[发明专利]逆变器驱动旋转电机、相间绝缘部分放电检查方法和相间绝缘部分放电检查装置

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器驱动的旋转电机（特别是额定电压700Vrms以下的逆变器驱动旋转电机）、和该旋转电机的相间绝缘部分放电检查方法以及相间绝缘部分放电检查装置。

背景技术

近年来，从节能化的观点出发，使用逆变器的旋转电机的可变速运转正在盛行。但是，在利用逆变器驱动旋转电机的情况下，存在在旋转电机的绝缘部发生各种问题的状况（非专利文献1）。例如，存在因逆变器内部的开关元件ON/OFF而产生的急剧电压（逆变器浪涌电压）在线缆中传播并到达旋转电机端时，因线缆与旋转电机的浪涌阻抗不匹配，在旋转电机端电压急剧上升至逆变器输出电压的两倍的大小的状况。

此外，存在急剧的逆变器浪涌电压进入旋转电机内部时，旋转电机绕组的引出侧的线圈、其内部的绕组匝之间分担了较大的电压等状况。因此，在逆变器驱动的旋转电机中，需要对旋转电机进行绝缘设计使其能够承受这些逆变器浪涌电压，并且检查所制造的旋转电机是否具有规定的耐绝缘性。

此外，一般而言，在700Vrms以下的低压旋转电机中，使用有机类的绝缘材料。这些有机类绝缘材料对部分放电（Partial Discharge（PD））的耐性较低，所以在发生部分放电的条件下使用旋转电机的情况下，有时在较短时间内达到绝缘破坏。因此，在现有700Vrms以下的低压旋转电机中，采用运转中不发生部分放电的绝缘设计。

具体而言，使绝缘厚度增厚而使旋转电机的绕组匝间、相间、对地间的各绝缘部的部分放电开始电压（Partial Discharge Inception Voltage（PDIV））比运转时对旋转电机的各绝缘部施加的电压更高，对旋转电机进行绝缘设计使其不发生部分放电。此外，在对于这样制造的旋转电机的检查中，施加正弦波电压或脉冲电压，确认在绕组匝间、相间、对地间绝缘的任意一个绝缘部位均不发生部分放电。这样的绝缘设计和检查方法，例如公开有非专利文献2。此外，此时使用的部分放电计测法例如公开有专利文献1等。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2009-115505号公报

非专利文献

非专利文献1：日本电气学会技术报告第739号，p.12～20

非专利文献2：IEC60034-18-41

发明内容

发明要解决的问题

近年来，随着逆变器的开关元件的高速化，逆变器输出电压的上升时间tr逐渐缩短。因此，对逆变器驱动旋转电机的绕组匝间的电压分担增大，产生了绕组匝间发生部分放电的可能性。在这样的情况下也不允许发生相间绝缘中的部分放电，但是没有不受绕组匝间的部分放电的影响地适当检查相间绝缘的部分放电的方法。

用于解决问题的技术方案

根据本发明的第一方面，逆变器驱动旋转电机设定旋转电机绕组的一线圈的浪涌电压传播时间τ_coil和绕组匝间的部分放电开始电压PDIV，使得在施加具有满足下式（A1）的电压上升时间tr和电压峰值V_max的脉冲电压的情况下也不发生部分放电，

tr＞（τ_coil·V_max）/（PDIV）…（A1）。

根据本发明的第二方面，在第一方面的逆变器驱动旋转电机中，优选脉冲电压是具有振荡频率f的振荡电压，电压上升时间tr被设定为满足下式（A2）：

tr≤1/（4f）…（A2）。

根据本发明的第三方面，在第二方面的逆变器驱动旋转电机中，优选脉冲电压是具有振荡频率f和时间常数K的衰减振荡电压，振荡频率f被设定为满足下式（A3）：