3-in-1 トランス統合試験システム
Low Voltage+Safety+Impulse

MICROTEST 3-in-1トランス統合試験システムは低電圧電気試験と安全試験を統合します。

トランス・メーカーは、限られた人員と工場スペースで、トランスの電気的品質をワンストップで総合的にテストするために、2in1トランス・テスト・システムを選択することができます。

 

低電圧電気検査：

トランスの低電圧電気特性のテストが検出できます。

インダクタンス/リーク/巻線比/直流抵抗/交流抵抗/バランス/静電容量/ピン ショート

 

安全規格の耐圧試験は下記の試験項目：

• AC耐電圧
• DC耐電圧
• AC漏れ電流
• DC漏れ電流
• 絶縁試験電圧
• 絶縁インピーダンス
• L/C共振波形でのコイルの短絡原因を解析

 

自動平衡ブリッジ測定法によって、4線式測定でDCR（直流抵抗）を測定します。

トランス巻線の各相のDCR値を確認し、トランスの導通回路に接触不良/はんだ付け不良がある可能性があります。

 

TRUN巻線比

TR巻線比の電圧法とTRL巻線比のインダクタンス法の測定方法を提供できます。

 

TR方法は一次コイルに交流電圧を加え、二次コイルの交流電圧を測定することです。目的はコイル間の正しい巻数比と位相を測定することです。この方法の利点は測定結果に損失ターン比が含まれることです。この損失ターン比は物理的なターン比よりも大きくなりますが、研究開発エンジニアが得たい電圧値を反映することができます。

TRL方法は各コイルのインダクタンスを測定し、そのインダクタンスを用いてコイル比を計算します。 漏れインダクタンスが大きいトランスでは測定したコイル比の精度がいいです。

 

トランスの巻線から発生した寄生容量とリーケージインダクタンスの重要な関係はなんですか。

設計者はトランスの結合係数がk = 1 であることを期待しますが，実際にはトランスのPrimary coilとSecondary coilの結合係数は通常 1 よりも小さくなっています。

コイルによって生成された磁力線はSecondary coilを通過できないため、露出した磁場のインダクタンスが生成されます。Primary coil（Secondary coil）磁束のほとんどは、鉄心を介してSecondary coil（Primary coil）に結合されませんが、空気を介して閉じて、Primary coil（Secondary coil）に戻ります。これは漏れ磁束（LeakageInductance）と呼ばれます。このようなコアギャップによる漏れ磁束は、高周波状態で使用されるフェライトコア材料の透磁率を低下させ、トランスの性能を低下させます。

 

 

 

リーケージインダクタンス(Lk)の低減方法は何ですか。

一般にトランスの漏れインダクタンスはPrimary coilの巻数の2乗に比例するので、巻数を減らすことで漏れインダクタンスを低減したり、Primary coilを内層と外層に置き、中間でコイルを挟む（サンドイッチのように巻きます。）ことも可能です。Primary coilの層数が多すぎると，リーケージインダクタンスが大きくなり，寄生容量の分布も大きくなるため，高周波での結合度が高くなり，スイッチに過渡振動が発生してトランスやスイッチングデバイスの損失が大きくなることがあります。

LCR平衡ブリッジ法によるトランスの漏れインダクタンスの測定は、トランスの1次コイルに測定器を接続し、2次コイルをオープンにしたとき、測定器で測定したインダクタンスL＝1次コイルのインダクタンスLp＋漏れインダクタンスLKとします。 (理想的な2次コイルが短絡すると、2次コイルの電圧は0Vとなり、1次コイルの両端の0V状態がトランスに反映されます)。

 

 

安全規格の耐圧試験は下記の試験項目：

AC耐電圧、DC耐電圧、AC漏れ電流、DC漏れ電流、絶縁試験電圧、絶縁インピーダンス

 

AC耐電圧試験とDC耐電圧試験をしたの長所と短所は何ですか？

• AC耐電圧試験

ほとんどの被測定物にはAC電圧試験では満たされないような小さな浮遊容量が含まれており、その浮遊容量に連続した電流が流れます。

 

長所

• AC耐電圧は実例に近いので、正負の極性テストが可能です。
• AC電圧試験では、製品自身の浮遊容量を飽和させないため、瞬間のImpulse currentが発生せず、試験後に製品を放電する必要がありません。

短所

• DUTの浮遊容量が大きい場合や容量負荷の場合で生まれた静電容量の電流が実際の漏れ電流よりも大きくなります。
• DUTの浮遊容量によって必要となる静電容量電流に対応するため、測定器の出力電流は直流耐電圧試験の場合よりもはるかに大きくなり、試験機のリスクが高まります。

 

• DC耐電圧試験

DC耐圧試験を使用すると、対象物にそれ自体の小さな浮遊容量が充填されるため、浮遊容量が充填されると直流電圧試験による静電容量電流はゼロに近くなります。

 

長所

• DUTは自身の浮遊容量で満たされているため、DC耐圧試験後には実際のリーク電流のみが残り、DC耐圧試験を利用することで対象物の実際のリーク電流を明確に調べることができるのです。
• 測定器の電流容量がAC耐圧試験に必要な電流容量よりも小さいです。

短所

• テスト電圧はゼロから始まりゆっくりと上昇することです。
• DUTの浮遊容量が大きいほど、直流電圧のクリープ時間が長くなり、1回ごとの電圧上昇が小さくなるため、充電電流が大きすぎると誤判定しやすくなります。
• DC耐圧試験後に放電が必要なことです。
• 単一極性の場合はDC耐圧試験できます。

 

 

 

 

耐圧試験の時間はどのくらいに設定すればよいのでしょうか？

• 電圧設定が低すぎると、十分な電圧で絶縁材を塗布できず、絶縁不良の製品を出荷してしまうことがありますが、電圧設定が高すぎると、測定時間が長くなり、絶縁材に長期的なダメージを与えてしまいます。
• 安全性の標準化に使用される方法は、一般的に使用される時間設定の基準規則でもあります。
• 計算式：試験電圧＝電源電圧×2＋1000V
• 例：充電トランスの電源電圧は240Vなので、テスト電圧は1480Vに設定可能です。

 

業界で最も一般的な生産ラインのテストは耐圧試験です。

ほとんどの製品は連続加圧試験時間が60秒となっていますが、試験対象物が数グループある場合は、1つのDUTを完成させるのに60秒の数倍の時間がかかり、非常に時間のかかる加圧試験となっています。実際に生産ラインで行われているのは電圧試験の時間を1~2秒に短縮し、試験電圧を10~20%上げることで、時間短縮後の製品の絶縁性能の信頼性を確保する方法が一般的です。

 

 

絶縁インピーダンス試験が必要な理由は何ですか。

 

• 高品質の絶縁材料を用いて絶縁体構造の絶縁特性を検証し、絶縁体構造またはシステムを形成します。絶縁材料は、スイッチが電気ショックから保護され、絶縁構造の信頼性がテストされている必要があります（例：熱抵抗、絶縁特性）。
• 電子製品を組み立てる前に、スイッチ、トランス、抵抗器、コンデンサー、インダクタ、プリント基板、導体、電線などの部品の受入検査項目で、絶縁性能が安全仕様を満たしているかどうかを確認する絶縁抵抗試験を行います。
• 絶縁インピーダンスは安全試験プログラムにおける絶縁品質の重要な指標である。
• VDEやTUVなどの安全規制では製品の絶縁抵抗を最初に試験することが義務付けられています。 その理由は、試験時の圧力によって絶縁体自体が破損しないようにするためです。
• 絶縁インピーダンス試験は、耐電圧試験とほぼ同様に行われ、漏れ電流の大きさによって決定されます、絶縁テストは抵抗値によって判定され、通常はMΩ以上である。主に、被測定物の2つの端点と、その周囲との様々なネットワーク接続の間の等価抵抗を測定することです。

 

アーク検知により、製品が放電不良か確認できます。

 

• 高電圧試験の結果、絶縁材料の内部または表面で放電が発生することがあります。これは、絶縁材料が元来の良好な絶縁特性を失っているためで、その結果、一時的または非継続的な放電が発生します。
• 一時的な放電はリーク電流では不良として検出できないため、電圧テスターでは試験電圧やリーク電流の変化率で不良を検出します。
• アーク検出は、幾何学的に不定形な試験であり、アークが検出する電流の時間変化率は、検出器間回路のインピーダンスや分布容量の影響を受けます。

 

漏れ電流試験

 

• AC電圧とDC電圧で被試験品に高電圧を印加した際に、被試験品から発生するリーク電流を標準仕様値と比較したものです。
• この静電容量は一定の抵抗による漏れ電流を発生させるだけでなく、交流電圧ではコンデンサ自体がインピーダンス素子となるため、測定された漏れ電流値に電圧計自体の漏れ電流値が含まれてしまうことがあります。 

 

コイルのターン間での短絡問題を認識する。

これは、磁気素子の同じ巻線が何ターンもの線で構成されていることであり、絶縁状態が良くないと、重ねられたコイル間でショートしてしまいます。つまり、巻線の一部が直接ショートしてしまい、インダクタとしての役割を果たせない場合で、磁界が異なる非対称な状態になり、残りのコイルに大きな電流が流れることになります。もし、モーターの動作中に発生すると、振動が大きくなり、電流が増加して出力が低下します。

 

コイルのターン間での短絡はどうやって発生しますか。

• エナメル線工程でのリスク
• エナメル線に絶縁ワニスを塗布する工程では、線材に傷がついたり、線材に亀裂や気泡の隙間ができることがあります。
• 巻線の工程では発生した不良があるかもしれません。

 

ターン間のショートによって、製品に対してどんな危険が発生しますか？（例えば：モーター）

• バーニング：短絡したコイルに高循環電流（通常の循環電流の2～10倍）が流れます。
• 負荷が起動できない：コイルのショートがひどいと、モーターで負荷を駆動できなくなります。

 

『パルス電圧と波形の比較』によって、巻線コイルのターン間短絡の測定します。

このパルス電圧は、巻線コイルの両端に非破壊・過渡的に電圧をかけて、被測定物の巻線コイルを傷つけずに電気特性を検出し、標準的な品質の標準コイルと被測定物のコイルとの「瞬間の波形」を通して品質を判断するものです。

瞬間の波形：コイル内部で発生したdamped sine waveを減衰させます。

 

ターン間で短絡が発生した不良品は標準品とは波形が異なり、その波形の違いが不良品の電気的特性の変化を反映しています。変更された電気特性は下記のとおりです。

• コイルのインダクタンス
• 品質係数の Q値
• コイルの巻き数の違い（電圧差）
• 磁気コアの材質の差
• コイル内部にターン間のショートが発生

 

MICROTEST 3-in-1 トランス統合試験システム は5つの比較モードを提供

総面積比較	共鳴波で覆われた面積を「総面積」と呼びます。 コイルのターン間で短絡が発生すると、コイルのエネルギー損失が増加し、共振減衰係数が増加し、共振振幅が減少し、総面積が減少するので、不良のコイルのエネルギー損失の差を比較します。
面積差比較	標準波形とテストする波形の差を合計して「面積差」と呼びます。 コイルのターン間で短絡が発生すると、インダクタンスが小さくなり、共振波形の位相角が変化によって、面積差が変化し、不良コイルのインダクタンスの違いを比較することができます。
波形比較	基準波形を許容範囲内に設定することで、共振波形の振幅と位相を同時に把握することができ、ターン間の短絡を検出する能力が高まります。
放電量	高電圧パルス試験でモーターコイルが自身の絶縁システムによって損傷した場合、放電曲線を見るとコロナが発生します。
コロナ量比較判定	巻線コイルにターン間で放電が発生すると、波形データに隠れる数値の不連続性（すなわちノイズ）のみを数値化することができ、わかりやすい放電成分の判断を行うことができます。

Standard Accessories

Power Cord
Fixture (F7721)
Foot Switch (F522010)
HV Test Cable
25Pin-25Pin cable
24V Switch Power Supplier

Optional Accessories

PC Link Software
Cable (RS-232)
Fixture (F7721-D)