維持所述激光源、所述Pockels結晶、所述鏡以及所述光檢測器的相互的相對位置關系，一邊保持所述激光源、所述Pockels結晶、所述鏡以及所述光檢測器；移動驅動部，能夠將所述保持構造三維地移動驅動；旋轉驅動部，保持所述試驗對象物，能夠以所述試驗對象物的長邊方向為軸而繞該軸向雙方向旋轉驅動；以及驅動控制部，對所述移動驅動部以及所述旋轉驅動部進行控制，所述驅動控制部一邊將所述Pockels結晶的所述第二端面和所述試驗對象物的表面的間隔保持為規定的間隔，一邊協調基于所述移動驅動部的所述保持構造的移動驅動動作和基于所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：古川真陽，牛渡廣大，吉滿哲夫，坪井雄一，日高邦彥，熊田亞紀子，池田久利，
申請(專利權)人：東芝三菱電機產業系統株式會社，國立大學法人東京大學，
類型：發明
國別省市：日本;JP