実用的インバータ駆動モータ絶縁評価法

カテゴリ: 技術報告

論文No: 1407

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門

発行日: 2017/08/25

タイトル(英語): Practical Evaluation Method for Electrical Insulation of Inverter-fed Motors

著者名: インバータ駆動モータコイルの絶縁評価法調査専門委員会

著者名(英語): Investigating R&D Committee on Insulation Evaluation of Inverter-fed Motors

キーワード: インバータ駆動モータ，インバータサージ，部分放電，絶縁評価，国際規格／Inverter-fed motor, inverter surge, partial discharge, insulation evaluation, international standards

要約(日本語): インバータによるモータの高効率運転は高い省エネルギー効果が期待できる一方で，インバータサージと呼ばれる急峻な立ち上がりの高電圧によるモータ絶縁システムのトラブルが危惧されている。そのため，産業用モータや車両用モータの開発現場では，その有効な対策と評価技術が求められている。トラブルの原因は様々な環境条件下（温度，湿度，気圧）で発生するナノ秒時間スケールの部分放電（PD）現象である。PDが発生する電圧（PDIV）は計測するたびに違うとの報告も多い。その理由は何か？ 複雑なPDの発生予測と防止のためには，そのメカニズムの十分な理解がポイントである。また，交流とは違ったインパルス試験波形発生のための電源や微弱なPD信号を検知できる計測器はあるのか？これらの要望と質問に応えるのが本報告書のねらいである。本報告書の作成にあたり，読者の皆さんにとってできるだけ分かり易く，また評価試験を行う際の具体的な手引きとなるように心掛けた。 先ず基礎事項を理解するための２章では，サージ解析，環境要因によって変化するPD現象，ナノコンポジット耐サージ線と高PDIV線について解説した。本報告書の最大のセールポイントは５章である。ここでは，IEC国際規格 （3章）に準拠しながら実機モータとPD計測ツール（４章）を用いて実施したラウンドロビン試験と追加試験の成果について記述している。さらに，６章では，近年注目されている電気自動車の開発動向として，高い絶縁性能を保持しながらモータの小型軽量化，高電圧化を実現する先進技術について紹介した。ではさっそく，ページをめくって，インバータ絶縁の世界をマスターしよう。

要約(英語): To drive motors by modern invertors is highly effective for saving energy, but there is fear that the electrical insulation system of motor windings is broken by sharp and excessive invertor surges voltage. Therefore, for 　manufacturing of motors, useful evaluation and protection technologies are required against such issues. The insulation problem on inverter-fed motors is due to the invertor surge generating a partial discharge (PD) in the motor windings. Various environmental factors (temperature, humidity and atmospheric pressure) affect PD phenomena, leading to their complicated characteristics. Many related researchers are reporting the PD inception voltage (PDIV) varies widely when measuring it. What is the reason for it? For the purpose of predictions, and precautions for PD occurrence, it is important to understand PD mechanisms. Are there also impulse waveform generators and PD sensors capable of detecting a very weak signal? The main purpose of this technical report is to respond to these requests and questions. With the goal of making this report easy for readers to understand, we also desire this report will become useful instruction when evaluating practical motors. In “chapter 2” for understanding fundamental issues, the following items are described; surge analysis, PDs depending on environmental factors, nanocomposite surge-resistance wire and high PDIV wire. The main selling point of this report is “chapter 5”, which reports outcomes from the round-robin insulation tests using actual motors and PD measurement tools (chapter 4) performed by the technical committee members according to the IEC international standard (chapter 3). “Chapter 8” describes interesting contents of development of advanced insulation technology of electric vehicles to realize compactness and higher voltages. Thus, we proceed to open the first page and master “the world of inverter insulation”.