JP2001153934A - 界磁巻線層間短絡試験装置 - Google Patents
界磁巻線層間短絡試験装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 界磁巻線層間短絡試験装置に関し、定期検査
間隔の延長、休止期間の短縮と回数削減、稼働率上昇を
実現すること。 【解決手段】 各種所定負荷状態での（任意の各出力電
圧、出力電流、力率で運転中の）正常時主機界磁電流値
対正常励磁機励磁電流値の関係を求めてデータ化し、こ
れらを正常値データとして（測定値入力部２２および）
操作／表示部２４からデータ記憶部２５に記憶させる。
発電機運転中に負荷を監視して測定値入力部２２から測
定データを入力し、記憶された正常値データのうち対応
するものとの偏差をデータ比較部２３，演算部２６で比
較し、層間巻線の異常を判定する。判定結果は操作／表
示部２４に表示され、アラーム装置２８で音声によって
報知される。
間隔の延長、休止期間の短縮と回数削減、稼働率上昇を
実現すること。 【解決手段】 各種所定負荷状態での（任意の各出力電
圧、出力電流、力率で運転中の）正常時主機界磁電流値
対正常励磁機励磁電流値の関係を求めてデータ化し、こ
れらを正常値データとして（測定値入力部２２および）
操作／表示部２４からデータ記憶部２５に記憶させる。
発電機運転中に負荷を監視して測定値入力部２２から測
定データを入力し、記憶された正常値データのうち対応
するものとの偏差をデータ比較部２３，演算部２６で比
較し、層間巻線の異常を判定する。判定結果は操作／表
示部２４に表示され、アラーム装置２８で音声によって
報知される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は界磁巻線層間短絡試
験装置に関し、特に、ブラシレス同期発電機の界磁回路
の界磁巻線異常を検出する界磁巻線層間短絡試験装置に
関する。より詳細には、本発明は界磁回路の層間短絡を
運転中に自動的に検出できるようにしたブラシレス同期
発電機の界磁巻線層間短絡試験装置に関するものであ
る。
験装置に関し、特に、ブラシレス同期発電機の界磁回路
の界磁巻線異常を検出する界磁巻線層間短絡試験装置に
関する。より詳細には、本発明は界磁回路の層間短絡を
運転中に自動的に検出できるようにしたブラシレス同期
発電機の界磁巻線層間短絡試験装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ブラシレス同期発電機の界磁回路は主機
中の回転子に設けられており、当該発電機は当該界磁回
路が他の回路と電気的に絶縁された状態で運転される。
運転時の温度上昇と機械的負荷に起因して、回転子が長
期にわたって最も過酷な環境条件で使用される結果、界
磁回路巻線の層間絶縁に用いるセラックマイカ（shella
c mica）等が当該絶縁を維持できなくなることがある。
そこで、巻線の層間短絡（rare short）を定期的に試験
することが行われている。
中の回転子に設けられており、当該発電機は当該界磁回
路が他の回路と電気的に絶縁された状態で運転される。
運転時の温度上昇と機械的負荷に起因して、回転子が長
期にわたって最も過酷な環境条件で使用される結果、界
磁回路巻線の層間絶縁に用いるセラックマイカ（shella
c mica）等が当該絶縁を維持できなくなることがある。
そこで、巻線の層間短絡（rare short）を定期的に試験
することが行われている。
【０００３】ブラシレス同期発電機の界磁回路における
巻線の層間短絡は、従来、定期点検期間中に検査して得
られた各種測定値を製作時の各種特性値または前回の当
該各種測定値等と比較することで行われている。ここで
用いる各種測定値としては、界磁回路抵抗値、界磁電圧
および励磁機界磁電流対主機界磁電流特性値等がある。
巻線の層間短絡は、従来、定期点検期間中に検査して得
られた各種測定値を製作時の各種特性値または前回の当
該各種測定値等と比較することで行われている。ここで
用いる各種測定値としては、界磁回路抵抗値、界磁電圧
および励磁機界磁電流対主機界磁電流特性値等がある。
【０００４】これら測定値は、発電機製作時および定期
検査期間の運転休止時に図６を参照して後述する方法に
よって得ていた。すなわち、ブラシレス同期発電機運転
中に、外部から絶縁された界磁回路について上記各種測
定値を得て軽微な主機界磁巻線層間短絡を検出すること
はできなかった。
検査期間の運転休止時に図６を参照して後述する方法に
よって得ていた。すなわち、ブラシレス同期発電機運転
中に、外部から絶縁された界磁回路について上記各種測
定値を得て軽微な主機界磁巻線層間短絡を検出すること
はできなかった。
【０００５】図６は従来のブラシレス同期発電機の界磁
巻線層間短絡試験の一例を説明する説明図であり、説明
のために一相についてのみ示している。
巻線層間短絡試験の一例を説明する説明図であり、説明
のために一相についてのみ示している。
【０００６】例えばＡＣ１００Ｖの交流電源７０からス
イッチ７１，７２および電圧調整器７５を介して、外側
スリップリング６８と内側スリップリング６９の間に所
定電圧を印加する。両スリップリングには連続した一つ
の巻線６０が接続されており、これにより巻線６０の両
端に所定電圧を印加する。巻線６０は６１〜６７を付し
た並行な部分を鉄芯（図示せず）に券回されており、各
部分は積層されている。各部分の表面部電圧は測定可能
になっている。
イッチ７１，７２および電圧調整器７５を介して、外側
スリップリング６８と内側スリップリング６９の間に所
定電圧を印加する。両スリップリングには連続した一つ
の巻線６０が接続されており、これにより巻線６０の両
端に所定電圧を印加する。巻線６０は６１〜６７を付し
た並行な部分を鉄芯（図示せず）に券回されており、各
部分は積層されている。各部分の表面部電圧は測定可能
になっている。
【０００７】電圧計８５の測定値が計測に適した適当な
値（例えば３〜５Ｖ）となるように電圧調整器７５で印
加電圧を調整し、当該印加電圧を一定とするように電流
計８０の指示を監視した状態で、巻線６０の隣り合う部
分の電圧分担値（図示した６６と６７の間の他に、６７
と６１の間、６１と６２の間、６２と６３の間、６３と
６４の間、６４と６５の間、６５と６６の間、６１と６
２の間）を測定する。このようにして得た測定電圧に基
づきインピーダンス試験を行い、次式に示す周知の判定
基準にしたがって異常判定を行う。
値（例えば３〜５Ｖ）となるように電圧調整器７５で印
加電圧を調整し、当該印加電圧を一定とするように電流
計８０の指示を監視した状態で、巻線６０の隣り合う部
分の電圧分担値（図示した６６と６７の間の他に、６７
と６１の間、６１と６２の間、６２と６３の間、６３と
６４の間、６４と６５の間、６５と６６の間、６１と６
２の間）を測定する。このようにして得た測定電圧に基
づきインピーダンス試験を行い、次式に示す周知の判定
基準にしたがって異常判定を行う。
【０００８】
【数１】５＜（隣り合う部分の電圧分担）／（各電圧分
担平均）×１００
担平均）×１００
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】大型発電機の運転期間
が益々長期化しつつある現在、定期点検時の異常発見に
よって被害が拡大し、修理期間の延長（休転期間の延
長）と修理費の増加をもたらす。また、休転期間の延長
によって稼働率が低下し、これにより経済的な損失を生
じる課題がある。
が益々長期化しつつある現在、定期点検時の異常発見に
よって被害が拡大し、修理期間の延長（休転期間の延
長）と修理費の増加をもたらす。また、休転期間の延長
によって稼働率が低下し、これにより経済的な損失を生
じる課題がある。
【００１０】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、電磁結合する励磁機励磁電流と
主機界磁電流との関係に着目して運転中に主機界磁巻線
の軽微な層間短絡を早期に且つ自動的に検出すること
で、速やかな異常復旧、すなわち低コスト且つ予防保全
効果を奏することのできるブラシレス同期発電機の界磁
巻線層間短絡試験装置を提供することである。
であって、その目的は、電磁結合する励磁機励磁電流と
主機界磁電流との関係に着目して運転中に主機界磁巻線
の軽微な層間短絡を早期に且つ自動的に検出すること
で、速やかな異常復旧、すなわち低コスト且つ予防保全
効果を奏することのできるブラシレス同期発電機の界磁
巻線層間短絡試験装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の本発明装置は、回転子と一体的に回転す
る界磁回路と、前記界磁回路に設けられた界磁電機子と
電磁結合して当該電機子を励磁する励磁手段と、前記回
転子と電磁結合する主機電機子とを備えたブラシレス同
期発電機の界磁巻線層間短絡試験装置において、前記励
磁手段の励磁電流と前記界磁回路の界磁電流の所定負荷
状態での温度補正された特性を対応付けて記憶する記憶
手段と、前記ブラシレス同期発電機を前記所定負荷状態
で運転したときの運転中の前記励磁電流を求める稼動時
電流取得手段と、前記稼動時電流取得手段により求めた
前記励磁電流を前記記憶手段中の前記特性と比較して対
応付け、前記特性における前記界磁電流と前記運転時の
当該電流の偏差を演算する演算手段と、前記偏差が所定
値を超えたときに前記界磁回路の界磁巻線の異常と判定
し、当該巻線異常を報知する報知手段とを備えたことを
特徴とする界磁巻線層間短絡試験装置を提供する。
めに請求項１の本発明装置は、回転子と一体的に回転す
る界磁回路と、前記界磁回路に設けられた界磁電機子と
電磁結合して当該電機子を励磁する励磁手段と、前記回
転子と電磁結合する主機電機子とを備えたブラシレス同
期発電機の界磁巻線層間短絡試験装置において、前記励
磁手段の励磁電流と前記界磁回路の界磁電流の所定負荷
状態での温度補正された特性を対応付けて記憶する記憶
手段と、前記ブラシレス同期発電機を前記所定負荷状態
で運転したときの運転中の前記励磁電流を求める稼動時
電流取得手段と、前記稼動時電流取得手段により求めた
前記励磁電流を前記記憶手段中の前記特性と比較して対
応付け、前記特性における前記界磁電流と前記運転時の
当該電流の偏差を演算する演算手段と、前記偏差が所定
値を超えたときに前記界磁回路の界磁巻線の異常と判定
し、当該巻線異常を報知する報知手段とを備えたことを
特徴とする界磁巻線層間短絡試験装置を提供する。
【００１２】また、請求項２の本発明装置は、請求項１
に記載の界磁巻線層間短絡試験装置において、前記稼動
時電流取得手段は、前記励磁電流を求めて前記演算手段
に入力する手段と、前記運転中に前記主機電機子に発生
する電気的パラメータを監視するための電圧計測手段お
よび電流計測手段と監視された各計測値を前記演算手段
に入力するための計測値入力部とを備えたことを特徴と
する界磁巻線層間短絡試験装置を提供する。
に記載の界磁巻線層間短絡試験装置において、前記稼動
時電流取得手段は、前記励磁電流を求めて前記演算手段
に入力する手段と、前記運転中に前記主機電機子に発生
する電気的パラメータを監視するための電圧計測手段お
よび電流計測手段と監視された各計測値を前記演算手段
に入力するための計測値入力部とを備えたことを特徴と
する界磁巻線層間短絡試験装置を提供する。
【００１３】また、請求項３の本発明装置は、請求項１
に記載の界磁巻線層間短絡試験装置において、前記稼動
時電流取得手段は、前記励磁電流を求めて前記演算手段
に自動的に入力する手段と、前記電気的パラメータを監
視するための電圧計測手段および電流計測手段による各
計測値を前記演算手段に自動的に入力する手段とを備え
たことを特徴とする界磁巻線層間短絡試験装置を提供す
る。
に記載の界磁巻線層間短絡試験装置において、前記稼動
時電流取得手段は、前記励磁電流を求めて前記演算手段
に自動的に入力する手段と、前記電気的パラメータを監
視するための電圧計測手段および電流計測手段による各
計測値を前記演算手段に自動的に入力する手段とを備え
たことを特徴とする界磁巻線層間短絡試験装置を提供す
る。
【００１４】また、請求項４の本発明装置は、請求項１
乃至３のいずれかに記載の界磁巻線層間短絡試験装置に
おいて、前記報知手段は、前記巻線異常を視覚的および
／または聴覚的に報知することを特徴とする界磁巻線層
間短絡試験装置を提供する。
乃至３のいずれかに記載の界磁巻線層間短絡試験装置に
おいて、前記報知手段は、前記巻線異常を視覚的および
／または聴覚的に報知することを特徴とする界磁巻線層
間短絡試験装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳細に説明する。
の実施例を詳細に説明する。
【００１６】（第１実施形態）図１は、本発明に係るブ
ラシレス同期発電機の界磁巻線層間短絡試験装置の第１
実施形態の概略構成を示す構成図である。
ラシレス同期発電機の界磁巻線層間短絡試験装置の第１
実施形態の概略構成を示す構成図である。
【００１７】図１中、１は主機電機子、７は回転子（図
示せず）に一体的に設けられた界磁回路を示す。自動励
磁装置４は、任意負荷状態において予め設定された出力
電圧を自動的に維持するように励磁機励磁巻線５に励磁
機励磁電流ＩＦＥＸを供給するように作用する。直流変
流器１０は、励磁機励磁電流ＩＦＥＸを検出してコンピ
ュータ２０に出力する。
示せず）に一体的に設けられた界磁回路を示す。自動励
磁装置４は、任意負荷状態において予め設定された出力
電圧を自動的に維持するように励磁機励磁巻線５に励磁
機励磁電流ＩＦＥＸを供給するように作用する。直流変
流器１０は、励磁機励磁電流ＩＦＥＸを検出してコンピ
ュータ２０に出力する。
【００１８】直流変流器１０にはクランプ式のものを使
用し、発電機への着脱を可能に構成した。すなわち、本
実施形態は携帯型の界磁巻線層間短絡試験装置を実現す
るものである。
用し、発電機への着脱を可能に構成した。すなわち、本
実施形態は携帯型の界磁巻線層間短絡試験装置を実現す
るものである。
【００１９】コンピュータ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ，ハードディスクドライブ装置等の補助記憶装置，
Ｉ／Ｏインタフェース，入力装置，出力装置を含む一般
的な構成であり，表示装置および音声出力装置，フロッ
ピィディスクドライブ装置，ＣＤ−ＲＯＭドライブ装
置，その他の外部記憶装置を備えることもできる。コン
ピュータ２０はプログラム可能なものであれば良く、マ
イクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワーク
ステーション等を使用することができる。
ＡＭ，ハードディスクドライブ装置等の補助記憶装置，
Ｉ／Ｏインタフェース，入力装置，出力装置を含む一般
的な構成であり，表示装置および音声出力装置，フロッ
ピィディスクドライブ装置，ＣＤ−ＲＯＭドライブ装
置，その他の外部記憶装置を備えることもできる。コン
ピュータ２０はプログラム可能なものであれば良く、マ
イクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワーク
ステーション等を使用することができる。
【００２０】なお、コンピュータ２０の入力装置および
出力装置として、本実施形態ではキー入力とキャラクタ
表示を併せて行えるタッチパネル式表示装置を使用した
が、別体の入力装置と出力装置を使用することもでき
る。
出力装置として、本実施形態ではキー入力とキャラクタ
表示を併せて行えるタッチパネル式表示装置を使用した
が、別体の入力装置と出力装置を使用することもでき
る。
【００２１】図２はコンピュータ２０を機能的に表した
機能ブロック図であり、図２中、２４は前述のタッチパ
ネル式表示装置を含む操作／表示部であり、各種スイッ
チも併せて備える。本実施形態に係る装置が携帯型であ
るため、データ記憶部２５には複数の発電機分のデータ
容量を割り当てる。また、アラーム装置２８は、異常検
出時にビープ音あるいは合成音声によって当該異常を報
知するものである。
機能ブロック図であり、図２中、２４は前述のタッチパ
ネル式表示装置を含む操作／表示部であり、各種スイッ
チも併せて備える。本実施形態に係る装置が携帯型であ
るため、データ記憶部２５には複数の発電機分のデータ
容量を割り当てる。また、アラーム装置２８は、異常検
出時にビープ音あるいは合成音声によって当該異常を報
知するものである。
【００２２】図１に戻って説明すると、界磁回路７は、
励磁機電機子８、整流ダイオードＤ、主機界磁巻線９を
含む。本発明に係るブラシレス同期発電機が稼動して回
転子が回転すると励磁機電機子８も一体的に回転し、界
磁回路７において層間短絡が発生すると主機電機子１に
作用する磁界が減少し、出力電圧が降下しようとする。
このとき、自動励磁装置４は励磁機励磁巻線５に流れる
励磁機励磁電流ＩＦＥＸを増加（主機界磁電流の増加）
させて、設定電圧を維持するように作用する。
励磁機電機子８、整流ダイオードＤ、主機界磁巻線９を
含む。本発明に係るブラシレス同期発電機が稼動して回
転子が回転すると励磁機電機子８も一体的に回転し、界
磁回路７において層間短絡が発生すると主機電機子１に
作用する磁界が減少し、出力電圧が降下しようとする。
このとき、自動励磁装置４は励磁機励磁巻線５に流れる
励磁機励磁電流ＩＦＥＸを増加（主機界磁電流の増加）
させて、設定電圧を維持するように作用する。
【００２３】励磁機励磁巻線５と励磁機電機子８の巻線
は電磁結合しており、励磁機励磁電流ＩＦＥＸと主機界
磁電流ＩＦは比例関係にある。この比例関係は、一定の
負荷条件下では成立するが、条件によって異なった特性
曲線で変化する。すなわち、負荷状態、すなわち任意の
負荷電流、力率、電圧および温度上昇による界磁回路７
の抵抗変化等に応じて当該比例関係を特定することがで
きる。したがって、単に励磁機励磁電流ＩＦＥＸの変化
量のみによって界磁回路７の変化、すなわち層間短絡を
検出することは出来ない。
は電磁結合しており、励磁機励磁電流ＩＦＥＸと主機界
磁電流ＩＦは比例関係にある。この比例関係は、一定の
負荷条件下では成立するが、条件によって異なった特性
曲線で変化する。すなわち、負荷状態、すなわち任意の
負荷電流、力率、電圧および温度上昇による界磁回路７
の抵抗変化等に応じて当該比例関係を特定することがで
きる。したがって、単に励磁機励磁電流ＩＦＥＸの変化
量のみによって界磁回路７の変化、すなわち層間短絡を
検出することは出来ない。
【００２４】そこで本実施形態では、正常状態で運転す
る発電機の主機界磁電流ＩＦと励磁機励磁電流ＩＦＥＸ
との関係は負荷状態、すなわち負荷電流、力率、電圧お
よび温度上昇等に対して固有の特性を持つことに着目
し、発電機製造時等、実用範囲の正常負荷状態での主機
界磁電流ＩＦ対励磁機励磁電流ＩＦＥＸの特性を予め求
めておく。負荷状態は電流計２と電圧計３で監視するこ
とができる。
る発電機の主機界磁電流ＩＦと励磁機励磁電流ＩＦＥＸ
との関係は負荷状態、すなわち負荷電流、力率、電圧お
よび温度上昇等に対して固有の特性を持つことに着目
し、発電機製造時等、実用範囲の正常負荷状態での主機
界磁電流ＩＦ対励磁機励磁電流ＩＦＥＸの特性を予め求
めておく。負荷状態は電流計２と電圧計３で監視するこ
とができる。
【００２５】そして、これら正常時の特性試験値、すな
わち無負荷特性、短絡特性試験値および温度補正した主
機界磁電流ＩＦ対励磁機励磁電流ＩＦＥＸを基にして、
各種所定負荷状態での（任意の各出力電圧、出力電流、
力率で運転中の）正常時主機界磁電流値対正常励磁機励
磁電流値の関係を求めてデータ化し、これらを正常値デ
ータとして（測定値入力部２２および）操作／表示部２
４からデータ記憶部２５に記憶させる。
わち無負荷特性、短絡特性試験値および温度補正した主
機界磁電流ＩＦ対励磁機励磁電流ＩＦＥＸを基にして、
各種所定負荷状態での（任意の各出力電圧、出力電流、
力率で運転中の）正常時主機界磁電流値対正常励磁機励
磁電流値の関係を求めてデータ化し、これらを正常値デ
ータとして（測定値入力部２２および）操作／表示部２
４からデータ記憶部２５に記憶させる。
【００２６】図３は正常時における主機界磁電流ＩＦ対
励磁機励磁電流ＩＦＥＸの温度特性の一例を示す特性図
であり、当該特性は発電機一基ごとに異なる。
励磁機励磁電流ＩＦＥＸの温度特性の一例を示す特性図
であり、当該特性は発電機一基ごとに異なる。
【００２７】図３中、横軸は巻線温度差（ｄｅｇ）、右
側の縦軸は励磁機励磁電流ＩＦＥＸ（Ａ）、左側の縦軸
は主機界磁電流ＩＦ（Ａ）をそれぞれ表し、２曲線の特
性をデータ化して記憶させる。例えば１６および６８
（ｄｅｇ）近傍におけるＰ０およびＰ９で示す励磁機励
磁電流値に対して、Ｐ０´およびＰ９´で示す主機界磁
電流値を入力して記憶させる。他の温度についても同様
である。
側の縦軸は励磁機励磁電流ＩＦＥＸ（Ａ）、左側の縦軸
は主機界磁電流ＩＦ（Ａ）をそれぞれ表し、２曲線の特
性をデータ化して記憶させる。例えば１６および６８
（ｄｅｇ）近傍におけるＰ０およびＰ９で示す励磁機励
磁電流値に対して、Ｐ０´およびＰ９´で示す主機界磁
電流値を入力して記憶させる。他の温度についても同様
である。
【００２８】さらに、図３では電流特性はそれぞれ一本
の曲線で表したが、前述各種所定負荷状態での両電流特
性データをデータ記憶部２５に記憶させる。この理由
は、同一負荷で運転中であっても発電機出力電圧が制御
されるので、主機界磁電流および励磁機励磁電流特性に
は、その発電機出力、すなわち出力電圧、出力電流、力
率に応じて若干の変動があるので、これら変動する負荷
状態それぞれに対する比較参照データを予め複数（力率
と出力電圧の組み合わせが例えば１０通り程度）準備し
ておくためである。
の曲線で表したが、前述各種所定負荷状態での両電流特
性データをデータ記憶部２５に記憶させる。この理由
は、同一負荷で運転中であっても発電機出力電圧が制御
されるので、主機界磁電流および励磁機励磁電流特性に
は、その発電機出力、すなわち出力電圧、出力電流、力
率に応じて若干の変動があるので、これら変動する負荷
状態それぞれに対する比較参照データを予め複数（力率
と出力電圧の組み合わせが例えば１０通り程度）準備し
ておくためである。
【００２９】これら参照データがデータ記憶部２５に準
備されると、発電機稼動時の異常検出を行うことができ
る。
備されると、発電機稼動時の異常検出を行うことができ
る。
【００３０】そこで、発電機を稼動させて主機出力電圧
（Ｖ）、負荷電流（Ａ）を監視し、任意の負荷状態、す
なわち、任意出力電圧（Ｖ）、任意負荷電流（Ａ）、任
意力率（ｃｏｓφ）で稼動時励磁機励磁電流（ＩＦＥＸ
１）を計測する。そして、データ記憶部２５に記憶して
ある上記と同一負荷状態での正常時参照データを読み出
して参照し、このときの実際の稼動時主機界磁電流（Ｉ
Ｆ１）を求める。
（Ｖ）、負荷電流（Ａ）を監視し、任意の負荷状態、す
なわち、任意出力電圧（Ｖ）、任意負荷電流（Ａ）、任
意力率（ｃｏｓφ）で稼動時励磁機励磁電流（ＩＦＥＸ
１）を計測する。そして、データ記憶部２５に記憶して
ある上記と同一負荷状態での正常時参照データを読み出
して参照し、このときの実際の稼動時主機界磁電流（Ｉ
Ｆ１）を求める。
【００３１】さらに、上記と同一負荷状態、すなわち任
意出力電圧（Ｖ）、任意負荷電流（Ａ）、別の力率（ｃ
ｏｓφ´）における正常時励磁機励磁電流（ＩＦＥＸ
Ｎ）を求め、これに対応する正常時主機界磁電流（ＩＦ
Ｎ）を求める。界磁回路７の巻線に層間短絡が発生した
とすると、次式の関係が生ずる。
意出力電圧（Ｖ）、任意負荷電流（Ａ）、別の力率（ｃ
ｏｓφ´）における正常時励磁機励磁電流（ＩＦＥＸ
Ｎ）を求め、これに対応する正常時主機界磁電流（ＩＦ
Ｎ）を求める。界磁回路７の巻線に層間短絡が発生した
とすると、次式の関係が生ずる。
【００３２】
【数２】ＩＦＥＸＮ＜ＩＦＥＸ１ かつ、 ＩＦＮ＜ＩＦ１ したがって本実施形態によれば、前述の通り任意負荷で
稼動中の励磁機励磁電流ＩＦＥＸを直流変流器１０によ
り測定してコンピュータ２０の測定値入力部２２に入力
するとともに、この時の負荷状態（主力電圧、負荷電
流、力率および温度等）を操作／表示部２４から入力し
て、データ記憶部２５に予め記憶してある対応する負荷
状態のデータを選択し、測定値入力部２２から入力した
上記測定値に相当する主機界磁電流ＩＦＥＸを自動的に
求め、上記測定値に相当する主機界磁電流値と正常主機
界磁電流値をデータ比較部２３により比較して、演算部
２６で両者の偏差を演算して当該偏差量が所定値を超え
たかを調べ、（数２）式にしたがった異常判定を極めて
精度良く行うことができる。
稼動中の励磁機励磁電流ＩＦＥＸを直流変流器１０によ
り測定してコンピュータ２０の測定値入力部２２に入力
するとともに、この時の負荷状態（主力電圧、負荷電
流、力率および温度等）を操作／表示部２４から入力し
て、データ記憶部２５に予め記憶してある対応する負荷
状態のデータを選択し、測定値入力部２２から入力した
上記測定値に相当する主機界磁電流ＩＦＥＸを自動的に
求め、上記測定値に相当する主機界磁電流値と正常主機
界磁電流値をデータ比較部２３により比較して、演算部
２６で両者の偏差を演算して当該偏差量が所定値を超え
たかを調べ、（数２）式にしたがった異常判定を極めて
精度良く行うことができる。
【００３３】すなわち、ブラシレス同期発電機の界磁回
路の界磁巻線層間短絡試験を発電機の運転中であっても
休止期間を設けることなく実施することができ、これに
より、速やかな異常復旧を実現できて休転期間が最小で
済み、稼働率が低下することがないので経済的な損失を
生じることもない。また、定期点検時でなくとも常に異
常発生を監視できるため、予防保全効果も得られる。さ
らに、マイクロコンピュータを用いれば、小型軽量で、
携帯性且つ経済性に優れ、長期信頼性を提供できる試験
装置を実現することができる。
路の界磁巻線層間短絡試験を発電機の運転中であっても
休止期間を設けることなく実施することができ、これに
より、速やかな異常復旧を実現できて休転期間が最小で
済み、稼働率が低下することがないので経済的な損失を
生じることもない。また、定期点検時でなくとも常に異
常発生を監視できるため、予防保全効果も得られる。さ
らに、マイクロコンピュータを用いれば、小型軽量で、
携帯性且つ経済性に優れ、長期信頼性を提供できる試験
装置を実現することができる。
【００３４】（第２実施形態）図４は本発明に係るブラ
シレス同期発電機の界磁巻線層間短絡試験装置の第２実
施形態の概略構成を示す構成図、図５は図４中のコンピ
ュータを機能的に表した機能ブロック図である。
シレス同期発電機の界磁巻線層間短絡試験装置の第２実
施形態の概略構成を示す構成図、図５は図４中のコンピ
ュータを機能的に表した機能ブロック図である。
【００３５】図４において、直流変流器１０ａにはクラ
ンプ式に加えて、固定式直流変流器または分流器と変換
器を利用することもできる。すなわち、本実施形態に係
る界磁巻線層間短絡試験装置は固定配置される常設型と
して用いることを想定したものである。
ンプ式に加えて、固定式直流変流器または分流器と変換
器を利用することもできる。すなわち、本実施形態に係
る界磁巻線層間短絡試験装置は固定配置される常設型と
して用いることを想定したものである。
【００３６】図４中４１は力率変換器、４２は電圧変換
器、４３は電流変換器を夫々示し、これら要素はコンピ
ュータ５０に負荷状態を自動入力するために設けられ
る。また、図５中のデータ記憶部２５ａのデータ容量は
発電機一基分を割り当てればよいことは明らかである。
その他の構成および本実施形態に係る界磁巻線層間短絡
試験装置を用いた試験方法は、測定値入力部２２ａへの
入力を全て自動的に行え、操作／表示部２４ａによる入
力操作が簡便になる点以外は第１実施形態と同様なの
で、ここでは説明を省略する。
器、４３は電流変換器を夫々示し、これら要素はコンピ
ュータ５０に負荷状態を自動入力するために設けられ
る。また、図５中のデータ記憶部２５ａのデータ容量は
発電機一基分を割り当てればよいことは明らかである。
その他の構成および本実施形態に係る界磁巻線層間短絡
試験装置を用いた試験方法は、測定値入力部２２ａへの
入力を全て自動的に行え、操作／表示部２４ａによる入
力操作が簡便になる点以外は第１実施形態と同様なの
で、ここでは説明を省略する。
【００３７】本実施形態によれば、常時発電機を監視す
ることができ、第１実施形態と同様の効果を完全に自動
で得ることができる。
ることができ、第１実施形態と同様の効果を完全に自動
で得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明した通り本発明装置によれば、
従来は行えなかったブラシレス同期発電機の運転中の界
磁巻線層間短絡試験を実現することができ、これによ
り、界磁回路の常時監視を容易にし、発電機運用の信頼
性を高めるとともに、異常の早期発見と予測を可能にす
ることができて極めて普及性の高いブラシレス同期発電
機の試験装置が得られる。すなわち、定期検査間隔を延
長し、休止期間を短縮してその回数を削減し、稼働率を
上昇させることで多大な経済効果をもたらすことができ
る効果がある。
従来は行えなかったブラシレス同期発電機の運転中の界
磁巻線層間短絡試験を実現することができ、これによ
り、界磁回路の常時監視を容易にし、発電機運用の信頼
性を高めるとともに、異常の早期発見と予測を可能にす
ることができて極めて普及性の高いブラシレス同期発電
機の試験装置が得られる。すなわち、定期検査間隔を延
長し、休止期間を短縮してその回数を削減し、稼働率を
上昇させることで多大な経済効果をもたらすことができ
る効果がある。
【図１】本発明に係る界磁巻線層間短絡試験装置の第１
実施形態に適用可能なブラシレス同期発電機の概略回路
図である。
実施形態に適用可能なブラシレス同期発電機の概略回路
図である。
【図２】本発明に係る界磁巻線層間短絡試験装置の第１
実施形態の要部機能構成図である。
実施形態の要部機能構成図である。
【図３】正常時における主機界磁電流ＩＦ対励磁機励磁
電流ＩＦＥＸの温度特性の一例を示す特性図である。
電流ＩＦＥＸの温度特性の一例を示す特性図である。
【図４】本発明に係る界磁巻線層間短絡試験装置の第２
実施形態に適用可能なブラシレス同期発電機の概略回路
図である。
実施形態に適用可能なブラシレス同期発電機の概略回路
図である。
【図５】本発明に係る界磁巻線層間短絡試験装置の第２
実施形態の要部機能構成図である。
実施形態の要部機能構成図である。
【図６】従来のブラシレス同期発電機の界磁巻線層間短
絡試験の一例を説明する説明図である。
絡試験の一例を説明する説明図である。
１ 発電機主機電機子 ２ 変流器 ３ 変成器 ４ 自動励磁装置 ５ 励磁機励磁巻線 ８ 励磁機電機子 ９ 主機界磁巻線 １０ 直流変流器 ２２ 測定値入力部 ２３ データ比較部 ２４ 操作／表示部 ２５ データ記憶部 ２６ 演算部 ２８ アラーム装置 ４１ 力率変換器 ４２ 電圧変換器 ４３ 電流変換器 Ａ 電流計 Ｄ 整流ダイオード ＩＦ 主機界磁電流 ＩＦＥＸ 励磁機励磁電流 Ｖ 電圧計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA03 AB08 AB49 AC18 2G016 BA01 BB01 BB02 BC00 BD01 BD04 BD06 BD07 BD11 5H590 AA09 CC01 CD01 DD33 DD64 HA02 HA04 HB02 HB03 JA02 KK01 KK06 KK08 KK10
Claims (4)
- 【請求項１】 回転子と一体的に回転する界磁回路と、
前記界磁回路に設けられた界磁電機子と電磁結合して当
該電機子を励磁する励磁手段と、前記回転子と電磁結合
する主機電機子とを備えたブラシレス同期発電機の界磁
巻線層間短絡試験装置において、 前記励磁手段の励磁電流と前記界磁回路の界磁電流の所
定負荷状態での温度補正された特性を対応付けて記憶す
る記憶手段と、 前記ブラシレス同期発電機を前記所定負荷状態で運転し
たときの運転中の前記励磁電流を求める稼動時電流取得
手段と、 前記稼動時電流取得手段により求めた前記励磁電流を前
記記憶手段中の前記特性と比較して対応付け、前記特性
における前記界磁電流と前記運転時の当該電流の偏差を
演算する演算手段と、 前記偏差が所定値を超えたときに前記界磁回路の界磁巻
線の異常と判定し、当該巻線異常を報知する報知手段と
を備えたことを特徴とする界磁巻線層間短絡試験装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の界磁巻線層間短絡試験
装置において、 前記稼動時電流取得手段は、 前記励磁電流を求めて前記演算手段に入力する手段と、 前記運転中に前記主機電機子に発生する電気的パラメー
タを監視するための電圧計測手段および電流計測手段と
監視された各計測値を前記演算手段に入力するための計
測値入力部とを備えたことを特徴とする界磁巻線層間短
絡試験装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の界磁巻線層間短絡試験
装置において、 前記稼動時電流取得手段は、 前記励磁電流を求めて前記演算手段に自動的に入力する
手段と、 前記電気的パラメータを監視するための電圧計測手段お
よび電流計測手段による各計測値を前記演算手段に自動
的に入力する手段とを備えたことを特徴とする界磁巻線
層間短絡試験装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の界磁
巻線層間短絡試験装置において、 前記報知手段は、前記巻線異常を視覚的および／または
聴覚的に報知することを特徴とする界磁巻線層間短絡試
験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33981199A JP2001153934A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 界磁巻線層間短絡試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33981199A JP2001153934A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 界磁巻線層間短絡試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001153934A true JP2001153934A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18331050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33981199A Pending JP2001153934A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 界磁巻線層間短絡試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001153934A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100643691B1 (ko) | 2004-10-13 | 2006-11-10 | 삼성전자주식회사 | 모터의 오결선 검지방법 |
| JP2008148549A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | General Electric Co <Ge> | 発電電動機の短絡状態を検出するための装置、システム及び方法 |
| WO2014147659A1 (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 界磁制御装置、界磁制御方法およびこれらを用いた同期回転機 |
| CN109188047A (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-11 | 长沙国通电力科技有限公司 | 一种无刷励磁发电机励磁电流的测量装置 |
| JP2021151007A (ja) * | 2020-03-17 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 層間短絡検知装置および層間短絡検知方法 |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP33981199A patent/JP2001153934A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100643691B1 (ko) | 2004-10-13 | 2006-11-10 | 삼성전자주식회사 | 모터의 오결선 검지방법 |
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| CN105144572A (zh) * | 2013-03-18 | 2015-12-09 | 东芝三菱电机产业***株式会社 | 励磁控制装置、励磁控制方法及使用它们的同步旋转设备 |
| JP5970126B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2016-08-17 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 界磁制御装置、界磁制御方法およびこれらを用いた同期回転機 |
| US9450522B2 (en) | 2013-03-18 | 2016-09-20 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Field control device, method of field control, and synchronous rotating machine |
| CN109188047A (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-11 | 长沙国通电力科技有限公司 | 一种无刷励磁发电机励磁电流的测量装置 |
| JP2021151007A (ja) * | 2020-03-17 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 層間短絡検知装置および層間短絡検知方法 |
| JP7247134B2 (ja) | 2020-03-17 | 2023-03-28 | 株式会社東芝 | 層間短絡検知装置および層間短絡検知方法 |
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