JP5670033B2 - 漂遊磁束を処理する方法およびシステム - Google Patents
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Description
本発明は、漂遊磁束(stray flux)を処理する方法に関し、また、そのためのシステムにも関する。
本発明の第一の態様に従えば、同期式電気機械に関係付けられた漂遊磁束データを処理する方法が提供され、当該方法は、
該同期式電気機械からの漂遊磁束データを取得することを有し、
少なくとも取得された漂遊磁束データを用いて、漂遊磁束波形を生成することを有し、
生成された漂遊磁束波形と、取得された漂遊磁束データとを、解析することを有し、かつ、
生成された漂遊磁束波形と取得された漂遊磁束データとを、データベースに格納することを有する。
同期式電気機械に関係付けられた能力図表(capability chart)を決定(即ち、生成)することを有してもよく、
少なくとも漂遊磁束波形から、回転子のゼロ磁束交差を決定することを有してもよく、該回転子のゼロ磁束交差は、磁束感度が最大レベルとなる点であり、
回転子のゼロ磁束交差を該能力図表に適用することを有してもよく、かつ、
回転子のゼロ磁束交差を該能力図表にプロットすることを有してもよい。
同期式電気機械の作動時または停止時に、ゼロ漂遊磁束交差を決定することを有してもよく、
各決定されたゼロ漂遊磁束交差について、同期式電気機械の有効電力と無効電力とを表し示すデータを取得することを有してもよく、かつ、
有効電力と無効電力とを表し示す前記取得されたデータと、決定されたゼロ漂遊磁束交差とを少なくとも用いて、該能力図表を生成することを有してもよい。
生成された漂遊磁束波形についてゼロ漂遊磁束交差を決定することを有してもよく、
生成された漂遊磁束波形についてMW MVAの動作点を決定することを有してもよく、かつ、
決定された動作点を該能力図表にプロットすることを有してもよい。
取得された漂遊磁束データまたは生成された漂遊磁束波形が、特定の回転子のスロットに対応するゼロ漂遊磁束交差となる時点を決定することを有してもよく、
特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、生成された漂遊磁束波形について、MW MVAの動作点を決定することを有してもよく、
決定されたMW MVAの動作点を、能力図表にプロットすることを有してもよく、かつ、
特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、決定されプロットされたMW MVAの動作点を通して、回転子のスロットのゼロ漂遊磁束交差の線の原点から、能力図表上に線をプロットすることを有してもよい。
機械のエアギャップの磁束ゼロがスロットを通過するたびに、自動的に漂遊磁束データを取得するステップを有してもよく、
所望により、マニュアルで漂遊磁束データを取得するステップを有してもよく、かつ、
予め定められた間隔(インターバル)にて、漂遊磁束データを取得するステップを有してもよい。
回転子のスロットの情報を決定(即ち、判定)することを有してもよく、該回転子のスロットの情報は進相(leading)および遅相(lagging)の回転子のスロットを示すものであり、かつ、
前記の進相および遅相の回転子のスロットの情報を用い、該回転子のスロットの該情報から、機械の回転子に、対称的な巻き同士間(inter-turn)の障害が存在するかどうかを決定(即ち、判定)することを有してもよい。
データ取得モジュールを有し、該データ取得モジュールは、該機械からの漂遊磁束データを取得するために、半径方向および/または接線方向の磁束プローブを用いて、該機械に接続(interface)されるように構成され、
データ解析モジュールを有し、該データ解析モジュールは、データ取得モジュールによって取得された漂遊磁束データを用いるように動作可能であり、少なくとも、
漂遊磁束波形を生成するための、および、
該漂遊磁束波形および取得された漂遊磁束データを解析するためのものであり、
当該システムは、
データベースを有し、該データベースは、少なくとも、生成された漂遊磁束波形および取得された漂遊磁束データを格納するように動作可能である。
同期式電気機械に関係付けられた能力図表を決定するように構成されてもよく、
少なくとも該漂遊磁束波形から、回転子のゼロ磁束交差を決定するように構成されてもよく、該回転子のゼロ磁束交差は、磁束感度が最大レベルとなる点であり、
回転子のゼロ磁束交差を該能力図表に適用するように構成されてもよく、かつ、
該回転子のゼロ磁束交差を該能力図表にプロットするように構成されてもよい。
生成された漂遊磁束波形についてゼロ漂遊磁束交差を決定するように構成されてもよく、
生成された漂遊磁束波形についてMW MVAの動作点(operating point)を決定するように構成されてもよく、かつ、
決定された動作点を該能力図表にプロットするように構成されてもよい。
取得された漂遊磁束データまたは生成された漂遊磁束波形が、特定の回転子のスロットに対応するゼロ漂遊磁束交差となる時点を決定することによって、
該特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、生成された漂遊磁束波形について、MW MVAの動作点を決定することによって、
決定されたMW MVAの動作点を該能力図表にプロットすることによって、および、
該特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、決定されたMW MVAの動作点のプロットを通して、回転子のスロットのゼロ漂遊磁束交差の線の原点から、該能力図表に線をプロットすることによって、
行われてもよい。
回転子のスロットの情報を決定するように構成されてもよく、該回転子のスロットの情報は、進相および遅相の回転子のスロットを示すものであり、かつ、
該回転子のスロットの情報から、機械の回転子に、対称的な巻き同士間の障害が存在するかどうかを決定するように構成されてもよい。
以下の記載では、説明の目的で、本開示の実施形態の完全な理解を与えるために、多数の具体的詳細を示している。しかしながら、これらの具体的詳細なしに本開示を実施し得ることは、当業者には明らかであろう。
当該システム10は、同期式電気機械12からの漂遊磁束を処理するために、機械12と連結(インターフェース)されているように示されている。典型的には、機械12は、電気モーター、ジェネレータ、または、動作中に漂遊磁束を生成しがちな任意の機械である。この特定の例示的な実施形態では、機械12は、巻線コイルの回転子の構成を少なくとも含む。漂遊磁束データを処理することが、漂遊磁束データの検出と解析とを含むことは理解されるであろう。換言すれば、漂遊磁束データの該処理は、システム10のユーザーが、機械12に関係付けられた漂遊磁束を容易かつ簡便に検出および解析することを可能にする。
回転子のスロット交差は、回転子のゼロ磁束交差であることに留意されたい。例示的な一つの実施形態では、回転子のゼロ磁束交差が、ゼロ漂遊磁束交差を含むことが理解され得る。
データ解析モジュール16は、機械12の設計データから回転子のスロット交差を決定する。代替的または付加的には、データ解析モジュール16は、テストデータから回転子のスロット交差を決定する。テストデータは、典型的には、データベース18に格納された漂遊磁束データであり、即ち換言すれば、データ取得モジュール14によって取得された漂遊磁束データである。
詳細には、データ取得モジュール14は、ゼロ漂遊磁束交差の点を、生成された漂遊磁束波形のピークと比較する。しかしながら、これは、フィットした(fitted)半径方向の磁束プローブを有する機械12でのみ直接行われ得る。フィットした接線方向のプローブを有する機械12については、信号の位相位置を90度だけ変化させる数学的変換が適用される。この変換の後、接線方向のプローブの信号は、半径方向のプローブの信号と同じアルゴリズムを用いて処理される。ゼロ漂遊磁束交差が、特定のスロットによって生成されるピークと一致するときには、データ解析モジュール16によって各スロットに対して表が生成されることになる。生成される表の一つは、各極対における進相および遅相のスロットについてのピーク値を示す。例えば、2つの極AおよびBを有する機械12について、次の表が生成される。
Claims (17)
- 同期式電気機械に関係付けられた漂遊磁束データを処理する方法であって、
当該方法は、
該同期式電気機械からの漂遊磁束データを取得することを有し、
少なくとも取得された漂遊磁束データを用いて、漂遊磁束波形を生成することを有し、
生成された漂遊磁束波形と、取得された漂遊磁束データとを、解析することを有し、
生成された漂遊磁束波形と、取得された漂遊磁束データとを、データベースに格納することを有し、
同期式電気機械に関係付けられた能力図表を生成することを有し、
少なくとも漂遊磁束波形から、回転子のゼロ磁束交差を決定することを有し、該回転子のゼロ磁束交差は、磁束感度が最大レベルとなる点であり、
回転子のゼロ磁束交差を該能力図表に適用することを有し、かつ、
回転子のゼロ磁束交差を該能力図表にプロットすることを有する、
前記方法。 - 能力図表を生成することが、
同期式電気機械の作動時または停止時に、ゼロ漂遊磁束交差を決定することを有し、
各決定されたゼロ漂遊磁束交差について、同期式電気機械の有効電力と無効電力とを表し示すデータを取得することを有し、かつ、
有効電力と無効電力とを表し示す前記取得されたデータと、決定されたゼロ漂遊磁束交差とを少なくとも用いて、該能力図表を生成することを有する、
請求項1に記載の方法。 - 当該方法が、さらに、
生成された漂遊磁束波形についてゼロ漂遊磁束交差を決定することを有し、
生成された漂遊磁束波形についてMW MVAの動作点を決定することを有し、かつ、
決定された動作点を該能力図表にプロットすることを有する、
請求項1に記載の方法。 - 当該方法が、さらに、回転子のスロットのラインを、能力図表上に自動的に生成することを有する、請求項1に記載の方法。
- 当該方法が、さらに、
取得された漂遊磁束データまたは生成された漂遊磁束波形が、特定の回転子のスロットに対応するゼロ漂遊磁束交差となる時点を決定することを有し、
特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、生成された漂遊磁束波形について、MW MVAの動作点を決定することを有し、
決定されたMW MVAの動作点を、能力図表にプロットすることを有し、かつ、
特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、決定されプロットされたMW MVAの動作点を通して、回転子のスロットのゼロ漂遊磁束交差の線の原点から、能力図表上に線をプロットすることを有する、
請求項3に記載の方法。 - 当該方法が、機械の設計データ、および/または、取得された漂遊磁束データから、回転子のゼロ漂遊磁束交差を決定することを有する、請求項1に記載の方法。
- 当該方法が、さらに、データベースに格納された漂遊磁束データを少なくとも用いることにより、データ取得同士の間での機械に関係付けられた漂遊磁束のいくらかの変化の動向を示すことを有する、請求項1に記載の方法。
- 当該方法が、
機械のエアギャップの磁束ゼロがスロットを通過するたびに、自動的に漂遊磁束データを取得することを有し、
所望により、マニュアルで漂遊磁束データを取得することを有し、かつ、
予め定められた間隔にて、漂遊磁束データを取得することを有する、
請求項1に記載の方法。 - 当該方法が、
回転子のスロットの情報を判定することを有し、該回転子のスロットの情報は進相および遅相の回転子のスロットを示すものであり、かつ、
前記の進相および遅相の回転子のスロットの情報を用い、該回転子のスロットの該情報から、機械の回転子に、対称的な巻き同士間の障害が存在するかどうかを判定することを有する、
請求項1に記載の方法。 - 同期式電気機械に関係付けられた漂遊磁束を処理するためのシステムであって、
当該システムは、
データ取得モジュールを有し、該データ取得モジュールは、該機械からの漂遊磁束データを取得するために、半径方向および/または接線方向の磁束プローブを用いて、該機械に接続されるように構成され、
データ解析モジュールを有し、該データ解析モジュールは、データ取得モジュールによって取得された漂遊磁束データを用いるように動作可能であり、少なくとも、
漂遊磁束波形を生成するための、および、
該漂遊磁束波形および取得された漂遊磁束データを解析するためのものであり、
かつ、当該システムは、
データベースを有し、該データベースは、少なくとも、生成された漂遊磁束波形および取得された漂遊磁束データを格納するように動作可能であり、
前記データ解析モジュールが、
同期式電気機械に関係付けられた能力図表を生成するように構成され、
少なくとも該漂遊磁束波形から、回転子のゼロ磁束交差を決定するように構成され、該回転子のゼロ磁束交差は、磁束感度が最大レベルとなる点であり、
回転子のゼロ磁束交差を該能力図表に適用するように構成され、かつ、
該回転子のゼロ磁束交差を該能力図表にプロットするように構成されている、
前記システム。 - 当該システムが、ユーザーインターフェースを有し、該ユーザーインターフェースは、データ解析モジュールによって生成された漂遊磁束波形および解析されたデータを、少なくとも表示するように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- データ解析モジュールが、取得された漂遊磁束データから、表、リスト、または、それに類する情報を、少なくとも生成するように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- データ解析モジュールが、
生成された漂遊磁束波形についてゼロ漂遊磁束交差を決定するように構成され、
生成された漂遊磁束波形についてMW MVAの動作点を決定するように構成され、かつ、
決定された動作点を該能力図表にプロットするように構成されている、
請求項10に記載のシステム。 - データ解析モジュールが、能力図表上で、回転子のスロットのラインを検出するように構成されており、その検出が、
取得された漂遊磁束データまたは生成された漂遊磁束波形が、特定の回転子のスロットに対応するゼロ漂遊磁束交差となる時点を決定することによって、
該特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、生成された漂遊磁束波形について、MW MVAの動作点を決定することによって、
決定されたMW MVAの動作点を該能力図表にプロットすることによって、および、
該特定の回転子のスロットに対応する決定されたゼロ漂遊磁束交差に関係付けられた、決定されたMW MVAの動作点のプロットを通して、回転子のスロットのゼロ漂遊磁束交差の線の原点から、該能力図表に線をプロットすることによって、
行われる、請求項10に記載のシステム。 - データ解析モジュールが、データベースに格納された漂遊磁束データを少なくとも用いることにより、データ取得同士の間での機械に関係付けられた漂遊磁束のいくらかの変化の動向を示すように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- データ解析モジュールが、機械に関係付けられた特定の極のコイルのペアにおける、進相および遅相のコイルでの短絡巻きの数をそれぞれに決定するように構成されている、請求項10に記載のシステム。
- データ解析モジュールが、
回転子のスロットの情報を判定するように構成され、該回転子のスロットの情報は、進相および遅相の回転子のスロットを示すものであり、かつ、
前記の進相および遅相の回転子のスロットの情報を用い、該回転子のスロットの情報から、機械の回転子に、対称的な巻き同士間の障害が存在するかどうかを判定するように構成されている、
請求項10に記載のシステム。
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