CN115004536B 短路探测装置以及旋转电机的短路探测方法 （三菱发电机株式会社）

2022.07.21PCT/JP2020/0027052020.01.27WO2021/152649JA2021.08.05短路探测装置以及旋转电机的短路探测方法流励磁电流的励磁绕组的电压或阻抗的测定值与在励磁绕组为完好状态下流过交流励磁电流第一频率下流过交流励磁电流时的差值与阈值一频率下的短路电阻(R)与差值的关系的数据，根据差值来推定短路电阻(R)，在差值为阈值以上的情况下，使励磁电源(2)在低于第一频率的表示第二频率下的短路电阻(R)与差值的关系的2差分计算部，计算流过所述交流励磁电流的励磁绕组将以第一频率流过交流励磁电流时的所述差值在所述差值小于所述阈值的情况下，基于表示短路电阻与所述在所述差值为所述阈值以上的情况下，使所述励磁电源在低所述短路状态解析部根据所述短路电阻的推定值来预测所述旋转电机的所述短路状态解析部在所述短路电阻的推定值低于下限值时诊断为所述旋转电机中所述差分计算部计算所述励磁绕组被划分为多个而得到的每个区间的所述电压或所差分计算步骤，计算流过所述交流励磁电流的励磁绕组的其中，在所述短路状态解析步骤中，将以第一频率流过交流励磁在所述差值小于所述阈值的情况下，基于表示所述短路电阻在所述差值为所述阈值以上的情况下，使得在低于所述第一频所述第二频率下的交流励磁电流而得到的所述差值来在所述短路状态解析步骤中，根据所述短路电阻的推定在所述差分计算步骤中，计算所述励磁绕组被34绕组的电压或阻抗的测定值与在所述励磁绕组为完好状态下流过所述交流励磁电流时的交流励磁电流的励磁绕组的电压或阻抗的测定值与在所述励磁绕组为完好状态下流过所5[0015]图2为将使交流励磁电流流过在一个极产生了短路的两极旋转电机的励磁绕组时[0016]图3中的图3A和图3B为在模型化的旋转电机中，作为在第一频率下使交流励磁电[0017]图4中的图4A和图4B为在模型化的旋转电机中，作为在第二频率下使交流励磁电[0018]图5中的图5A和图5B为在模型化的旋转电机中，用最大电压差对作为在第一频率下使交流励磁电流流过励磁绕组时的解析结果的短路电阻与两极的电压差的关系进行归一化并分别以正常坐标及双对数坐标的曲线[0019]图6中的图6A和图6B为在模型化的旋转电机中，用最大电压差对作为在第二频率下使交流励磁电流流过励磁绕组时的解析结果的短路电阻与两极的电压差的关系进行归一化并分别以正常坐标及双对数坐标的曲线抗和电抗的影响程度划分出的情形相应地将模型化的旋转电机简化而得到的数学式作为标准化的电压差与推定的短路电阻的相关关[0021]图8为用于说明实施方式1的短路探测装置的工作及旋转电机的短路探测方法的[0022]图9为示出实施方式1的短路探测装置的控制部或用于执行旋转电机的短路探测[0025]实施方式1.[0026]图1～图8为用于对实施方式1的短路探测装置及旋转电机的短路探测方法进行说明的图，图1为将短路探测装置的结构与作为评估对象的旋转电机的转子一同示出的示意图，图2为将使交流励磁电流流过在一个极产生了短路的两极旋转电机中的转子的励磁绕6流过励磁绕组时的与图3对应的图，图4A为以曲线图形式示出短路电阻与各极电压的关系[0028]然后，图5为用最大电压差对图3B中示出的短路电阻与两极的电压差的关系进行归一化并以正常坐标的曲线图形式示出的图(图5A)和以双对数坐标的曲线图形式示出的图(图5B)，图6为用最大电压差对图4B化并以正常坐标的曲线图形式示出的图(图6B)。进而，图7为示出与按照阻抗和电抗的影响程度划分出的3种情形相应地简化的数学8为用于说明短路探测装置的工作及旋转电机的短路[0029]使用图1对实施方式1的短路探测装置1的结构进行说明。在详细说明短路探测装的转子9为例来进行说明。在槽9s当中的第1槽9s_1至第23槽9s_23的奇数编号的槽的组在编号的槽的组对置的方式在1/4周的范围沿着周向极9p1(图中左侧)和具有第13槽9s_13～第23槽9s_23及第14槽9s_14～第24槽9s_24的第2机的励磁绕组；测定部3，检测表示流过励磁绕组的电流的信号和表示端子间的电压的信为两极其中之一的第1极9p1的励磁绕组的两端(第1槽9s_1部分和第12槽9s_12部分)连接7各个槽9s的励磁绕组如第1槽9s_1中的第1匝9st_1～第n匝9st_n那样卷绕有多匝。然后示出了在短路极(第2极9p2)的第13槽9s生部位Psc的匝之外的其余励磁绕组中流过来自励磁电源的励磁电流，在铁芯9c内及励磁交流励磁电流流过励磁绕组时的各极电压或电压差相对于短路电阻的关系进行说明。在[0040]由于励磁绕组电路中的电抗分量对励磁频率的依赖性，在频率为6000Hz和60Hz细进行研究，使用以与短路电阻最小的条件的解析点处的电压差的相对值来重新绘制图8新绘制出的图5A和图6A进行比较，对8个解析点Pa进行插值而得到的插值函数Ei的性质的将励磁频率设定为6000Hz作为对短路灵敏度高的高频侧的频率(第一频率)。励磁电源2在[0049]测定值计算部42使用从测定部3输出的电流信号和电压信号，运算两极各自的阻9的定量评估，短路状态解析部45指示频率设定部41设定60Hz的低频作为低频侧的频率(第二频率)。励磁电源2将励磁频率切换为设定的第二频率而使交流励磁电流流过励磁绕组测定部3计算完好极与短路极各自的电压值或阻抗等测定值，差分计算部44根据计算出的装置102也与数据保持部43是同样的，具备未图示的随机存取存储器等易失性存储装置和过交流励磁电流的励磁绕组的电压或阻抗的测定值与在励磁绕组为完好状态下流过交流励磁电流时的值之差值；以及短路状态解析部45(包括频率设定部41)，将在第一频率使励磁电源2在低于第一频率的第二频率(60Hz)下使交流励磁电流流过励磁绕组，基于表励磁电流而得到的差值来推定短路电阻R，所以能够在宽广的短路电阻值的范围中定量地[0062]另外，如果设为短路状态解析部45在短路电阻R的推定值低于下限值时诊断为旋[0063]另外，如果设为差分计算部44计算励磁绕组被划分为多个而得到的每个区间(例如第1极9p1部分和第2极9p2部分)的电压或阻抗的测定值之间的差作为差值，则即使在没多个而得到的每个区间(例如第1极9p1部分和第2极9p2部分)的电压或阻抗的测定值之间