特表 2024-505846 試験装置及び試験装置の動作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-08

(54)【発明の名称】試験装置及び試験装置の動作方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/00 20060101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

G01R31/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023544281

(86)(22)【出願日】2021-12-21

(85)【翻訳文提出日】2023-07-20

(86)【国際出願番号】 EP2021087118

(87)【国際公開番号】W WO2022156985

(87)【国際公開日】2022-07-28

(31)【優先権主張番号】102021101240.6

(32)【優先日】2021-01-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523275662

【氏名又は名称】ティーディーケー ヨーロッパ ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＴＤＫ ＥＵＲＯＰＥ ＧＭＢＨ

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｓｅｎｈｅｉｍｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １４１ ｅ， ８１６７１ Ｍｕｎｉｃｈ （ＤＥ）

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】プレヴァン， レミ

(72)【発明者】

【氏名】ラウアースドルフ， マルティン

(72)【発明者】

【氏名】西澤 振一郎

【テーマコード（参考）】

2G036

【Ｆターム（参考）】

2G036AA28

2G036BA46

2G036CA11

(57)【要約】

電気機器１を試験する試験手順を実行する試験装置１００であって、アクセス機構２２が開状態にある場合は電気機器を試験チャンバの内部空間２０に配置可能で、アクセス機構を閉状態に変更することにより内部空間を外部環境から隔離する試験チャンバ２と、試験手順の一部として電気機器に電圧を印加する電源３と、ユーザが電圧に接触することを防止するマルチレベル安全システム４とを含み、マルチレベル安全システムは、アクセス機構を閉状態にロックする制御可能なインターロック素子４０と、少なくとも電源がスイッチオン状態にある場合に試験装置の複数の特性を監視する複数の安全センサ４２と、インターロック素子及び電源を制御する制御機器４１であって、少なくとも電源がスイッチオン状態にある場合に複数の安全センサから複数のセンサ信号を連続的に受信する制御機器４１とを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機器（１）の試験又は電磁両立性試験の試験手順を実行するための試験装置（１００）であって、
アクセス機構（２２）を有する試験チャンバ（２）であって、前記アクセス機構が開状態にある場合に、前記電気機器を前記試験チャンバの内部空間（２０）に配置でき、前記アクセス機構を閉状態に変更することにより、前記内部空間を外部環境から隔離できる試験チャンバ（２）と、
前記試験手順の一部として前記電気機器に少なくとも電圧を印加する電源（３）と、
ユーザが電圧に接触することを防止するマルチレベル安全システム（４）と、を含み、
前記マルチレベル安全システムは、
前記アクセス機構を前記閉状態にロックする制御可能なインターロック素子（４０）と、
少なくとも前記電源がスイッチオン状態にある場合、前記試験装置の複数の特性を監視する複数の安全センサ（４２）と、
前記インターロック素子及び前記電源を制御する制御機器（４１）であって、少なくとも前記電源がスイッチオン状態にある場合、複数の前記安全センサから複数のセンサ信号を連続的に受信する制御機器（４１）と、を含む
ことを特徴とする試験装置。

【請求項2】

前記制御機器は、少なくとも１つの前記安全センサが所定の危険状態に対応する前記試験チャンバの特性を検出した場合、前記電圧をオフにすることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

前記制御機器は、前記電圧が所定の閾値未満である場合、前記アクセス機構をアンロックするように前記インターロック素子を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の試験装置。

【請求項4】

前記電圧は、前記電気機器の電気入力部（１０）で監視されることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の試験装置。

【請求項5】

複数の前記安全センサは、前記電気機器の電気入力部に直接接続される電圧センサ（４３）を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の試験装置。

【請求項6】

前記電源は、前記電気機器に前記電圧を供給するＤＣリンク素子（３３）を含むことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の試験装置。

【請求項7】

複数の前記安全センサは、ユーザにより操作可能な非常スイッチ（４４）を含むことを特徴とする先行する請求項１～６のいずれかに記載の試験装置。

【請求項8】

複数の前記安全センサは、
前記アクセス機構の状態を監視するアクセス機構センサ（４５）を含むことを特徴とする先行する請求項１～７のいずれかに記載の試験装置。

【請求項9】

複数の前記安全センサは、少なくとも前記内部空間の一部において液体の存在を監視する液体検出器（４６）を含むことを特徴とする先行する請求項１～８のいずれかに記載の試験装置。

【請求項10】

前記試験チャンバは、少なくとも部分的に前記内部空間内にある液体冷却システム（６）を含むことを特徴とする先行する請求項１～９のいずれかに記載の試験装置。

【請求項11】

前記試験チャンバは、前記内部空間内に固定手段（６３）を含み、前記固定手段は、前記冷却システムから漏れた冷却液（６９）を収集する、ことを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の試験装置。

【請求項12】

前記固定手段は、凹部又は槽を含むことを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の試験装置。

【請求項13】

前記液体検出器は、前記固定手段内に配置されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の試験装置。

【請求項14】

前記冷却システムは、冷却液を提供する冷却タンク（６０）と、前記冷却液を前記電気機器へ及び前記電気機器から輸送する少なくとも１つの流路（６１）とを含み、
前記冷却システムは、前記固定手段から前記冷却タンクに通じる少なくとも１つのバイパス流路（６４）を含むことを特徴とする請求項１０～１３の一項に記載の試験装置。

【請求項15】

前記バイパス流路（６４）及び少なくとも１つの前記流路（６１）の少なくとも一部は、二重管構造として形成されることを特徴とする請求項１～１３のいずれかに記載の試験装置。

【請求項16】

請求項１～１５のいずれかに記載の試験装置（１００）の動作方法であって、
電気機器（１）を、前記試験チャンバ（２）の内部空間（２０）に配置し、前記電源（３）に接続し、
前記アクセス機構（２２）を閉状態に変更し、前記インターロック素子（４０）によりロックし、
少なくとも前記電源が前記電気機器に電圧を印加するスイッチオン状態にある場合、前記試験装置の複数の特性を、前記マルチレベル安全システム（４）の複数の前記安全センサ（４２）により監視し、
前記制御機器（４１）は、少なくとも１つの前記安全センサが所定の危険状態に対応する前記試験チャンバの特性を検出した場合には前記電圧をオフにし、及び／又は、前記電圧が所定の閾値未満であることを検出した場合には前記アクセス機構をアンロックするように前記インターロック素子を制御することを特徴とする動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

以下において、試験装置及び試験装置の動作方法を特定する。

【背景技術】

【0002】

例えば、欧州指令２０１４／３５／ＥＵによれば、２５ＶＡＣ（交流）又は６０ＶＤＣ（直流）を超える動作電圧を用いた電気機器の試験は、ユーザにとって安全でなければならない。この閾値を超える電気機器の能動部品との接触を避けなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特定の実施形態の少なくとも１つの目的は、ユーザが所定の電圧、特に所定の安全閾値を超える電圧に接触することを防止するための安全対策を提供する試験装置を提供することである。特定の実施形態の少なくとも１つのさらなる目的は、試験装置の動作方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

これらの目的は、独立請求項に記載の主題及び方法により達成される。主題及び方法の有利な実施形態及び発展形態は、従属請求項に特徴付けられ、また、以下の説明及び図面によって開示される。

【0005】

少なくとも１つの実施形態において、試験手順を実行する試験装置が特定される。試験装置は、電気機器を試験するように構成される。また、電気機器を、被試験電気機器又は単に被試験デバイス（ＤＵＴ）と表記することができる。

【0006】

好ましくは、試験手順は、電磁両立性（ＥＭＣ）試験を実行するステップを含む。特に好ましくは、試験装置は、国際規格、特にＣＩＳＰＲ２５及びＩＳＯ１１４５２－２に準拠したパワーエレクトロニクス（ＰＥ）システム・構成要素開発用の持ち運び可能なＥＭＣ試験環境を提供する。したがって、試験装置は、好ましくは、ＣＩＳＰＲ２５（伝導性エミッション）に準拠したシールド環境でのエミッション測定、ＩＳＯ１１４５２－２に準拠したシールド環境でのイミュニティ測定、制限されたシールド環境での放射エミッション及びイミュニティ測定、例えば、吸収材などを使用して、最大１ＧＨｚのバルク電流注入、ロッドアンテナなどを可能にする。

【0007】

好ましくは、試験装置は、例えば外部ラボの費用を回避することにより低コストでＥＭＣ測定を実行することができるとともに、試験対象の電気機器への開発効率を向上させることができる。

【0008】

少なくとも１つのさらなる実施形態によれば、試験装置の動作方法が提供される。前述及び以下に記載される特徴及び実施形態は、試験装置及び試験装置の動作方法に同様に適用される。

【0009】

電気機器は、好ましくは、エンジンの一部及び／又は電気自動車のパワートレインなどの、自動車用機器であり得るか又はそれを含み得る。

【0010】

代替的に、電気機器は、別の機器、好ましくは、パワーエレクトロニクス機器であり得る。したがって、ＥＭＣ試験では、電気機器に高電圧を供給する必要がある。

【0011】

ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ１４１１９（機械の安全性、インターロック）によれば、ユーザ（以下、オペレータとも表記され得る）が機器の危険区域にアクセスできるようになる前に、あらゆる種類の危険な機器を安全な状態にする必要がある。電気機器の場合、能動電気部品へのアクセスが可能であってはならないことを意味する。

【0012】

さらなる実施形態において、試験装置は、内部空間とアクセス機構とを有する試験チャンバを含む。試験チャンバは、好ましくは、アクセス機構により開閉できるケースを含む。アクセス機構が開状態にある場合、試験対象の電気機器は、試験チャンバの内部空間に配置できる。試験チャンバを閉じることにより、即ち、アクセス機構を閉状態に変更することにより、内部空間は外部環境から隔離でき、それにより、試験チャンバはシールドボックスを形成し、通常の動作状況では、試験装置のユーザが試験チャンバ内の能動電気部品に接触する可能性はない。

【0013】

アクセス機構は、ケースの一部又は移動可能なカバーであり得るか、又はそれらを含み得る。例えば、アクセス機構は、ヒンジカバー、ヒンジドア、ドア要素又はハッチであり得るか、又はそれらを含み得る。

【0014】

さらなる実施形態において、試験装置は、試験手順の一部として電気機器に少なくとも電圧を印加するように具体化された電源を含む。電源は、例えば、電圧源又は電圧電流源であり、好ましくは、高電圧動作及び／又は高電流動作、例えば、最大８００Ｖひいては１０００Ｖの電圧及び最大４０Ａの電流による高電圧動作、及び／又は最大５０Ｖの電圧及び最大４００Ａの電流による低電圧動作を可能にする。

【0015】

電源は、例えば、試験チャンバの外側に位置し得るＡＣ電源と、電気機器に電圧を供給するように具体化されたＤＣリンク素子とを含み得る。ＤＣリンク素子は、試験チャンバ内に位置し得る。

【0016】

さらなる実施形態において、試験装置は、例えば例外的状況及び／又は技術的に引き起こされた故障もしくはユーザによって誘発された故障において、ユーザが電圧に接触することを防止するよう意図され具体化されたマルチレベル安全システム（以下、単に安全システムとも表記され得る）を含む。特に、電気機器は、一種のフェンスによって囲まれる必要があり、例えば、アクセス機構を有する試験チャンバの場合、ドア又はケースカバーなどによって囲まれる。アクセス機構を開く場合には、安全システムにより、オペレータが電気機器の危険区域及び内部空間にある他の構成要素に手を伸ばして接触できないことを保証する必要がある。これは、オペレータが危険区域に手が届くのに必要な時間よりも短い最短時間で電源を遮断することにより実現することができる。好ましくは、インターロックシステム（連動システム）の使用により、オペレータが試験装置の危険区域に手を伸ばして接触するのに必要な時間よりも短い最短時間で電源が遮断されるようになる。

【0017】

さらなる実施形態において、マルチレベル安全システムは、アクセス機構を閉状態にロックする能動的に制御可能なインターロック素子（連動素子）を含む。例えば、インターロック素子は、アクセス機構を閉状態に維持することを保証できる電子制御式ロック機構であり得る。さらに、安全システムは、インターロック素子及び電源を制御するように具体化された制御機器を含む。

【0018】

さらに、安全システムは、少なくとも電源がスイッチオン状態にある場合、試験装置の複数の特性を監視する複数の安全センサを含む。特に、制御機器は、少なくとも電源がスイッチオン状態にある場合、複数の安全センサから複数のセンサ信号を連続的に受信しながら、インターロック素子及び電源を制御するように具体化される。それに応して、マルチレベル安全システムは、複数のセンサ入力を同時に監視する拡張インターロック回路（拡張連動回路）を形成する。

【0019】

さらに、制御機器は、少なくとも１つの安全センサが、所定の危険状態に対応する試験チャンバの特性を検出した場合に、電源をオフにして遮断することによって、電圧を遮断するように具体化される。また、制御機器は、電源により印加された電圧が所定の閾値未満である場合にはアクセス機構をアンロックし、少なくとも電圧が閾値を超えた場合にはアクセス機構をロックするようにインターロック素子を制御するように具体化される。閾値は、例えば、ＡＣ電圧の場合には２５Ｖ、ＤＣの場合には６０Ｖであってもよい。

【0020】

制御機器は、マルチレベル安全システムの他の構成要素を少なくとも制御する回路を含み得る。例えば、制御機器は、安全システムの他の構成要素に接続され、安全システムの構成要素を制御するコンピュータプログラムを実行する、コンピュータ又は他のマイクロコントローラベースの機器であり得るか、又はそれらを含み得る。さらに、試験装置の他の構成要素は、制御機器により制御することができる。

【0021】

さらなる実施形態において、電気機器に印加される電圧は、監視される。

【0022】

好ましくは、電圧は、電気機器の電気入力部で監視され、特に好ましくは、電気機器の電気入力部で直接監視される。したがって、複数の安全センサは、電気機器の電気入力部に直接接続されるように具体化された電圧センサを含み得る。例えば、電気機器は、電源に接続された入力ピンを含み得る。入力ピンでの電圧は、電圧センサにより直接監視することができる。例えば、接続されたＡＣ電源をオフにした後、放電に時間がかかるコンデンサを含み得るＤＣリンク素子を使用した場合、ＡＣ電源が既にオフになっていても、電気機器の入力部に高電圧を供給することができる。電気機器の電気入力部で電圧を監視することにより、制御機器は、ＤＣリンク素子が十分に放電した場合にのみ、即ち、電気機器の電気入力部での電圧が所定の閾値未満である場合にのみ、インターロック素子がアクセス機構をアンロックすることを保証することができる。

【0023】

さらなる実施形態において、複数の安全センサは、ユーザにより操作可能な非常スイッチを含む。非常スイッチが使用された場合、制御機器は電源を遮断することができる。

【0024】

さらなる実施形態において、複数の安全センサは、アクセス機構の状態を監視するように具体化されたアクセス機構センサを含む。特に、アクセス機構センサは、アクセス機構に含まれるドア、カバー又はハッチの状態及び／又は位置を監視することができる。アクセス機構が開いていることが検出された場合に、制御機器は電源を遮断することができる。例えば、アクセス機構センサは、アクセス機構が開いている場合にその状態を変更する接触センサであり得る。

【0025】

さらなる実施形態において、複数の安全センサは、少なくとも内部空間の一部において液体の存在を監視するように具体化された液体検出器を含む。内部空間における液体の存在が検出された場合、制御機器は電源を遮断することができる。

【0026】

例えば、試験チャンバは、少なくとも部分的に内部空間内にある水冷システムのような液体冷却システムを含み得る。漏れが発生した場合、冷却システムで使用されている冷却液が冷却システムから流出し、短絡などを引き起こす場合がある。発生した冷却液を収容するために、試験チャンバは、内部空間内に、凹部又は槽を含むか、又はそれらであり得る固定手段を含むことができ、固定手段は、冷却システムから漏れた冷却液を収集するように具体化される。さらに、冷却システムは、冷却液を供給する冷却タンクと、冷却液を電気機器へ及び電気機器から輸送する少なくとも１つの流路とを含み得る。さらに、冷却システムは、発生した冷却液を冷却タンクに戻すことができるように、固定手段から冷却タンクに通じる少なくとも１つのバイパス流路を含み得る。液体検出器は、固定手段内に配置できる。

【0027】

試験手順を実行するために、電気機器を、試験チャンバの内部空間に配置し、電源に接続する。次に、アクセス機構を閉状態に変更し、インターロック素子によりロックする。電源をオンにし、試験手順を開始する。少なくとも電源が電気機器に電圧を印加するスイッチオン状態にある場合、試験装置の複数の特性を、マルチレベル安全システムの複数の安全センサにより監視する。上述したように、制御機器は、少なくとも１つの安全センサが所定の危険状態に対応する試験チャンバの特性を検出した場合には電圧をオフにし、及び／又は、電圧が所定の閾値未満であることを検出した場合にはアクセス機構をアンロックするようにインターロック素子を制御する。

【0028】

本明細書に記載される試験装置は、事故を防止できる安全システムを形成する。好ましくは、試験装置は、例えば最大１０００ＶＤＣの電圧を用いた電気機器のＥＭＣ測定を実行するように設計された、いわゆるＥＭＣシールドボックスを含む。好適な実施形態において、複数の安全センサにより供給された信号は、連続的に監視され、アクセス機構が開いている場合及び／又は試験チャンバの内部空間内に液体が検出された場合及び／又は非常スイッチが押された場合、電源が遮断されることになる。

【0029】

代替的に、好ましくは電気機器の電気入力部で直接測定される電圧レベルは、以下の状態を生じさせることができる。測定された電圧が所定の安全閾値未満である場合には、アクセス機構のロックが解除される。測定された電圧が所定の安全閾値を超えた場合には、アクセス機構のロックが施錠される。被試験電気機器の電気入力部で電圧を直接監視することにより、コンデンサを含み得る電圧供給入力回路の正確な制御を可能にする。これらのコンデンサの放電に必要な時間は、可変であり、直接的な測定によってのみ検証できる。安全電圧閾値は、任意の値に調整できる。測定された電圧が規定の閾値未満に低下すると、アクセス機構を保持するロックが解除され、ユーザは電気機器にアクセスできるようになる。さらに、安全のための固定手段と組み合わせられた試験チャンバ内の液体の存在の検出により、液体による短絡の可能性が生じる前に、電子機器から電源を早期に切断することができる。

【0030】

さらなる利点、有利な実施形態及び発展形態は、図面に関連して以下に記載される実施形態によって明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、一実施形態に係る、電気機器を試験する試験手順を実行する試験装置の概略図である。

【図2A】図２Ａは、さらなる実施形態に係る試験装置の概略図である。

【図2B】図２Ｂは、さらなる実施形態に係る試験装置の動作方法の概略図である。

【図3】図３は、さらなる実施形態に係る試験装置の概略図である。

【図4A】図４Ａは、さらなる実施形態に係る試験装置の部品の概略図である。

【図4B】図４Ｂは、さらなる実施形態に係る試験装置の部品の概略図である。

【図4C】図４Ｃは、さらなる実施形態に係る試験装置の部品に係る図である。

【図5】図５は、さらなる実施形態に係る試験装置の部品の概略図である。

【図6】図６は、さらなる実施形態に係る試験装置の部品の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１には、電気機器を試験する試験手順を実行する試験装置の実施形態が示される。図示の実施形態では、例として、試験装置は、パワーエレクトロニクスシステム・構成要素の開発に使用でき、ＣＩＳＰＲ２５及びＩＳＯ１１４５２－２などの国際規格に準拠したＥＭＣ試験環境、好ましくは、持ち運び可能なＥＭＣ試験環境として具体化される。代替的に、試験環境の他の実施形態が可能である。

【0033】

試験装置は、試験チャンバ２を含み、該試験チャンバ２は、シールドボックスとも表記でき、被試験の電気機器１が配置される内部空間２０を有する。試験チャンバ２は、試験チャンバ２を開閉するアクセス機構（図示せず）を含む。さらに、試験装置１００は、試験手順の一部として電気機器１に少なくとも電圧を印加するように具体化された少なくとも１つの電源３を含む。図示の実施形態では、例として、試験装置は、高電圧電源３０及び低電圧電源３１を含む。

【0034】

さらに、試験装置１００は、試験装置１００のユーザが電圧に接触することを防止するよう意図され具体化されたマルチレベル安全システム４を含む。特に、安全システム４は、図１に示すように、１つ以上の構成要素を含み得る制御機器４１を含む。例えば、制御機器４１は、安全システム４の構成要素及び試験装置１００の他の構成要素を制御するコンピュータプログラムを実行する、コンピュータ又は他のマイクロコントローラベースの機器を含み得る。

【0035】

さらに、制御機器４１は、オペレータが安全システム４及び試験装置１００の他の構成要素と通信することを可能にすることができる。マルチレベル安全システム４のさらなる詳細は、以下の実施形態に関連して説明される。

【0036】

試験装置１００は、試験手順に関する構成要素をさらに含む。例えば、試験装置１００は、スイッチ９１及びフィードスルー９２などを介して電源３に接続できる１つ以上のラインインピーダンス安定化ネットワーク（ＬＩＳＮ）９０を含み得る。さらに、電気機器１は、１つ以上のＣＯＭ入力／出力構成要素９３を介して制御することができる。ＥＭＣ試験に関する測定値は、高周波（ＨＦ）出力部９４を介して出力し、かつ電磁妨害（ＥＭＩ）受信機９５により監視することができる。ＥＭＣ試験に関する構成要素は、可能な構成要素の例として示され、本発明を限定するものではない。

【0037】

図２Ａ及び図２Ｂは、さらなる実施形態に係る試験装置１００及び試験装置１００の動作方法を示す。以下の説明は、図２Ａ及び図２Ｂの両方に関する。

【0038】

図２Ａには、主にマルチレベル安全システム４に関する構成要素が示される。試験装置１００は、例えば図１に関連して説明された試験手順に関するさらなる構成要素を含み得る。

【0039】

図１に関連して既に記載されたように、試験装置１００は、試験チャンバ２を含む。試験チャンバ２は、アクセス機構２２を有するケース２１を含む。さらに、試験装置１００は、被試験の電気機器１に電圧を供給する少なくとも１つの電源３を含む。

【0040】

アクセス機構２２は、図２Ａに示すように、ケース２１の一部又は移動可能なカバーであり得るか、又はそれらを含み得る。例えば、アクセス機構２２は、ヒンジカバー、ドア又はハッチであり得るか、又はそれらを含み得る。試験チャンバ２を閉じることにより、即ち、アクセス機構２２を図２Ａの破線で示される閉状態に変更することにより、試験チャンバ２の内部空間２０は、外部環境から隔離でき、それにより、通常の動作状況では、試験装置１００のユーザは、試験チャンバ２内の能動電気部品に接触する可能性がない。

【0041】

試験装置１００は、ユーザが電圧に接触することを防止するマルチレベル安全システム４をさらに含む。試験チャンバ２がユーザによってアクセス機構２２を使用して開けられている場合、マルチレベル安全システム４により、ユーザが内部空間２０内の電気機器１の危険区域及び他の構成要素に手を伸ばして接触することができないことを保証する必要がある。この目標を達成するために、安全システム４は、図１に関連して既に述べられた制御機器４１を含み、制御機器４１は、安全システム４のさらなる構成要素を制御するように具体化される。

【0042】

マルチレベル安全システム４は、アクセス機構２２を閉状態にロックする能動的に制御可能なインターロック素子４０をさらに含む。

【0043】

インターロック素子４０は、アクセス機構２２を閉状態に維持することを保証できる電子制御式ロック機構であり得る。したがって、アクセス機構２２がロックされている場合、通常の動作中に、ユーザは、アクセス機構２２を簡単に開けることができない。

【0044】

図２Ｂに示すように、試験装置の動作方法では、第１のステップ１０１において、電気機器１を、試験チャンバ２の内部空間２０に配置し、電源３に接続する。アクセス機構２２を閉状態に変更し、インターロック素子４０によりロックする。電源３をオンにすることにより、電気機器１に電圧を印加し、試験手順を実行する。

【0045】

さらに、安全システム４は、少なくとも電源３がオン状態にある場合、試験装置１００の複数の特性を監視する複数の安全センサ４２を含む。したがって、図２Ｂのさらなる方法ステップ１０２により示されるように、少なくとも電源３がオン状態にある場合、試験装置１００の複数の特性を、マルチレベル安全システム４の複数の安全センサ４２により監視する。制御機器４は、複数の安全センサ４２から複数のセンサ信号を連続的に受信しながら、インターロック素子４０及び電源３を制御し、それにより、マルチレベル安全システム４は、複数のセンサ入力を同時に監視する拡張インターロック回路を形成する。

【0046】

制御機器４１は、少なくとも１つの安全センサ４２が所定の危険状態に対応する試験チャンバ１００の特性を検出した場合に、電源３をオフにして遮断することにより、電気機器１に印加された電圧を遮断するように具体化される。例えば、電源３を直接オフにすることができ、或いは、図１に示すように、電源３と電気機器１との間の１つ以上のスイッチを遮断する。また、制御機器４１は、電源３により印加された電圧が所定の閾値未満である場合、アクセス機構２２をアンロックし、電圧が閾値を超える場合、アクセス機構２２をロックするようにインターロック素子４０を制御するように具体化される。閾値は、例えば、電気機器１にＡＣ電圧が印加される場合に２５ＶＡＣ、電気機器１にＤＣ電圧が印加される場合に６０ＶＤＣであってもよい。

【0047】

複数の安全センサ４２は、電気機器１に印加された電圧が監視できるように、電圧センサ４３を含む。好ましくは、電圧は、監視され、特に電気機器１の電気入力部１０で直接監視される。したがって、電圧センサ４３は、電気機器１の電気入力部１０に直接接続されるように具体化される。例えば、電気機器１は、電源３に接続された入力ピンを含み得る。入力ピンでの電圧は、電圧センサ４３により直接監視することができる。例えば、ＤＣリンク素子又はＬＩＳＮ素子、即ち、接続されたＡＣ電源がオフにされた後に放電するために時間がかかる１つ以上のコンデンサを含み得る構成要素が使用される場合、ＡＣ電源が既にオフにされていても、電気機器１の入力部１０に高電圧を供給することができる。電気機器１の電気入力部１０で電圧を直接監視することにより、制御機器４１は、電気機器１の電気入力部１０での電圧が十分に低下し、所定の閾値未満であることが検出された場合にのみ、インターロック素子４０がアクセス機構２２をアンロックすることを保証することができる。

【0048】

さらに、複数の安全センサ４２は、ユーザにより操作可能な非常スイッチ４４を含む。非常スイッチ４４が使用されると、制御機器４１は電源３を遮断する。

【0049】

さらに、複数の安全センサ４２は、アクセス機構２２の状態及び／又は位置を監視するように具体化されたアクセス機構センサ４５を含む。特に、アクセス機構センサ４５は、アクセス機構２２に含まれるドア、カバー又はハッチの状態及び／又は位置を監視することができる。例えば、アクセス機構センサ４５は、アクセス機構２２が開いている場合に機械的又は磁気的に開閉される接触スイッチとすることができる。電源３がオンにされ、所望の状態としてはアクセス機構２２が閉じられるべきであるが、開いていることが検出された場合、制御機器４１は電源３を遮断することができる。

【0050】

また、図２Ａに示す試験装置１００の複数の安全センサ４２は、少なくとも内部空間２０の一部において液体の存在を監視するように具体化された液体検出器４６を含む。内部空間２０における液体の存在が検出された場合、液体が短絡を引き起こす可能性があるため、制御機器４１は同様に電源３を遮断する。液体が検出された場合に電源３をオフにすることで、短絡が発生する前に、電気機器１に印加されている危険な電圧を遮断できることが好ましい。

【0051】

図２Ｂに示す試験装置１００の動作方法において、方法ステップ１０３に示すように、試験手順の終了に至る時に電源３が既にオフにされていても、電気機器１の入力部１０での電圧を監視する。さらなる方法ステップ１０４に示すように、監視された電圧が所定の閾値未満である場合にのみ、制御機器４１は、アクセス機構２２をアンロックするようにインターロック素子４０を制御する。

【0052】

方法ステップ１０２の試験手順中に複数の安全センサ４２のうちの１つ以上により試験装置１００の危険状態が検出された場合、方法ステップ１０５に示すように、同様に電源３を直ちにオフにするが、監視されている電圧が所定の閾値未満の値に達した場合にのみ、ステップ１０４においてアクセス機構２２をアンロックすることができる。

【0053】

図３は、図２Ａ及び図２Ｂに関連して説明されたマルチレベル安全システム４を含み、コンパクトな設計を有し、持ち運び可能なＥＭＣ試験環境に使用できる試験装置１００のさらなる実施形態を示す。

【0054】

試験装置１００は、試験チャンバ２と、試験チャンバ２の外側に、試験装置１００の構成要素を配置できる分離されたモジュール区画５とを有するラック状構造を含む。

【0055】

モジュール区画５は、例えば壁により分離することができる。構成要素は、示すように、例えば電源３、安全モジュール４７、冷却システム６、高周波スイッチングマトリックス７及びＤＣ負荷素子８であり得る。

【0056】

試験チャンバ２は、図示の実施形態ではヒンジカバーであるアクセス機構２２を含むケース２１により形成される。ケース２１の固定部分は、側壁（図示せず）を有する接地板２３を含む。このような試験チャンバ２のさらなる詳細は、図４Ａ～図５に関連して示される。

【0057】

電源３は、例えば、電圧源又は電圧電流源であり、好ましくは、高電圧動作及び／又は高電流動作、例えば、最大３００Ｖ、４００Ｖ又は８００Ｖひいては１０００Ｖの電圧及び最大４０Ａの電流による高電圧動作、及び／又は最大５０Ｖの電圧及び最大４００Ａの電流による低電圧動作を可能にする。例えば、電気機器１に電圧を供給する電源ユニットは、試験チャンバ２の外側に位置し得るＡＣ電源で給電することができる。電源３は、例えば、試験チャンバ２の外側に位置し得るＡＣ電源３２と、電気機器１に電圧を供給するように具体化されたＤＣリンク素子３３とを含み得る。ＤＣリンク素子３３は、図３に示すように、試験チャンバ２内に位置し得る。安全モジュール４７は、マルチレベル安全システム４の一部であり、制御機器４１及び非常スイッチ４４を含み、図３に示すように、電源３２の近くに位置し得る。

【0058】

好ましくは、モジュール区画５同士の分離、例えば、区画５の間の壁による分離は、水又は他の液体が漏れた場合の保護を保証する。これは、例えば、試験装置１００が内部空間２０内に少なくとも部分的に到達する液体冷却システム６を含む場合に有利であり得る。漏れが発生した場合、冷却システム６で使用されている冷却液が冷却システム６から流出し、短絡などを引き起こす場合がある。

【0059】

電気機器１の異なる位置での高周波測定などのためのスイッチングマトリックス７と、１２ＶＤＣ及び最大５００ＡＤＣで動作するＤＣ負荷素子などのＤＣ負荷素子８とは、図１に関連して説明された試験手順に関する構成要素の例である。代替的又は追加的に、試験手順に関する他の構成要素は、試験チャンバ２の内部又は外部に位置することができる。

【0060】

上述したように、制御機器４１は、少なくとも１つの安全センサ４２が所定の危険状態に対応する試験チャンバ２の特性を検出した場合には電圧をオフにし、及び／又は、電圧が所定の閾値未満である場合にはアクセス機構２２をアンロックするようにインターロック素子４０を制御する。特に、マルチレベル安全システム４は、電気機器１のＤＣ入力ピンなどの電気入力部１０での電圧を監視している。試験手順の試験シーケンスが終了したときに、電源３２の出力電圧を停止する。能動部品にユーザの手が届くことを防止するために、アクセス機構２２は、入力部１０での電圧が規定の閾値、例えば、欧州規格に準じて６０ＶＤＣを下回るまで、インターロック素子４０によりロックされたままとなる。代替的に、監視された電圧閾値は任意の値に調整できる。測定された電圧が規定の閾値未満に低下すると、アクセス機構２２をロックするインターロック素子４０が解錠されることにより、ユーザは試験チャンバ２内の電気機器１にアクセスできるようになる。

【0061】

代替的に、マルチレベル安全システム４は、試験チャンバ２内の液体の存在を監視し、アクセス機構センサ４５によりアクセス機構２２の位置を監視し、非常スイッチ４４の状態を監視する。安全センサの信号は、連続的に監視され、電源３２がオンにされているときにアクセス機構２２が開いている状況、試験チャンバ２の内部空間２０内に液体が検出された状況、及び非常スイッチ４４が押された状況では、危険な電源３が遮断されることになる。

【0062】

図４Ａ及び図４Ｂは、試験チャンバ２及びモジュール区画５の例を示し、試験チャンバ２は、開状態及び閉状態で示されている。区画５を分離する壁は示されていない。試験チャンバ２は、アクセス機構２２としてヒンジカバーを有するシールドボックスにより形成される。試験チャンバ２は、ステンレス鋼を含み得るか又は実質的にステンレス鋼で製造され得、かつ試験チャンバ２のカバーと固定ケース２１との間に接触バネを有する。図４Ｃには、高周波電磁波の周波数ｆに対する減衰率Ａの典型的な依存性が示される。

【0063】

フィードスルー素子により、試験チャンバの内部空間へのアクセスが可能になる。

【0064】

図５は、試験チャンバ２とモジュール区画５のさらなる例を示しているが、ここでも区画を分離する壁は示さない。この実施形態では、例えば少なくとも１つのＤＣリンク素子及び／又は少なくとも１つのＬＩＳＮ素子を含む、試験手順に関する構成要素９は、試験チャンバ２の内部空間に位置するように示されている。

【0065】

図６は、さらなる実施形態に係る試験装置１００の断面図を示す。特に、冷却システム６が示されている。上述したように、試験チャンバ２は、内部空間２０内に少なくとも部分的に到達する液体冷却システムを含む。冷却システム６は、冷却液を供給する冷却タンク６０と、冷却液を電気機器１へ輸送し電気機器１から輸送するポンプ６２及び少なくとも１つの流路６１とを含む。発生した冷却液６９を収容するために、試験チャンバ２は、内部空間２０内に凹部又は槽のような固定手段６３を含む。固定手段６３は、図６に示すように、冷却システム６から漏出した冷却液６９を収集するように具体化される。液体検出器４６は、好ましくは、固定手段６３内に配置できる。さらに、冷却システム６は、発生した液体６９を内部空間２０から安全に除去するために、発生した冷却液６９を好ましくは重力によって冷却タンク６０に戻すことができるように、固定手段６３から冷却タンク６０に通じる少なくとも１つのバイパス流路６４を含む。

【0066】

したがって、バイパス流路６４は、液体非常出口を形成する。バイパス流路６４は、好ましくは、固定手段の底部に配置でき、少なくとも１つの流路６１の少なくとも一部と共に二重管構造（チューブ・イン・チューブ構造）として形成することができる。図６に示すように、バイパス流路は、少なくとも１つの流路６１の一部が配置された船体チューブ（hull tube）のように形成することができる。代替的に、バイパス流路６４は、少なくとも１つの流路６１から分離して形成することができる。

【0067】

図面に関連して記載された特徴及び実施形態はまた、そのような組み合わせのすべてが明示的に記載されていなくても、さらなる実施形態に従って互いに組み合わせることができる。さらに、図面に関連して記載された実施形態は、代替的又は追加的に、一般的な部分の説明に従ってさらなる特徴を有し得る。

【0068】

本発明は、例示的な実施形態に基づく説明によって限定されるものではない。むしろ、本発明は、その特徴又はその組み合わせ自体が特許請求の範囲又は例示的な実施形態で明確に説明されていない場合でも、特許請求の範囲の特徴の各組み合わせを特に含む各新しい特徴及び特徴の各組み合わせを含む。

【符号の説明】

【0069】

１ 電気機器
２ 試験チャンバ
３ 電源
４ マルチレベル安全システム
５ モジュール区画
６ 冷却システム
７ 高周波スイッチングマトリックス
８ ＤＣ負荷素子
９ 構成要素
１０ 電気入力部
２０ 内部空間
２１ ケース
２２ アクセス機構
２３ 接地板
３０ 高電圧電源
３１ 低電圧電源
３２ 電源
３３ ＤＣリンク素子
４０ インターロック素子
４１ 制御機器
４２ 安全センサ
４３ 電圧センサ
４４ 非常スイッチ
４５ アクセス機構センサ
４６ 液体検出器
４７ 安全モジュール
６０ 冷却タンク
６１ 流路
６２ ポンプ
６３ 固定手段
６４ バイパス流路
６９ 冷却液
９０ ラインインピーダンス安定化ネットワーク
９１ スイッチ
９２ フィードスルー
９３ ＣＯＭ入力／出力構成要素
９４ 高周波出力部
９５ 電磁妨害受信機
１００ 試験装置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】