特開 2022-63202 ステータコイルの検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022063202

(43)【公開日】2022-04-21

(54)【発明の名称】ステータコイルの検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20220414BHJP

   G01R 31/34 20200101ALI20220414BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

G01R31/34 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021035216

(22)【出願日】2021-03-05

(31)【優先権主張番号】P 2020171122

(32)【優先日】2020-10-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 英明

(72)【発明者】

【氏名】武田 嶺

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀行

(72)【発明者】

【氏名】小坂 祐章

【テーマコード（参考）】

2G015

2G116

【Ｆターム（参考）】

2G015AA12

2G015BA02

2G015CA08

2G116BA01

2G116BA03

2G116BB09

2G116BD08

(57)【要約】

【課題】ステータコアに巻回された２相のステータコイルに適正に電圧を印加して、当該２相のステータコイルにおける部分放電の有無を精度よく判別可能とする。
【解決手段】本開示のステータコイルの検査方法は、ステータコアに巻回されると共にスター結線により結線された複数相のステータコイルを検査する方法であって、２相のステータコイルにパルス波電源またはインパルス電源であるパルス電源とインダクタとを並列に接続した状態で、パルス電源から２相のステータコイルにパルス電圧を印加し、２相のステータコイルを流れる電流に基づいて２相のステータコイルにおける部分放電の有無を判別するものである。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコアに巻回されると共にスター結線により結線された複数相のステータコイルを検査するステータコイルの検査方法であって、
２相の前記ステータコイルにパルス電源とインダクタとを並列に接続した状態で、前記パルス電源から前記２相の前記ステータコイルにパルス電圧を印加し、
前記２相の前記ステータコイルを流れる電流に基づいて前記２相の前記ステータコイルにおける部分放電の有無を判別する、
ステータコイルの検査方法。

【請求項2】

請求項１に記載のステータコイルの検査方法において、
前記パルス電源に対してコンデンサを並列に接続した状態で、前記パルス電源から前記２相の前記ステータコイルにパルス電圧を印加するステータコイルの検査方法。

【請求項3】

請求項２に記載のステータコイルの検査方法において、
前記２相の前記ステータコイルに対して、前記インダクタおよび前記コンデンサとして機能するチョークコイルを前記パルス電源と並列に接続するステータコイルの検査方法。

【請求項4】

請求項１から３の何れか一項２に記載のステータコイルの検査方法において、
前記パルス電源は、前記ステータコイルに印加されるサージ電圧が所定電圧以上となる時間に合わせて定められたパルス幅でパルス信号を出力するパルス発生器と、インダクタンスが前記サージの立ち上がり時間に合わせて設定される可変インダクタとを含むパルス波電源であるステータコイルの検査方法。

【請求項5】

請求項１から３の何れか一項に記載のステータコイルの検査方法において、
前記パルス電源は、前記２相の前記ステータコイルにインパルス電圧を印加するインパルス電源であるステータコイルの検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ステータコアに巻回された複数相のステータコイルを検査するステータコイルの検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステータコイルの絶縁検査に用いられる電源装置として、直流電圧発生部と、直流電圧発生部の正極端子に一端が接続されるスイッチと、ステータの一方の被試験端子が接続される第１の接続端子と、ステータの他方の被試験端子が接続される第２の接続端子と、スイッチと第１の接続端子との間で設定値に応じてインダクタンス値を変更する可変インダクタと、直流電圧発生部の正極端子と負極端子との間に接続される容量素子と、第１の接続端子と第２の接続端子との間に接続される抵抗素子と、スイッチの開閉状態を切り替えるパルス信号を出力するパルス発生器とを含むパルス波電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電源装置において、パルス発生器からのパルス信号のパルス幅は、試験電圧が所定電圧以上となる期間を示すピーク維持時間に合わせて設定され、可変インダクタの設定値は、試験電圧の立ち上がり時間に合わせて設定される。これにより、絶縁検査に際し、ステータコイルに対して実際のサージ電圧に近い立ち上がり時間で試験電圧を印加することができるので、ステータコイルの絶縁性の検査精度を向上させることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２１９３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、ステータコアに巻回された複数相のステータコイルの絶縁検査に際しては、２相のステータコイルにおける部分放電、すなわち２相のステータコイルの各々における部分放電や２相のステータコイル間における部分放電の有無を判別するために、電源装置から２相のステータコイル（両端）に印加される試験電圧をある程度高くして当該２相のステータコイルの両端間におけるコイル線材間の電位差を充分に確保することが必要となる。しかしながら、試験電圧を高くし過ぎると、絶縁性が充分に確保されているコイル線材間で部分放電が発生してしまうこともあり、絶縁検査の精度が悪化してしまう。

【0005】

そこで、本開示は、ステータコアに巻回された２相のステータコイルに適正に電圧を印加して、当該２相のステータコイルにおける部分放電の有無を精度よく判別可能とすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のステータコイルの検査方法は、ステータコアに巻回されると共にスター結線により結線された複数相のステータコイルを検査するステータコイルの検査方法であって、２相の前記ステータコイルにパルス電源とインダクタとを並列に接続した状態で、前記パルス電源から前記２相の前記ステータコイルにパルス電圧を印加し、前記２相の前記ステータコイルを流れる電流に基づいて前記２相の前記ステータコイルにおける部分放電の有無を判別するものである。

【0007】

本発明者らは、パルス電源を用いてスター結線により結線された複数のステータコイルのうちの１相における部分放電や２相のステータコイル間における部分放電の有無を精度よく判別すべく鋭意研究を行った。その結果、本発明者らは、パルス電源から２相のステータコイルにパルス電圧を印加する際に当該２相のステータコイルにパルス電源とインダクタとを並列に接続することが、ステータコイルの絶縁検査に極めて有用であることを見出した。すなわち、２相のステータコイルにパルス電源とインダクタとを並列に接続すれば、当該２相のステータコイルとインダクタとを含む並列回路のインダクタンスおよびインピーダンスが小さくなる。そして、当該並列回路のインダクタンスおよびインピーダンスを小さくなると、２相のステータコイルに印加される電流値が大きくなる。これにより、パルス電圧のオフ時に中性点付近で発生する逆起電力が大きくなるので、２相のステータコイルの中性点側におけるコイル線材間の電位差を大きくすることが可能となる。従って、本開示の検査方法によれば、２相のステータコイルの両端側におけるコイル線材間の電位差と、２相のステータコイルの中性点側におけるコイル線材間の電位差との差を小さくすることができる。この結果、電圧値を高くし過ぎることなく２相のステータコイルに対してパルス電圧を適正に印加して、当該２相のステータコイルにおける部分放電の有無を精度よく判別することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示のステータコイルの検査方法が適用される電動機のステータを示す概略構成図である。

【図2】図１のステータを示す平面図である。

【図3】図１のステータに含まれるステータコイルを示す模式図である。

【図4】本開示のステータコイルの検査方法の実施状態を示す概略構成図である。

【図5】本開示のステータコイルの検査方法において用いられるインダクタンスコイルの特性を示す図表である。

【図6】ステータコイルの絶縁検査時における互いに近接した単位コイル間の電位差を例示する図表である。

【図7】本開示の変形態様に係るステータコイルの検査方法の実施状態を示す概略構成図である。

【図8】ステータコイルの絶縁検査時における互いに近接した単位コイル間の電位差を例示する図表である。

【図9】本開示の他の変形態様に係るステータコイルの検査方法の実施状態を示す概略構成図である。

【図10】本開示のステータコイルの検査方法が適用される他のステータを示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

【0010】

図１は、本開示のステータコイルの検査方法が適用される電動機のステータ１を示す概略構成図であり、図２は、ステータ１を示す平面図である。これらの図面に示すステータ１は、図示しないロータと共に、例えば電気自動車やハイブリッド車両の走行駆動源あるいは発電機として用いられる三相交流電動機（回転電機）を構成する。本実施形態のステータ１は、環状のステータコア２と、ステータコイル３ｕ（Ｕ相コイル）と、ステータコイル３ｖ（Ｖ相コイル）と、ステータコイル３ｗ（Ｗ相コイル）とを含む。

【0011】

ステータ１のステータコア２は、例えばプレス加工により略円環状に形成された電磁鋼板２ｐ（図２参照）を複数積層してカシメにより積層方向に連結することにより形成される。ただし、ステータコア２は、例えば強磁性粉体を加圧成形すると共に焼結させることより環状に形成されてもよい。図２に示すように、ステータコア２は、ロータが配置される中心孔２ｏと、環状の外周部（ヨーク部）から軸心（図１における一点鎖線参照）に向けて径方向に延在すると共に周方向に一定の間隔をおいて隣り合う複数のティース部２ｔと、互いに隣り合うティース部２ｔの間に形成された複数（本実施形態では、例えば４８個）のスロット２ｓとを含む。複数のスロット２ｓは、それぞれステータコア２の径方向に延在すると共に一定の間隔をおいて周方向に並び、中心孔２ｏで開口する。また、各スロット２ｓ内には、図示しないインシュレータ（絶縁紙）が配置される。

【0012】

ステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗは、それぞれ複数のセグメントコイル（コイル線材）４を電気的に接合することにより形成され、本実施形態では、シングルスター結線（１Ｙ結線）により互いに結線される。また、ステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗは、それぞれステータコア２の対応する軸方向端面から外側に突出する２つの環状のコイルエンド部３ａ，３ｂを有する。セグメントコイル４は、例えばエナメル樹脂等からなる絶縁被膜が表面に成膜された平角線を略Ｕ字状に曲げ加工することにより形成された電気導体であり、１対（２つ）の脚部４０を有する。また、セグメントコイル４の各脚部４０の先端部４１では、絶縁被膜が除去されて導電体が露出している。各セグメントコイル４の２つの脚部４０は、それぞれステータコア２の互いに異なるスロット２ｓに挿通され、ステータコア２の一方の端面（図１における上端面）から突出した各セグメントコイル４の脚部４０には、図示しない曲げ加工装置を用いた曲げ加工が施される。

【0013】

本実施形態において、複数のセグメントコイル４は、例えば６つの脚部４０が複数のスロット２ｓの各々で径方向に隣り合うようにステータコア２に組み付けられる。以下、ステータコア２の最外周側で周方向に隣り合う複数の脚部４０（先端部４１）の層を「第１層」といい、径方向内側の層を順番に「第２層」、「第３層」、…といい、最内周側で周方向に隣り合う複数の脚部４０の層を「第６層」という。また、本実施形態において、例えばステータコア２の外周側から奇数番目（奇数層上）の脚部４０は、周方向における一側に倒されながらステータコア２の軸心周りに捻られ、偶数番目（偶数層上）の脚部４０は、周方向における他側に倒されながらステータコア２の軸心周りに捻られる。更に、各脚部４０の先端部４１は、ステータコア２の軸方向に延在するように曲げられる。これにより、周方向に隣り合う複数のセグメントコイル４の先端部４１の層が径方向に複数（本実施形態では、例えば６層）形成される。すなわち、本実施形態では、６つの先端部４１が２つずつ近接するようにステータコア２の径方向に配列される。

【0014】

曲げ加工の完了後、各セグメントコイル４の先端部４１は、図示しないクランプ装置によりクランプされた状態で、ステータコア２の径方向に隣り合う対応する他のセグメントコイル４の先端部４１に溶接（本実施形態では、ＴＩＧ溶接）により電気的に接合される。本実施形態では、例えば第１層の先端部４１と第２層の先端部４１とが接合され、第３層の先端部４１と第４層の先端部４１とが接合され、第５層の先端部４１と第６層の先端部４１とが接合される。これにより、複数のステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗがステータコア２に対して分布巻きにより巻回される。

【0015】

また、本実施形態において、Ｕ相のステータコイル３ｕは、図３に示すように、直列に接続される複数（本実施形態では、１６個）の単位コイルＵ_i（ただし、ｉ＝１，２，…，１６である。）を含む。各単位コイルＵ_iは、例えば４つまたは５つのスロット２ｓを間においた２つのスロット２ｓ（ｊ番目およびｊ＋５番目またはｊ＋６番目のスロット２ｓ）から突出する脚部４０の対応する先端部４１同士を電気的に接合することにより形成される。また、単位コイルＵ₉，Ｕ₁₀，…，Ｕ₁₆は、対応する単位コイルＵ₁，Ｕ₂，…，Ｕ₈に対して１スロットだけ周方向にずらしてステータコア２に巻回される。

【0016】

Ｖ相のステータコイル３ｖは、図３に示すように、直列に接続される複数（本実施形態では、１６個）の単位コイルＶ_i（ただし、ｉ＝１，２，…，１６である。）を含む。Ｖ相の各単位コイルＶ_iも、例えば４つまたは５つのスロット２ｓを間においた２つのスロット２ｓから突出する脚部４０の対応する先端部４１同士を電気的に接合することにより形成される。また、Ｖ相の単位コイルＶ₁，Ｖ₂，…，Ｖ₈は、それぞれＵ相の対応する単位コイルＵ₉，Ｕ₁₀，…，Ｕ₁₆に対して単位コイルＵ₁，Ｕ₂，…，Ｕ₈とは反対側に１スロットだけ周方向にずらしてステータコア２に巻回される。更に、Ｖ相の単位コイルＶ₉，Ｖ₁₀，…，Ｖ₁₆は、それぞれ対応する単位コイルＶ₁，Ｖ₂，…，Ｖ₈に対して単位コイルＵ₉，Ｕ₁₀，…，Ｕ₁₆とは反対側に１スロットだけ周方向にずらしてステータコア２に巻回される。

【0017】

Ｗ相のステータコイル３ｗは、図３に示すように、直列に接続される複数（本実施形態では、１６個）の単位コイルＷ_i（ただし、ｉ＝１，２，…，１６である。）を含む。Ｗ相の各単位コイルＷ_iも、例えば４つまたは５つのスロット２ｓを間においた２つのスロット２ｓから突出する脚部４０の対応する先端部４１同士を電気的に接合することによりそれぞれ形成される。また、Ｗ相の単位コイルＷ₁，Ｗ₂，…，Ｗ₈は、それぞれＶ相の対応する単位コイルＶ₉，Ｖ₁₀，…，Ｖ₁₆に対して単位コイルＶ₁，Ｖ₂，…，Ｖ₈とは反対側に１スロットだけ周方向にずらしてステータコア２に巻回される。更に、Ｗ相の単位コイルＷ₉，Ｗ₁₀，…，Ｗ₁₆は、それぞれ対応する単位コイルＷ₁，Ｗ₂，…，Ｗ₈に対して単位コイルＶ₉，Ｖ₁₀，…，Ｖ₁₆とは反対側に１スロットだけ周方向にずらしてステータコア２に巻回される。

【0018】

ステータコア２のスロット２ｓに挿通された多数のセグメントコイル４のうち、３つのセグメントコイル４の一方の脚部４０は、他のセグメントコイル４に接合されず、図１および図２に示すように、引出線Ｌｕ，ＬｖまたはＬｗとして利用される。引出線Ｌｕは、Ｕ相のステータコイル３ｕの単位コイルＵ₁に含まれるものであり、引出線Ｌｖは、Ｖ相のステータコイル３ｖの単位コイルＶ₁に含まれるものであり、引出線Ｌｗは、Ｗ相のステータコイル３ｗの単位コイルＷ₁に含まれるものである。更に、ステータコイル３ｕの引出線Ｌｕとは反対側の端部を形成する脚部４０、ステータコイル３ｖの引出線Ｌｖとは反対側の端部を形成する脚部４０、およびステータコイル３ｗの引出線Ｌｗとは反対側の端部を形成する脚部４０は、互いに接合され、それにより中性点ＮＰ（図３参照）が形成される。

【0019】

ステータコイル３ｕの引出線Ｌｕは、図２に示すように、Ｕ相端子５ｕに電気的に接合されたＵ相動力線６ｕの先端部に電気的に接合される。また、ステータコイル３ｖの引出線Ｌｖは、Ｖ相端子５ｖに電気的に接合されたＶ相動力線６ｖの先端部に電気的に接合される。更に、ステータコイル３ｗの引出線Ｌｗは、Ｗ相端子５ｗに電気的に接合されたＷ相動力線６ｗの先端部に電気的に接合される。Ｕ相端子５ｕ、Ｖ相端子５ｖおよびＷ相端子５ｗは、三相交流電動機のハウジングにステータ１が組み付けられた際に当該ハウジングに設置された図示しない端子台に固定され、図示しない電力線を介してインバータ（図示省略）に接続される。

【0020】

更に、ステータコア２には、図１中上側（リード側）のコイルエンド部３ａ側から図１中下側のコイルエンド部３ｂ側に向けてワニス等の樹脂（熱硬化性樹脂）が塗布される。当該樹脂が硬化することで、各セグメントコイル４や図示しないインシュレータがステータコア２に固定される。また、セグメントコイル４の先端部４１同士の接合部や引出線Ｌｕ－Ｌｗと動力線６ｕ－６ｗとの接合部といった導電体の露出部には、絶縁用の粉体が塗布される。

【0021】

続いて、上述のステータ１のステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査について説明する。

【0022】

ステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査には、図４に示すパルス電源装置５０が使用される。パルス電源装置５０は、上記特許文献１に記載されたものと同様の構成を有するものでパルス波電源であり、直流電源、正極ケーブルを介して直流電源の正極端子に接続される第１接続端子、負極ケーブルを介して直流電源の負極端子に接続される第２接続端子、半導体スイッチ、可変インダクタ、容量素子、抵抗素子およびパルス発生器等（何れも図示省略）を含む。パルス電源装置５０のパルス発生器は、半導体スイッチの開閉状態を切り替えるためのパルス信号を出力するものであり、当該パルス信号のパルス幅は、インバータ（スイッチング素子）のスイッチングによりステータ１に印加されるサージ電圧がピーク値の例えば８５－９０％以上に維持されるピーク維持時間に合わせて設定される。また、可変インダクタのインダクタンスは、当該サージ電圧の立ち上がり時間（例えば、数十ｎｓｅｃ）に合わせて設定される。これにより、ステータコイル３ｕ，３ｖ等に対してパルス電源装置５０から実際のサージ電圧に近い立ち上がり時間でパルス電圧を印加することが可能となる。

【0023】

パルス電源装置５０の第１接続端子は、例えばステータコイル３ｕまたは３ｖの引出線ＬｕまたはＬｖに接続され、第２接続端子は、例えばステータコイル３ｖまたは３ｗの引出線ＬｖまたはＬｗに接続される。また、絶縁検査に際して、引出線Ｌｕ，Ｌｖ間、引出線Ｌｖ，Ｌｗ間および引出線Ｌｕ，Ｌｗ間の電位差が電圧計５１により検出され、ステータコイル３ｕおよび３ｖを流れる電流の値と、ステータコイル３ｖおよび３ｗを流れる電流の値と、ステータコイル３ｕおよび３ｗを流れる電流の値とが電流計５２により検出される。電圧計５１および電流計５２の検出値は、オシロスコープ５３に与えられ、当該オシロスコープ５３により２相のステータコイル３ｕ，３ｖ間、３ｖ，３ｗ間および３ｕ，３ｗ間における部分放電の有無を判別するための電流波形や電圧波形が測定される。なお、本実施形態では、更に、第１および第２接続端子を引出線Ｌｕと引出線ＬｖおよびＬｗとの間、引出線Ｌｖと引出線ＬｕおよびＬｗとの間、並びに引出線Ｌｗと引出線ＬｕおよびＬｖとの間に接続して上記電流波形や電圧波形が測定される（図４中二点鎖線参照）。

【0024】

更に、ステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査に際しては、図４に示すように、インダクタンスコイル（調整コイル）１０が２相のステータコイル３ｕ－３ｖ、３ｖ－３ｗあるいは３ｕ－３ｗに対してパルス電源装置５０と並列に接続される。すなわち、インダクタンスコイル１０の一端は、例えばステータコイル３ｕまたは３ｖの引出線ＬｕまたはＬｖに接続され、インダクタンスコイル１０の他端は、例えばステータコイル３ｖまたは３ｗの引出線ＬｖまたはＬｗに接続される。本実施形態において、インダクタンスコイル１０は、図５に示すように、比較的小さいインダクタンスＬと、当該インダクタンスＬの大きさに概ね反比例する静電容量Ｃを有するチョークコイルである。

【0025】

パルス電源装置５０およびインダクタンスコイル１０を用いたステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査に際して、ステータコア２は、図示しない治具等より回転不能に保持される。更に、パルス電源装置５０の第１接続端子およびインダクタンスコイル１０の一端が例えばＵ相のステータコイル３ｕの引出線Ｌｕに接続され、パルス電源装置５０の第２接続端子およびインダクタンスコイル１０の他端が例えばＶ相のステータコイル３ｖの引出線Ｌｖに接続される。インダクタンスコイル１０およびパルス電源装置５０が例えばＵ相およびＶ相のステータコイル３ｕ，３ｖに接続されると、検査プログラムがインストールされたコンピュータ５５により当該ステータコイル３ｕ，３ｖについての絶縁検査が実行される。

【0026】

絶縁検査に際し、コンピュータ５５は、別途実験・解析を経て導出された引出線Ｌｕ，ＬｖまたはＬｖ，Ｌｗに印加されるサージ電圧よりも高く定められた試験電圧Ｖ０のパルス電圧がＵ相およびＶ相のステータコイル３ｕ，３ｖの引出線Ｌｕ，Ｌｖに印加されるようにパルス電源装置５０を制御する。更に、コンピュータ５５は、電流計５２の測定値に基づいてオシロスコープ５３により測定される電流波形および電圧波形を取得し、電流波形を取得した後、パルス電源装置５０から２相のステータコイル３ｕ，３ｖへのパルス電圧の印加を停止させる。以後、かかる手順に従って、ステータコイル３ｖ，３ｗおよびステータコイル３ｕ，３ｗについての絶縁検査が実行され、それにより１つのステータ１についての絶縁検査が完了する。

【0027】

上述のように、本実施形態では、スター結線により結線された複数のステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査に際して、複数のステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗうちの１相における部分放電や２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の間における部分放電の有無を精度よく判別すべく、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等にパルス電源装置５０とインダクタンスコイル１０とが並列に接続される。そして、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等にパルス電源装置５０とインダクタンスコイル１０とが並列に接続された状態で、当該パルス電源装置５０から２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等にパルス電圧が印加される。

【0028】

すなわち、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等にインダクタンスコイル１０を並列に接続すれば、当該２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等とインダクタンスコイル１０とを含む並列回路のインダクタンスおよびインピーダンスが小さくなる。そして、当該並列回路のインダクタンスおよびインピーダンスを小さくなると、２相のステータコイル３ｕ，３ｖに印加される電流値が大きくなるので、パルス電圧のオフ時に中性点ＮＰ付近で発生する逆起電力が大きくなる。特に、パルス波電源であるパルス電源装置５０を用いた場合には、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に印加される電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間をより短くすることができるので当該逆起電力をより大きくすることが可能となる。これにより、図６に示すように、インダクタンスコイル１０を用いた場合（図６中実線参照）には、インダクタンスコイル１０を用いない場合（図６中破線参照）に比べて、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の中性点ＮＰ側（図６中右側の領域）で互いに近接した２つの単位コイル間（コイル線材としてのセグメントコイル４間）の電位差を大きくすることができる。

【0029】

また、インダクタンスコイル１０は、そのインダクタンスＬの大きさに概ね反比例する静電容量Ｃを有しており、パルス電源装置５０に対して並列に接続されたコンデンサとしても機能する。従って、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等には、インダクタンスコイル１０とステータコイル３ｕ，３ｖ等との合成静電容量Ｃｐ（上記並列回路の静電容量）と、パルス電源装置５０の静電容量Ｃ０との分圧比に応じた上記試験電圧（電源電圧）Ｖ０よりも低い電圧Ｖｐが印加されることになる。すなわち、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に印加される電圧Ｖｐは、Ｖｐ＝Ｖ０×Ｃ０／（Ｃ０＋Ｃｐ）となり、例えばＣ０：Ｃｐ＝２：１である場合には、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等にはＶｐ＝２／３×Ｃ０のパルス電圧が印加されることになる。これにより、パルス電圧の電圧値すなわち試験電圧Ｖ０をある程度大きくしても、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の両端側（引出線側、図６における左側の領域）で互いに近接した２つの単位コイル間（コイル線材としてのセグメントコイル４間）の電位差が大きくなるのを抑制することが可能となる。

【0030】

従って、本実施形態では、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の両端側で互いに近接した２つの単位コイル間の電位差と、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の中性点ＮＰ側で互いに近接した２つの単位コイル間の電位差との差を小さくすることができる。すなわち、図６に示すように、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の両端間（引出線Ｌｕ，Ｌｖ間または引出線Ｌｖ，Ｌｗ間または引出線Ｌｕ，Ｌｗ間）の全域において互いに近接した２つの単位コイル間の電位差（図６における実線参照）を充分に確保してサージ電圧に応じた電位差（図６における一点鎖線参照）よりも高くすることができる。この結果、試験電圧Ｖ０を高くし過ぎることなく、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に対してパルス電圧を適正に印加して、当該２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の一方および双方間における部分放電の有無を精度よく判別することが可能となる。

【0031】

また、本実施形態において、インダクタンスコイル１０としては、図６からわかるように、５．０－６０μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．０４－０．４０μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用される。これにより、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の両端側で互いに近接した２つの単位コイル間の電位差と、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の中性点ＮＰ側で互いに近接した２つの単位コイル間の電位差との差をより小さくして、当該２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等における部分放電の有無をより精度よく判別することが可能となる。

【0032】

より詳細には、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等（引出線Ｌｕ，Ｌｖ等）に印加される電圧を１５００Ｖ程度にする場合には、インダクタンスコイル１０として、５．０－１７．５μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．１４－０．４０μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用されるとよい。また、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に印加される電圧を１６００Ｖ程度にする場合には、インダクタンスコイル１０として、７．５－２３．５μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．１１－０．３２μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用されるとよい。更に、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に印加される電圧を１７００Ｖ程度にする場合には、インダクタンスコイル１０として、８．５－３３．５μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．０７－０．２８μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用されるとよい。

【0033】

また、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に印加される電圧を１８００Ｖ程度にする場合には、インダクタンスコイル１０として、１０．０－５４．０μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．０５－０．２４μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用されるとよい。更に、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に印加される電圧を１９００Ｖ程度にする場合には、インダクタンスコイル１０として、１２．０－３７．５μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．０７－０．２０μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用されるとよい。また、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に印加される電圧を２０００Ｖ程度にする場合には、インダクタンスコイル１０として、１４．０－６０．０μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．０４－０．１７μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用されるとよい。

【0034】

図７は、パルス波電源であるパルス電源装置５０に代えて、インパルス電源であるパルス電源装置５０Ｂを用いたステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査の実施状態を示す概略構成図である。図７に示すパルス電源装置５０Ｂは、直流電源５０ｐ、コンデンサ５０ｃ、スイッチ（ギャップ）５０ｓ、放電抵抗５０ｒ₀、制動抵抗５０ｒ_sおよびインダクタ５０ｉを含む。パルス電源装置５０Ｂは、直流電源５０ｐによりコンデンサ５０ｃを充電すると共に、スイッチ５０ｓを介してコンデンサ５０ｃとステータコイル３ｕ，３ｖ等とを電気的に接続して当該コンデンサ５０ｃに蓄えられた電荷を瞬時に放電することによりステータコイル３ｕ，３ｖ等にインパルス電圧を印加するものである。ただし、パルス電源装置５０Ｂの構成は、インダクタ５０ｉの代わりに、コンデンサ５０ｃに対して放電抵抗５０ｒ₀と並列に接続されるコンデンサを含むものであってもよい。

【0035】

かかるパルス電源装置５０Ｂを用いた絶縁検査に際しても、図７に示すように、インダクタンスコイル（調整コイル）１０が２相のステータコイル３ｕ－３ｖ、３ｖ－３ｗあるいは３ｕ－３ｗに対してパルス電源装置５０Ｂと並列に接続される。更に、パルス電源装置５０Ｂは、別途実験・解析を経て導出されたサージ電圧よりも高く定められた試験電圧Ｖ０のインパルス電圧をＵ相およびＶ相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の引出線Ｌｕ，Ｌｖ等に印加するようにコンピュータ５５により制御される。

【0036】

インパルス電源であるパルス電源装置５０Ｂを用いた場合も、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等には、インダクタンスコイル１０とステータコイル３ｕ，３ｖ等との合成静電容量Ｃｐと、パルス電源装置５０Ｂの静電容量Ｃ０との分圧比に応じた上記試験電圧（電源電圧）Ｖ０よりも低い電圧Ｖｐが印加されることになる。また、パルス電源装置５０Ｂからステータコイル３ｕ，３ｖ等へのインパルス電圧の印加が開始されると、インダクタンスコイル１０のコンデンサ成分（浮遊容量）に電荷が蓄積されていき、その分だけパルス電源装置５０Ｂからステータコイル３ｕ，３ｖ等に供給される電荷が目減りする。これにより、試験電圧Ｖ０をある程度大きくしても、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の両端側（引出線側）で互いに近接した２つの単位コイル間（コイル線材としてのセグメントコイル４間）の電位差が大きくなるのを抑制することが可能となる。

【0037】

更に、パルス電源装置５０Ｂからステータコイル３ｕ，３ｖ等へのインパルス電圧の印加開始後、引出線Ｌｕ，Ｌｖ等の間の電圧が例えば３００Ｖ程度まで低下すると、インダクタンスコイル１０のコンデンサ成分に蓄えられた電荷が放電されてステータコイル３ｕ，３ｖ等に付加的に印加される。これにより、図８において実線で示すように、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の中性点ＮＰ側（図８中右側の領域）で互いに近接した２つの単位コイル間（コイル線材としてのセグメントコイル４間）の電位差が小さくなるのを抑制することができる。

【0038】

従って、パルス電源装置５０Ｂを用いた絶縁検査に際しても、上記パルス電源装置５０を用いた絶縁検査（図８における破線参照）と同様に、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の両端側で互いに近接した２つの単位コイル間の電位差と、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の中性点ＮＰ側で互いに近接した２つの単位コイル間の電位差との差を小さくすることができる。この結果、インパルス電源であるパルス電源装置５０Ｂを用いた絶縁検査によっても、試験電圧Ｖ０を高くし過ぎることなく、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に対してパルス電圧を適正に印加して、当該２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の一方および双方間における部分放電の有無を精度よく判別することが可能となる。

【0039】

更に、上記パルス電源装置５０Ｂ（インパルス電源）を用いた場合（図８における実線参照）も、上記パルス電源装置５０（パルス波電源）を用いた場合（図８における破線参照）と同様に、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の両端間でコイル線材間の電位差をステータ１の絶縁体で覆われた導体間に生じたピンホール等の表面に沿って生じる沿面放電を生じさせる電位差（図８における二点鎖線参照）よりも大きくすることができる。これにより、パルス電源装置５０Ｂを用いた絶縁検査によれば、ステータ１における沿面放電の有無を精度よく判別することが可能となる。また、パルス電源装置５０Ｂ（インパルス電源）と共に用いられるインダクタンスコイル１０としては、パルス電源装置５０（パルス波電源）と共に用いられるものと同様に、５．０－６０μＨの範囲内のインダクタンスＬと、０．０４－０．４０μＦの範囲内の静電容量Ｃとを有するものが採用されるとよい。

【0040】

更に、パルス電源装置５０Ｂを用いたステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査に際しては、図７において二点鎖線で示すように、ステータ１の中心孔２ｏ内にダミーロータ１５が配置されてもよい。ダミーロータ１５は、例えば円盤状に形成された電磁鋼板を複数積層して積層方向に連結するか、あるいは例えば強磁性粉体を加圧成形すると共に焼結させることより、ステータ１と共に用いられるロータと同径かつ同一高さの略円柱状に形成されたものである。また、ダミーロータ１５からは、永久磁石が埋設されるスロットが省略されており、当該ダミーロータ１５は着磁されていない状態で使用される。かかるダミーロータ１５を用いることで、ステータコア２に磁束の経路が形成されてステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗのインダクタンスが大きくなることから、各単位コイルＵi，Ｖi，Ｗiに電圧がかかりやすくなる。

【0041】

なお、図４および図７に関連した実施形態では、インダクタンスコイル１０として、上述のような数値範囲内のインダクタンスＬおよび静電容量Ｃを有するチョークコイルが採用されるが、これに限られるものではない。すなわち、インダクタンスコイル１０の代わりに、上述のような数値範囲内のインダクタンスＬおよび静電容量Ｃを有する他のインダクタが採用されてもよい。

【0042】

また、図９に示すように、バルス電源装置５０または５０Ｂを用いたステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査に際しては、上述のような数値範囲内のインダクタンスＬを有するインダクタ１１が２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に対してパルス電源装置５０と並列に接続され、かつ当該パルス電源装置５０に対して上述のような数値範囲内の静電容量Ｃを有するコンデンサ１２が並列に接続された状態で、パルス電源装置５０から２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等にパルス電圧が印加されてもよい。図９に示すようにしてステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの絶縁検査を実行しても、試験電圧Ｖ０を高くし過ぎることなく、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に対してパルス電圧を適正に印加して、当該２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等に一方および双方間における部分放電の有無を精度よく判別することが可能となる。

【0043】

更に、上記ステータ１では、ステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗのコイルエンド部３ａの導体の露出部に絶縁用の粉体が塗布されるが、これに限られるものではない。すなわち、図９に示すステータ１Ｂのように、コイルエンド部３ａの導体の露出部は、環状の樹脂モールド部７により覆われてもよい。図９のステータ１Ｂにおいて、それぞれ対応するスロットから突出した複数の脚部４０は、径方向に隣り合う２つの脚部４０の先端部４１がそれぞれステータコア２の軸心（図中、一点鎖線参照）に対して傾斜すると共に周方向に沿って互いに逆向きに延在するように倒される。更に、各先端部４１は、ステータコア２の径方向に隣り合う対応する他のセグメントコイル４の先端部４１にレーザー溶接により電気的に接合される。これにより、ステータ１Ｂでは、セグメントコイル４の先端部４１同士の接合部を多数含むコイルエンド部３ａの軸長を大幅に短縮化することができる。そして、かかるステータ１Ｂに上述のパルス電源装置５０，５０Ｂを用いた絶縁検査を施すことで、２相のステータコイル３ｕ，３ｖ等の一方および双方間における部分放電や樹脂モールド部７内における沿面放電の有無を精度よく判別することが可能となる。

【0044】

また、ステータ１，１Ｂにおいて、複数相のステータコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの各々は、互いに異なるスロット２ｓに差し込まれる一対の脚部４０を有すると共に対応する脚部４０の先端部４１同士が電気的に接合される複数のセグメントコイル４により形成されるが、これに限られるものではない。すなわち、ステータ１，１Ｂは、それぞれステータコア２に分布巻きにより巻回された巻線（コイル線材）により形成されると共にステータ結線により結線された複数相のステータコイルを含むものであってもよい。また、ステータ１，１Ｂは、２Ｙ結線、３Ｙ結線、あるいは４Ｙ結線により互いに結線された複数相のステータコイルを含むものであってもよい。

【0045】

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本開示の発明は、ステータの製造分野等において利用可能である。

【符号の説明】

【0047】

１，１Ｂ ステータ、２ ステータコア、３ａ，３ｂ コイルエンド部、３ｕ，３ｖ，３ｗ ステータコイル、４ セグメントコイル、４０ 脚部、４１ 先端部、１０ インダクタンスコイル（チョークコイル）、１１ インダクタ、１２ コンデンサ、５０，５０Ｂ パルス電源装置（パルス電源）、５１ 電圧計、５２ 電流計、５３ オシロスコープ、５５ コンピュータ、Ｕ₁－Ｕ₁₆，Ｖ₁－Ｖ₁₆，Ｗ₁－Ｗ₁₆ 単位コイル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】