表面电位分布测量装置的制造方法_2

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图示)旋转。转子包括转轴、转子芯体(未图示)和转子线圈(未图示)。转子芯体与转轴一起旋转。转子线圈卷绕于转子芯体。
[0024]定子2具有定子芯体7、定子线圈和主绝缘层4。
[0025]定子芯体7配置成与转子的径向外侧隔开规定间隔。沿着定子芯体7的内周边在周向上隔开规定间隔地形成有多个插槽。
[0026]在该插槽内,收纳有作为定子线圈导体I的模绕线圈。在定子芯体7的外部,模绕线圈彼此相连。即,模绕线圈彼此电连接,由此得到定子线圈。该定子线圈通过针对U相、V相、W相进行制作,从而得到U相、V相、W相的三相绕组线圈。
[0027]定子线圈导体I的外周设有用于对定子线圈导体I进行绝缘覆盖的主绝缘层4。具体而言,在定子线圈导体I的外周,卷绕有以云母环氧树脂为主要成分的对地绝缘带以作为主绝缘层4。
[0028]设有主绝缘层4的定子线圈的端部(以下称之为定子线圈端)8不是参与直接发电的部分,因此,定子线圈端8中模绕线圈彼此的连线部采用三维折弯(弯曲)的形状。即采用所谓的渐开形状。由此,能够使旋转电机紧凑。
[0029]定子线圈端8设有用于防止后述的电晕放电发生的电场弛豫系统3。电场弛豫系统3具有低电阻层5和电场弛豫层6。
[0030]在定子线圈端8的主绝缘层4与面向定子芯体7的插槽壁面的部分之间,可能会发生作为电晕放电的局部放电。为了防止这种局部放电的发生,在主绝缘层4的外周设有低电阻层5。
[0031]具体而言,在主绝缘层4的外周,从主绝缘层4面向定子芯体7内周的部分到主绝缘层4露出到定子芯体7外部的部分为止,卷绕有低电阻导电带作为低电阻层5。设置于定子芯体7外部的低电阻层5的宽度为几十mm左右。
[0032]低电阻层5与定子芯体7—起接地。因此,在对定子线圈导体I施加了电压(交流电压)的情况下,定子线圈导体I变成驱动电极,低电阻层5变成接地电极。这种情况下,定子线圈导体I与定子芯体7内的低电阻层5之间产生的等电位线几乎是平行的。
[0033]另一方面,在定子线圈导体I与定子线圈端8处的低电阻层5之间产生的等电位线沿着主绝缘层4的厚度方向分布。在定子线圈端8,等电位线取决于主绝缘层4与定子线圈导体I之间的相对介电常数差异、定子线圈导体I的表面电阻率而致密地分布。
[0034]因此,在定子线圈端8的表面,电位梯度变大,电场在定子线圈端8的沿面方向上集中。尤其是在低电阻层5的端部,电位梯度显著变大,从而容易发生作为电晕放电的局部放电或沿面放电。
[0035]因此,为了防止局部放电或沿面放电的发生,在低电阻层5的端部和定子线圈端8的主绝缘层4的外周设置电场弛豫层6。
[0036]具体而言,在定子线圈端8的主绝缘层4的外周,卷绕用于缓和电位梯度的高电阻半导电带作为电场弛豫层6,并使其覆盖低电阻层5的端部。
[0037]表面电位分布测量装置70对设置于定子线圈端8的电场弛豫系统3的表面电位进行测量。本实施方式中,将单个定子线圈导体I的电场弛豫系统3作为测定对象来进行说明。
[0038]表面电位分布测量装置70包括测量装置主体10 (参照图2)、运算装置20和保持搭载部30。
[0039]测量装置主体10包括半导体激光发生器(以下称之为激光光源)13、偏光分束器(以下称之为PBS) 15、泡克耳斯晶体11、电介质反射镜(以下称之为反射镜)14和光检测器16。
[0040]激光光源13向着垂直于电场弛豫系统3的长边方向(y方向)的入射方向(x方向)射出激光。该激光的波长为532.0nm,最大输出为10mW,口径为0.34mm0这里的激光波长为532.0nm,但只要能够在泡克耳斯晶体11内或光学元器件内无大幅度衰减地传输,也可以是其它波长。
[0041]激光是线偏振光,该线偏振光的偏振面与入射方向以及垂直于电场弛豫系统3的长边方向(y方向)的方向(X方向)平行。
[0042]PBS15仅使上述线偏振光通过。PBS15使从激光光源13射出的激光向入射方向(x方向)通过。
[0043]泡克耳斯晶体11配置成其轴方向与入射方向(X方向)平行,且与激光光源13和PBS15 —起在入射方向(X方向)上排列配置。
[0044]泡克耳斯晶体11的轴方向(X方向)在第I端面Ila与第2端面Ilb之间从第I端面Ila向第2端面Ilb延伸。另外,形成为沿着泡克耳斯晶体11的轴方向,其与轴方向垂直的截面(横截面)的尺寸会发生变化。
[0045]本实施方式中,泡克耳斯晶体11的垂直于轴方向的截面的形状为正方形,正方形的边的长度沿着X方向线性地减小。
[0046]另外,沿着轴方向延伸的泡克耳斯晶体11的4个侧面中相邻的2个侧面是与轴方向平行的面,剩下的2个面相对于轴方向倾斜。
[0047]泡克耳斯晶体11的第I端面Ila接地,或者泡克耳斯晶体11的第I端面Ila通过电源装置而变为O [V]。
[0048]来自PBS15的激光入射到泡克耳斯晶体11的第I端面11a,并朝向泡克耳斯晶体11的不与第I端面Ila相交的第2端面lib。
[0049]反射镜14的正面设置于泡克耳斯晶体11的第2端面lib。作为反射镜14的背面的泡克耳斯晶体11的第2端面Ilb处于会受电场弛豫系统3周围的电磁场影响而被施加电压的状态。
[0050]反射镜14的背面设置为与测试部位即电场弛豫系统3的测试对象部分相距规定距离。该规定距离通过考虑电场弛豫系统3表面的树脂凹凸程度、空间分辨率等来进行设定。
[0051]反射镜14使从泡克耳斯晶体11的第I端面Ila入射的激光向与入射方向(x方向)相反的方向反射。
[0052]泡克耳斯晶体11是属于“晶体点阵3m”的具有压电性的各向同性晶体,会产生泡克耳斯效应。所谓泡克耳斯效应,是指在电介质的各向同性晶体存在于电场中时、或者被施加了电压时呈现出复折射特性的现象。
[0053]S卩,折射率取决于所施加的电压而发生变化。其结果是光强发生变化。泡克耳斯晶体11例如有BGO(例如Bi12GeO20)晶体等。
[0054]泡克耳斯晶体根据晶体取向与入射光传播方向所成的角度,对于外部电场中与光传播方向平行或垂直的分量具有灵敏度。前者被称为纵向调制,后者被称为横向调制。
[0055]属于“晶体点阵3m”的泡克耳斯晶体是能够进行纵向调制配置的晶体,在纵向调制配置的情况下,光强与外部电场的同光路平行的分量的积分值、即电压成正比地变化。
[0056]被反射镜14反射后的激光的光强对应于泡克耳斯晶体11的第I端面Ila与第2端面Ilb之间的电位差即输出电压VPout。
[0057]PBS15使经过反射镜14反射后的激光向长边方向y (本实施方式中为与长边方向y相反的方向)通过。
[0058]光检测器16具有跟踪逆变器脉冲电压的高频分量的频带。该光检测器16相对于PBS15配置于长边方向y(本实施方式中为与长边方向y相反的方向)上。来自PBS15的激光入射到光检测器16。光检测器16检测出检测光强Pout作为该激光的光强。
[0059]检测光强Pout对应于泡克耳斯晶体11的第I端面Ila与第2端面Ilb之间的电位差即输出电压VPout。该检测光强Pout可以用下式以输出电压VPout的余弦函数来表不O
[0060]Pout
=(Pin/2) X {I — cos ( n (VPout/V π ) — θ O)}
在上述余弦函数中,Pin是泡克耳斯晶体11的入射光强,Vji是半波长电压,Θ O是因波片而产生的相位差(任意)。本实施方式中,利用检测光强Pout,从上述余弦函数的逆函数求出泡克耳斯晶体11的输出电压VPout。
[0061]泡克耳斯晶体11例如使用100_长这样较长的晶体,因此,在接近泡克耳斯晶体时电介质表面的电场分布受到的干扰较小。因此,泡克耳斯晶体11的输出电压VPout与测定对象即电场弛豫系统3的表面电位成正比。
[0062]运算装置20是与光检测器16和输出装置24相连接的计算机,包括CPU (中央处理器:Central Processing Unit)和存储装置。
[0063]存储装置中存储有计算机
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