インパルス巻線試験器 ST4030A

インパルス巻線試験器 ST4030A IMPULSE WINDING TESTER ST4030A 200 MHz 高速サンプリング 12bit 高精度な波形検出 モーター巻線の検査が変わる （機能追加オプション） NEW 応答波形を数値化 NEW 放電検出機能 ローター組み付け状態の検査が可能 部分放電を高精度に検出 1ターンショートがわかる モーター巻線間の絶縁不良 ※ 測定条件によります。 （疑似ショート）がわかる 各ターンショートの蓄積データを 手軽に放電検出 前工程へフィードバックして品質向上 周辺設備（放電検出用のアンテナ等）不要

2 巻線検査のスタンダード 今まで検出できなかった不良がわかる 応答波形の微妙な変化を検出 高速サンプリング×高分解能 放電による高周波成分 高分解能 100 MHz 課題 良品、不良品の 波形の違いを従来の 差が捉えにくい より細かく取得 瞬間的な変化が 10 bit 12 bit 捉えにくい 511 2047 ～ ～ 応答波形 応答波形 200 MHz ▶ ST4030A 瞬間的な変化を ～ ～ より精細に取得 - 512 - 2048 10 bit の分解能 12 bit の分解能 ▶

3 1 ターンショートがわかる NEW 応答波形を数値化 ※ 株式会社トーエネック様特許を使用 従来 波形による面積比較 新提案 応答波形の数値化 １ターンショート時の面積比較 ショート状態の LC・RC 値 分布 4.60 良品（マスター波形） 不良品（試験波形） 4.58 不良品 4.56 4.54 4.52 1 ターンショート 2 ターンショート 4.50 3 ターンショート 良品 4.48 4 ターンショート 4.46 5 ターンショート A B 4.44 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 LC 面積差が数％だと良否判定が困難 良品と不良品の分布が異なる 指定した A-B カーソル区間の「マスター波形」と 判定困難な波形の微妙な違いも、 「試験波形」の面積差を算出して良否判定 LC・RC 値なら良品と不良品のずれがわかる※ 1 判定する閾値を明確化できるため良否判定ができる ※ 1 検出できるモーターは最終ページ仕様の「試験可能インダクタンス範囲」を参照ください。ただし、条件 による場合もありますので、デモ機にて事前確認等、弊社営業担当までご相談願います。 RC

4 判定に十分なサンプリングデータ数 応答波形の微妙な変化を逃さない ST4030A は取得できるサンプリングデータ数が多いため、200 MHz サンプリングでも判定に必要 な波形長を取り込むことができます。 波形長が不足 判定に適切な波形長 サンプリングデータ数 8001 ポイント取り込み 印加電圧の再現性を向上 高い繰返し精度で不良品を検出 印加電圧のばらつきが小さいため、精度良く不良品の検出ができます。 また、同一ワークを試験したときの機体差が小さいため、機体を入れ替えてもマスターワークのデータを そのまま使用できます。 印加電圧のばらつきイメージ 従来 波形のばらつきがあり、検出が難しいショート状態がある。 ばらつきに埋もれている ショート状態の波形 サンプリングポイント ▼ ST4030A 波形のばらつきが小さく、精度良く不良品の検出ができる。 サンプリングポイント 印加電圧を低くしても分布が異なり判別可能 印加電圧の低電圧化でダメージ低減 4.60 不良品 4.56 ▲ 3000 V 良品 印加電圧の大小に関係なく LC・RC 値では良品 4.52 ▲ 3000 V 不良品 と不良品の判別ができます。そのため印加電圧を 良品 4.48 2500 V 良品 低くすることができ、ワークへのダメージを低減 2500 V 不良品 することができます。 4.44 2000 V 良品 2000 V 不良品 4.40 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 LC [ p ] 電圧 電圧 RC [ µ ]

5 ST4030A 用 機能追加オプション NEW 放電検出機能 ST9000 ※アイシン・エィ・ダブリュ株式会社様と共同開発 疑似ショートを高精度に検出 ノイズに埋もれて隠れている「微弱な部分放電」を検出することで、モーター巻線間の絶縁不良（疑似ショート） がわかる HIOKI オリジナルフィルター搭載※ 応答波形に現れる高周波成分の うち、波形全体に現れるノイズ 成分を除去し、部分放電成分だ けを抽出して判定します。 ▼ 高精度な波形検出 200 MHz サンプリング、12 bit 部分放電 ノイズ成分と分離 HIOKI オリジナルフィルター 手軽に放電検出 周辺設備（放電検出用のアンテナ等）不要 ▲ ▲ 高周波放電成分だけを、 HIOKI 独自のフィルタリングにより抽出 絶縁破壊電圧試験（Break Down Voltage） 規格などに求められる絶縁破壊電圧試験機能を搭載しています。ワークに対し印加電圧を徐々に昇圧しながら インパルス試験を行い、応答波形の LC・RC 値、放電量、波形面積などから絶縁破壊電圧を評価します。 豊富な判定項目で安定した検出 BDV の設定範囲 LC・RC 値 放電量 波形面積比較 設定範囲：100 V 〜 4200 V 設定分解能：10 V ピーク電圧値 振動周波数 ステップ数：最大 32 ステップ PASS 判定例 FAIL 判定例（2000V で放電 FAIL） 破壊判定電圧値 開始 電圧 総合判定 結果 最高 電圧 各判定 電圧 結果 上昇幅 各判定結果が PASS の場合、最高電圧まで試験を 各判定結果のいずれかが FAIL の時、絶縁破壊開始とみなし、 実施します。 その時点で試験を終了。破壊電圧波形を赤く表示します。

6 ローター組み付け状態で試験可能 ローターをモーターステーターに組み付けた状態では、ローターの組み付け位 置により、ローターとステーターとの間の浮遊容量が変化します。 浮遊容量が変化することにより、インパルス試験で得られる応答波形が変化す るため、従来の波形比較方式を用いることができませんでした。 応答波形を数値化した LC・RC 値も、応答波形の変化により変化しますが、 良品、不良品ではその分布が異なります。そのため、良品、不良品判定エリア を作成することで、ローターを組み付けた状態でインパルス試験ができます。 従来の波形判定 LC・RC 値による数値判定 ローターを組み付けた位置や角度により応答 健全相を用いて良品判定エリアを設定すること 波形が異なるため、明確な判定基準を設定す で、ローター組み付け状態でインパルス試験が ることができない 可能です。 ローター回転時の電圧波形変化（イメージ） ローター回転時（各 50 点）LC・RC 値分布 ローター角度の A と B の位置により波形が ローターを回して LC・RC 値をサンプリング 変化してしまうため、波形比較する基準を していくと、健全相に対して、不良相の分布 決めるのが困難です。 が異なります。 不良相 健全相 ローター角度 A 良品判定エリア ローター角度 B ▶ 時間 [ ms ] LC 電圧 [ V ] RC

7 モーターの特性による応答波形の違いにも対応 ローターの鉄損により応答波形の共振が小さいモーターでも、電圧振幅の大きい区間で判定を実施するように　 ST4030A が判定区間を自動調整します。 ローターが存在する場合 ST4030A がモー ターに供給した電気エネルギーは減少し、応答 波形も減衰します。 波形判定区間（黄：LC・RC 値演算区間） 応答波形の減衰とはローターなし 電気エネルギーが減少する主な理由は以下に 示す損失による影響があります。 鉄損 （1）ヒステリシス損　 鉄心の磁気分子が向きを変えることによる損失 （2）うず電流損　　　 鉄心中の渦電流の発生による損失 出力 ロータを回転させようとする機械エネルギー ローターあり に変換 減衰した応答波形でも良品、不良品とで応答波形に違いが生じていれば、検査としての運用は可能です。 数値化された試験結果を前工程へフィードバックして品質向上 応答波形の数値化により定量的に管理できる 良品エリア 判定基準値を明確化 良品・不良品の数値データを元に判定基準を明確 に決めることができます。不良品が良品に対して、 良品 どの程度ずれているのかが判ります。 不良品 LC 試験結果を製造品質管理に活用 統計的品質管理手法を用いた取組みに活用できます。 統計データの蓄積により、巻線の不良状態を推定・再 発防止へと繋ぐことができます。 被測定物 LC [ p ] RC [ µ ] 1 228 4.21 12 2 227 4.22 良品 3 226 4.22 10 4 228 4.23 5 227 4.22 8 6 226 4.21 6 7 227 4.23 ▶ 8 225 4.22 4 不良品 9 219 6.51 2 17 227 4.22 0 18 228 4.21 216 218 220 222 224 226 228 230 19 218 6.52 20 229 4.23 LC [ p ] 頻度 RC

8 LC・RC 値の分布から良品判定エリアを作成 試験条件の設定をサポート 良品判定エリアの自動設定 ワークの良否判定をするために、マスターワークを用いて LC・RC マスター値を取り込みます。 取り込んだ LC・RC マスター値から自動で良品判定エリアを作成できます。 良品判定エリアの形を選択 取り込んだ LC・RC マスター値 HI-LO 長方形良品判定エリア マスターワークの LC・RC 値 分布が一定の場合 FIT 台形良品判定エリア マージン（余裕度）を設定 CREATE 良品判定エリアを自動で作成する ローターを組み込んだ状態の ときのマージン（余裕度）を設定 このキーで自動作成を実行 モーターで、ローター位置（角 度）によって、LC ・RC 値が帯 作成した良品判定エリアは LCRC 状に分布するような場合 グラフ上にグレーの四角形で表示 波形取得範囲の自動設定 ワークの種類により応答波形の振動周波数が異なります。LC・RC 値演算、波形判定機能で十分な波形 データを使用できるよう、サンプリング周波数とサンプリングデータ数を自動で調節し波形取得範囲を 最適にします。 被試験ワーク A（振動周波数が遅い特性） 応答波形の振動周波数が遅く、取り込む波形長が不足。 自動調節によって最適に取り込まれた波形長 サンプリング周波数を遅くする必要がある。 波形取得範囲を最適化 ▶ 被試験ワーク B（振動波形が速い特性） 応答波形の振動周波数が速く、不要な波形まで取り込んで いる。サンプリング周波数を速くするか、サンプリングデー タ数を減らす必要がある。

9 数値化された試験結果を記録・活用するための便利機能 試験結果は手間を掛けずにパソコンで解析 試験＆保存 メモリ機能・USB メモリ 試験対象を測定 内部メモリへ保存 試験数：n 個 保存されたデータ USB メモリへ PC へ読み込み 最大 1000 試験分の結果を内部メモリに保存。USB メモリ 内部メモリデータ へ移行したデータはパソコンに読み込みできます。 試験結果：CSV ファイル形式 表計算ソフトで測定データを開いて、ばらつき解析や検査 USB メモリに保存可能な項目 データの管理に利用できます。 試験結果：CSV ファイル形式 測定画面：BMP ファイル 本器の設定：任意テーブル設定 　　　　　　全設定 表計算ソフトで解析 PLC・PC のプログラミングを支援 ライン構築をスピーディーに EXT. I/O テスト 通信モニター 外部制御端子（EXT. I/O）からの出力信号が正常に 通信コマンドおよびクエリーの応答を画面に表示 出力されるか、入力信号を正常に読み込めるか確認 できるので、ライン構築時にリアルタイムな動作状 できます。 況を確認しながら作業ができます。 受信コマンド 送信応答 エラーメッセージ I/O OUT：選択したボタン名の I/O 出力ピン 通信モニターに表示されるコマンドは色分け から信号を出力（ON）します。 して表示、検証作業を容易にします。 I/O IN：入力信号のうち、信号が入力（ON） されている信号線名が緑色に点灯します。信 号が入力されていない信号線はグレーアウト します。

10 巻線検査システムへの組込み用途に 省スペース、ハーフラックサイズ 215 mm 200 mm 348 mm 本体正面 本体側面 ⒈ GP-IB ※ GP-IB / RS232C は ⒉ RS-232C 　 オプションです ⒊ EXT I/O（外部制御端子） ⒋ LAN ⒌ USB（ PC 接続用） GP-IBインタフェース Z3000 本体背面 RS-232C インタフェース Z3001 巻線検査システムへの組込み用途に 豊富なインタフェース PC インタフェース PC から USB、LAN、GP-IB 、RS-232C を通じて、通信コマンドで本器を制御できます。 LAN USB デバイス（PC 接続用） コネクター RJ-45 コネクター コネクター シリーズ B レセプタクル 電気的仕様 IEEE802.3 準拠 電気的仕様 USB2.0（Full Speed/High Speed） 伝送方式 10BASE-T/ 100BASE-TX/ 1000BASE-T 自動認識 プロトコル TCP/IP RS-232C ( オプション ) コネクタ D-sub9 ピン オス GP-IB ( オプション ) 通信方式 全二重 準拠規格 IEEE-488.2 同期方式 調歩同期式 機能的仕様 SH1, AH1, T6, L4, SR1, RL1, PP0, DC1, DT1, C0 フロー制御 ソフトウェア（XON/XOFF 制御） デバイスアドレス 0 ～ 30 通信速度 9600, 19200, 38400, 57600 bps

11 EXT. I/O EXT. I/O は、測定終了信号（EOM 信号）、判定結果信号（PASS/FAIL）などを外部機器に出力したり、START 信号などを外部機器から 入力して測定器の制御を行うことができます。 コネクタ 測定タイミングの例 使用コネクター（本体側） D-SUB 37 ピンメス #4-40 インチねじ ON OFFSTART t1 DC-37P-ULR（半田型） TBL0 ~7 適合コネクター DCSP-JB37PR（圧接型） 日本航空電子工業社製 TBL 信号読み込みt 2 t 3 t 4 t 5 t 6 テーブル トリガー パルス印加、 演算・判定 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 測定処理 切り替え ディレイ サンプリング 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 EOM OFF ON INDEX OFF ON 入力信号 ピン 信号名 説明 判定結果 OFF 1 判定結果START START 信号の ON エッジで試験を開始します。 ERR 20 STOP 試験中に STOP 信号の ON エッジを検知すると、試験を中止します。 項目 内容 時間 本 器 の イ ン タ ー ロ ッ ク 設 定 が ON の 際、 3 INTERLOCK INTERLOCK 信号 ON の間はインターロック状 t1 START 信号が ON の時間 1 ms 以上 態を解除します。 t 2 トリガー検出時間 1 ms（代表値） 4~7, TBL0 〜 7 切り換える試験条件が保存されたテーブル番号 10 ms（代表値） 22~25 を選択します。 t 3 テーブル切り替え時間 ※切り替え後のテーブルの試験電圧が切り替え前試験電圧より 　 下がる場合、内部放電時間を加算します。 t 4 トリガーディレイ時間 0.000 s 〜 9.999 s 出力信号 t 5 アナログ計測時間 50 ms（設定電圧 3000 V、サンプリング周波数 200 MHz、1 パルス印加時の代表値） ピン 信号名 説明 15 ms（AREA, DIFF, FLUTTER, LAPLACIAN 判定機能有効 アナログ計測（パルス印加、サンプリング）が t 6 演算・判定時間 時の代表値） 29 INDEX 終了したことをしめします。本信号が OFF から * 複数パルス印加持は、最終パルスの各判定演算時間となります。 ON になると、プローブを開放できます。 試験終了時に出力されます。EOM 信号が出力さ 28 EOM れた時点で判定結果、ERR 信号は更新されてい 試験時間（参考値） ます。 測定時間 EOM= (INDEX + ソフト処理時間 + 各判定時間 ) ×印加パルス数 10 ERR オープンエラー、ハードウェアエラーなどの測 （EOM） ※消磁パルスにはソフト処理時間、各判定時間なし定エラー時に出力されます。 ※複数パルス印加時は、各パルスの印加間隔が最少パルス印加間隔設定時間未満 18 PASS 総合判定結果 PASS が出力されます。 とならないよう制御 37 FAIL 総合判定結果 FAIL が出力されます。 アナログ計測時間 充電、印加、サンプリング終了までの時間　（代表値） 11~13 （INDEX） 30~32 OUT_XXX 各判定機能が OUT 判定時に出力されます。 設定電圧 100 V 1000 V 2000 V 3000 V INDEX 時間 30 ms 30 ms 40 ms 50 ms 16, OUT0~2 汎用出力端子として使用できます。:IO:OUTPut17,35 コマンドで出力信号を制御できます。 ソフト処理時間 データ転送などのソフト処理時間　（代表値）, 処理時間：10 ms ※ S/s: 200 MHz, DISP: THIN 各判定時間 各判定機能有効時の処理時間（代表値） 絶縁電源出力 判定 処理時間 ※ 1 NPN/PNP スイッチ設定 AREA 1 msピン 信号名 ※ 1NPN PNP DIFF 1 ms※ 1 8 FLTR 1 msISO_5V 絶縁電源 +5 V 絶縁電源 -5 V LAPC ※ 1 1 ms 9, 27 ISO_COM 絶縁電源コモン 絶縁電源コモン ※ 1：判定区間 1500 ptLC・RC ※ 2 100 ms ※ 2：演算区間 1500 pt DISCHARGE ※ 3 75 ms ※ 3：S/s 200 MHz 時、判定区間 8001 pt 電気的仕様 入力形式 フォトカプラー絶縁無電圧接点入力（電流シンク / ソース出力対応） 入力信号 入力 ON 残留電圧 1 V 以下、入力 ON 電流 4 mA（参考値） 入力 OFF OPEN（遮断電流 100 μ A 以下） 出力形式 フォトカプラー絶縁オープンドレイン出力　（無極性） 最大負荷電圧 DC 30 V 出力信号 最大負荷電流 50 mA/ch 残留電圧 1 V 以下（負荷電流 50 mA）/ 0.5 V 以下（負荷電流 10 mA） 出力電圧 シンク出力対応：+5.0 V ± 0.8 V、ソース出力対応：-5.0 V ± 0.8 V 最大出力電流 100 mA 内蔵絶縁電源 絶縁 保護接地電位および測定回路からフローティング 絶縁定格 対地間電圧 DC 50 V、AC 30 V rms、AC 42.4 V peak 以下

仕様 (確度保証期間 1年, 調整後確度保証期間 1年) 印加電圧 100 V 〜 4200 V ( 設定分解能：10 V ステップ ) 試験可能インダクタンス範囲 10 µH 〜 100 mH サンプリング周波数 200 MHz / 100 MHz / 50 MHz / 20 MHz /10 MHz サンプリング分解能 12 bit [DC 確度 ] ± 5％ of setting, [AC 帯域 ] 100 kHz：± 1 dB 電圧検出確度 確度保証条件：23℃± 5℃ , 80％ rh 以下 サンプリングデータ数 1001 〜 8001 ポイント ( 1000 ポイントステップ ) マスターワークと被試験ワークに、同じインパルス電圧を印加し、それぞれの応答波形の波形、 LC・RC 値、放電成分量を比較し良否判定 LC・RC 値判定 LC・RC 値判定（ LCRC AREA） 波形面積比較判定（ AREA） 判定方法 波形差分面積比較判定（ DIFF-AREA） 波形判定 波形フラッター検出判定（ FLUTTER） 波形二次微分検出判定（ LAPLACIAN） 放電判定 放電判定（ DISCHARGE） （ST9000 組み込み時） 被試験ワークに対し、印加電圧を徐々に上げながらインパルス試験を行い、絶縁破壊する電圧 絶縁破壊電圧試験モード を調べる。絶縁破壊の判定には波形面積判定、放電判定、LC・RC 値判定を用いる。 試験条件テーブル数 255 ( 試験条件設定 , 判定条件設定 , マスター波形 ) 試験時間 約 60 ms ( 3000V, 1 パルス , 判定 OFF 時の参考値 ) 表示 表示体：8.4 型 SVGA カラー TFT 液晶 ( 800 × 600 ドット ), タッチパネル 安全保護機能 キーロック , インターロック , ダブルアクション（試験開始時の誤操作防止） ※最大印加エネルギー：約 88 mJ 一般仕様 使用場所 屋内使用 , 汚染度２, 高度 2000 m まで 使用温湿度範囲 0℃〜 40℃ , 80％ rh 以下 ( 結露しないこと ) 保存温湿度範囲 -10℃〜 50℃ , 80％ rh 以下 ( 結露しないこと ) 適合規格 安全性：EN 61010, EMC：EN 61326 Class A 電源 AC100 V 〜 240V, 50 Hz/60 Hz 外部インタフェース 標準装備：EXT.I/O, USB ホスト ( メモリ ), USB デバイス ( 通信用 ), LANオプション：RS-232C ( Z3001 ), GP-IB ( Z3000 ) 外形寸法 約 215 W × 200 H × 348 D mm（突起物を含まず） 質量 約 6.7 kg 付属品 電源コード , 取扱説明書 , アプリケーションディスク , 使用上の注意 価格 製品名：インパルス巻線試験器 ST4030A 機能追加オプション 形名（発注コード） 価格 放電検出機能 ST9000 ￥400,000（税込 ￥440,000） ST4030A ¥1,300,000（税込 ¥1,430,000） 放電検出機能 ST9000 は、インパルス巻線試験器 ST4030A の工場出荷 オプションです。付加をご希望の場合は、発注時にご指定ください。 オプション クリップ形リード L2250 加工用リード L2252 最大定格電圧 AC3300 Vpeak, 最大定格電圧 AC4200 Vpeak, ケーブル長 1.5 m ケーブル長 2 m ￥35,000 ￥35,000 （税込 ￥38,500） （税込 ￥38,500） GP-IB インタフェース GP-IB 接続ケーブル RS-232C インタフェ RS-232C ケーブル 注意：ケーブル寄生成分の影響 Z3000 9151-02 ース Z3001 9637 ケーブル長により振動波形が変化します。ケーブル容量値を一定範囲内にした特注品対応の ¥50,000 ケーブル長 : 2 m 9pin − 9pin, クロス , 1.8 m ご相談は、最寄りの営業所へお問い合わせください （税込 ¥55,000） ¥28,000 ¥40,000 ¥1,500（税込 ¥30,800） （税込 ¥44,000） （税込 ¥1,650） お問い合わせは ... 本 社 〒386-1192 長野県上田市小泉81 製品に関するお問い合わせはこちら 本社 カスタマーサポート 0120-72-0560 （9:00 〜12:00, 13:00 〜17:00, 土・日・祝日を除く） 0268-28-0560　 info@hioki.co.jp 詳しい情報はWEBで検索 HIOKI ■本カタログの記載内容は 2021 年 3 月 5 日現在のものです。 ■本カタログ記載の仕様、価格等はお断りなく改正・改訂することがあります。 ■本カタログで使用している会社名および製品名は、各社の登録商標もしくは商標です。 校正書類について 校正書類は別途ご発注をお願いします。海外へ持ち出しされる場合は注意事項があります。詳しくは弊社 HP をご確認ください。 販売店の皆様へ ご注文・修理・校正のご用命は本社受注センターまで。 TEL 0268-28-1688 FAX は弊社営業拠点と共有で受信できますので、担当営業拠点宛にお願いします。 ST4030A_J2-13B