變頻器驅動馬達的部分放電測試

電動車(EV)等所搭載的驅動馬達，會因為開關動作出現瞬間的高電壓。繞組部分若長時間發生部分放電，會導致絕緣劣化、短路與絕緣破壞等最終導致爆炸、起火等重大事故的危險。
在製造階段，透過絕緣電阻測量確認絕緣性能是否足夠，或是過耐壓測試(耐電壓測試)驗證是否有絕緣破壞的情況。在這兩個測試的基礎上若能再加入能找出潛在不良的部分放電測試，就能更進一步提升馬達品質與安全性。車用零件的高品質化要求下，馬達繞組的製造階段檢查工程也相當重要，在出貨前就發現不良的檢查系統是不可或缺的。

變頻器驅動馬達需要部分放電測試的理由

馬達驅動時變頻器的電壓，會是以高速進行開關動作的反覆波形。進行開關動昨時，會產生開關電壓約兩倍以上的脈衝電壓，並在馬達內的繞組瞬間施加高電壓。這個反覆的脈衝電壓會加速繞組的絕緣劣化。

普遍來說，若沒有做好適當絕緣的線圈約施加超過350V的電壓就會產生部分放電。會從馬達繞組的絕緣性能低下的地方發生部分放電，長期下來就會導致絕緣劣化。這個部分放電所導致的絕緣劣化、短路與絕緣破壞等，往往是導致起火、爆炸等重大事故的要因。部分放電測試如其名就是檢測出「部分放電」這個劣化要因的測試，能在產品出貨前的測試階段發現缺陷並排除。與以往所進行的絕緣電阻測試、耐壓測試、層間短路測試(脈衝測試)等測試，無法在絕緣破壞前檢測出這種微小的潛在不良。

若要將部分放電測試加入到過往的檢查系統，並獲得高信賴性的結果，有許多技術層面的問題存在。
並且，產線的管理者也會考慮投資報酬率、檢查時間、設備維護等等要素，才會決定是否在產線中追加這個測試。

導入部分放電測試所面對的課題

生產線中使用的部分放電(PD)測試，容易受到環境雜訊的影響，導致測量結果的再現性低下的情況。
一般來說都是使用電磁波檢測，容易收集到雜訊，特別是在雜訊多的產線中容易發生不穩定的情況。
為了將馬達檢查更加效率化，在產線中一個階段需要進行複數測試，檢查系統的配線會變得複雜，並且會比以往更加容易受到雜訊影響。
在更加講求效率的產線中，會同時檢查多個馬達，這種檢查系統的設計會讓雜訊影響更加顯著。

為了實施高信賴性的部分放電測試與馬達測試系統設計需要準備的事項？

為了檢測出馬達定子內部的潛在不良，會實施AC PD測試與脈衝PD測試兩種類型的測試。AC PD測試中，會使用耐電壓測試器與專用的部分放電檢測迴路，將檢測出的部分放電定量化。另外，為了抑制環境雜訊影響也會使用帶通濾波器。另一方面，脈衝PD測試中使用脈衝繞組測試儀模擬變頻器脈衝，評價被測物對脈衝電壓的耐受性。各自的部分放電測試的測試方法詳細是由IEC規格所規範的，所檢測出的潛在不良是不同的，所以透過進行兩種不同的部分放電測試，就能以不同角度去評價各種潛在不良。另外，產線中等許多雜訊的場所進行脈衝PD測試，使用高頻CT檢出部分放電測試，會比電磁波檢測的方式還要更穩定。

最新的馬達檢查產線，會將部分放電與其他測試一同放在同個測量步驟，有時甚至會同時測量多個馬達。透過測試模組，可以在高電壓與低電壓測試中切換，所以能夠統合多個測試。但，為了安全在各儀器之間切換，測試模組的設計必須要慎重地進行。將洩漏電流與雜訊干涉降到最低，並安全可信的進行切換，在材料的選擇、外殼的設計，最適合的配線模式都是不可或缺的一部份。此外，頻繁的交換儀器也是會對生產效率產生影響，高電壓模組的耐久度也需要考慮。選擇使用嚴格絕緣條件與耐久性的高壓模組，能夠減少停機時間，大幅提升生產效率。

實現有效的部分放電測試的HIOKI部分放電檢測儀ST4200與高壓多通道測試模組

可對應多種系統構成

部分放電檢測儀ST4200與高壓多通道測試模組SW2001組合使用，能夠建構能測量多種測試項目與安全切換被測對象馬達的自動檢查系統。AC PD與脈衝PD的檢測感測器會內置於SW2001，簡單的實現測量系統構成。
測量對象不僅限於定子繞組，也包含溫度感測器，同時也能將所有儀器統合在測試模組上。透過將HIOKI的測量儀器統一使用，能夠輔助測量與校正等多種場景。能夠依據客戶的需求測試項目、馬達端的連接端子數、溫度感測器的數量等構築適當的測量系統。

部分放電檢測儀ST4200

高壓多通道測試模組SW2001