JPH04285457A - ブラシレス同期機の整流器故障検出装置 - Google Patents
ブラシレス同期機の整流器故障検出装置Info
- Publication number
- JPH04285457A JPH04285457A JP3044966A JP4496691A JPH04285457A JP H04285457 A JPH04285457 A JP H04285457A JP 3044966 A JP3044966 A JP 3044966A JP 4496691 A JP4496691 A JP 4496691A JP H04285457 A JPH04285457 A JP H04285457A
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- exciter
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレス同期機におい
て同軸上に設けてある交流励磁機の電機子電圧を整流し
て、主同期機の界磁に電流を供給するために回転軸上に
設けられている整流器の故障検出を行うブラシレス同期
機の整流器故障検出装置に関する。
て同軸上に設けてある交流励磁機の電機子電圧を整流し
て、主同期機の界磁に電流を供給するために回転軸上に
設けられている整流器の故障検出を行うブラシレス同期
機の整流器故障検出装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】図３は従来の回転整流器の三相全波整流
方式によるブラシレス同期機の励磁回路の構成を示す。 図３において、１は主同期機の電機子巻線、２は主同期
機の界磁巻線、３は回転整流器、４は交流励磁機の電機
子巻線、５は交流励磁機の界磁巻線であり、これらのう
ち主同期機の界磁巻線２，回転整流器３，交流励磁機の
電機子巻線４は、回転軸上６に取付けられている。この
ように構成されたブラシレス同期機において、何等かの
原因で回転整流器３の整流素子が短絡あるいは開路故障
を生じた場合、交流励磁機の電機子巻線４および他の健
全な整流素子が過負荷となり故障が拡大するためにブラ
シレス同期機を停止する等の措置を講ずる必要がある。
方式によるブラシレス同期機の励磁回路の構成を示す。 図３において、１は主同期機の電機子巻線、２は主同期
機の界磁巻線、３は回転整流器、４は交流励磁機の電機
子巻線、５は交流励磁機の界磁巻線であり、これらのう
ち主同期機の界磁巻線２，回転整流器３，交流励磁機の
電機子巻線４は、回転軸上６に取付けられている。この
ように構成されたブラシレス同期機において、何等かの
原因で回転整流器３の整流素子が短絡あるいは開路故障
を生じた場合、交流励磁機の電機子巻線４および他の健
全な整流素子が過負荷となり故障が拡大するためにブラ
シレス同期機を停止する等の措置を講ずる必要がある。
【０００４】そこで整流器に故障が生じた場合、何等か
の方法でその故障を検出する方法が従来より種々検討さ
れている。その一例としては、図４に示すように交流励
磁機の界磁磁極８，８間に検出コイル９を設け、それに
誘起される脈動電圧の周波数成分が回転整流器の正常時
と故障時に各々異なるため、フィルタ回路によりその周
波数成分を判別することにより、回転整流器の故障を検
出する方法が提案されている（特公昭６１−１２４６９
号公報参照）。このような故障検出方法おいて、検出コ
イル９に誘起する電圧波形に含まれる周波数成分は、回
転整流器の正常時には交流励磁機の電機子電圧周波数の
６倍（三相全波整流方式）または３倍（三相半波整流方
式）の周波数が、また回転整流器の故障時にはその故障
モードにより交流励磁機の電機子電圧の周波数の１倍お
よび２倍の周波数成分が発生することから、この周波数
を図６に示すような特定の周波数ｆ１ のみ通過する特
性を持った能動フィルタ回路とすることにより、検出コ
イル９に誘起する電圧の周波数成分によって通過あるい
は遮断するようにして、回転整流器の故障を検出するよ
うにしている。
の方法でその故障を検出する方法が従来より種々検討さ
れている。その一例としては、図４に示すように交流励
磁機の界磁磁極８，８間に検出コイル９を設け、それに
誘起される脈動電圧の周波数成分が回転整流器の正常時
と故障時に各々異なるため、フィルタ回路によりその周
波数成分を判別することにより、回転整流器の故障を検
出する方法が提案されている（特公昭６１−１２４６９
号公報参照）。このような故障検出方法おいて、検出コ
イル９に誘起する電圧波形に含まれる周波数成分は、回
転整流器の正常時には交流励磁機の電機子電圧周波数の
６倍（三相全波整流方式）または３倍（三相半波整流方
式）の周波数が、また回転整流器の故障時にはその故障
モードにより交流励磁機の電機子電圧の周波数の１倍お
よび２倍の周波数成分が発生することから、この周波数
を図６に示すような特定の周波数ｆ１ のみ通過する特
性を持った能動フィルタ回路とすることにより、検出コ
イル９に誘起する電圧の周波数成分によって通過あるい
は遮断するようにして、回転整流器の故障を検出するよ
うにしている。
【０００５】図５はこのような能動フィルタ回路を用い
てブラシレス同期機の回転整流器の故障を検出する故障
検出装置のブロック構成図である。図５の故障検出装置
のブロック構成図において、９は検出コイル、１０はブ
ラシレス同期機の過渡状態により高い電圧が誘起された
とき能動フィルタに過大電圧が加わらないようにするた
めのリミッタ回路、１１は能動フィルタ回路であり、ブ
ラシレス同期機の定格回転数時の交流励磁機の電機子電
圧の周波数に対して、この能動フィルタ回路の特性を調
整している。１２は能動フィルタ回路１１の出力電圧と
内部に設けた設定値を比較し、その比較結果に基づき整
流器の故障信号を発生する比較回路、１３は比較回路１
２の出力が１レベルに達すると同時に継電器を動作させ
、接点出力を出すようにしたリレー回路である。１４は
ブラシレス同期機の定格回転時に１を出力する回転数リ
レーであり、１５はリレー回路１３と回転数リレー回路
１４の出力信号を入力とするＡＮＤ回路で定格回転数に
おいて動作するようにしている。
てブラシレス同期機の回転整流器の故障を検出する故障
検出装置のブロック構成図である。図５の故障検出装置
のブロック構成図において、９は検出コイル、１０はブ
ラシレス同期機の過渡状態により高い電圧が誘起された
とき能動フィルタに過大電圧が加わらないようにするた
めのリミッタ回路、１１は能動フィルタ回路であり、ブ
ラシレス同期機の定格回転数時の交流励磁機の電機子電
圧の周波数に対して、この能動フィルタ回路の特性を調
整している。１２は能動フィルタ回路１１の出力電圧と
内部に設けた設定値を比較し、その比較結果に基づき整
流器の故障信号を発生する比較回路、１３は比較回路１
２の出力が１レベルに達すると同時に継電器を動作させ
、接点出力を出すようにしたリレー回路である。１４は
ブラシレス同期機の定格回転時に１を出力する回転数リ
レーであり、１５はリレー回路１３と回転数リレー回路
１４の出力信号を入力とするＡＮＤ回路で定格回転数に
おいて動作するようにしている。
【０００６】このように構成された従来の回転整流器の
故障検出装置において、ブラシレス同期機が定格周波数
で一定に運転されているときは、検出コイル９の誘起電
圧は交流励磁機の電機子電圧の周波数に対して３倍ある
いは６倍の周波数が出力され、能動フィルタ回路１１は
その周波数成分の電圧は遮断特性を有するため、能動フ
ィルタ１１からは出力されず、当然比較回路１２、リレ
ー回路１３およびＡＮＤ回路１５からは出力されないた
め正常と判断する。検出コイル９の誘起電圧波形に交流
励磁機の電機子電圧の周波数の１倍の成分が含まれると
、能動フィルタ回路１１はその周波数に対しては高いゲ
インを有するため、その１倍の周波数成分をそのまま出
力し、その値は比較回路１２の内部比較レベルより高い
と比較回路が動作し、リレー回路１３も動作する。この
ようにブラシレス同期機の回転数が定格値にあれば、Ａ
ＮＤ回路１５の条件が揃うため故障信号が出力される。
故障検出装置において、ブラシレス同期機が定格周波数
で一定に運転されているときは、検出コイル９の誘起電
圧は交流励磁機の電機子電圧の周波数に対して３倍ある
いは６倍の周波数が出力され、能動フィルタ回路１１は
その周波数成分の電圧は遮断特性を有するため、能動フ
ィルタ１１からは出力されず、当然比較回路１２、リレ
ー回路１３およびＡＮＤ回路１５からは出力されないた
め正常と判断する。検出コイル９の誘起電圧波形に交流
励磁機の電機子電圧の周波数の１倍の成分が含まれると
、能動フィルタ回路１１はその周波数に対しては高いゲ
インを有するため、その１倍の周波数成分をそのまま出
力し、その値は比較回路１２の内部比較レベルより高い
と比較回路が動作し、リレー回路１３も動作する。この
ようにブラシレス同期機の回転数が定格値にあれば、Ａ
ＮＤ回路１５の条件が揃うため故障信号が出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ブラシレス
同期機の回転数が定格回転であれば問題ないが、始動時
等の場合回転数が定格値と異なり、交流励磁機の電機子
電圧の周波数は定格の周波数より低くなる。しかし整流
器の故障を検出する能動フィルタの周波数特性はある一
定の値に固定してあるため、検出コイルの誘起電圧の周
波数は交流励磁機の電機子電圧の周波数に比例して変化
する。従って、電機子電圧の周波数が低くなれば、整流
器は正常でも検出コイル９の誘起電圧周波数が正常にも
係わらず、回転整流器が故障であると誤検出してしまう
ので、回転数リレー回路１４がインターロック信号とし
て組み込んである。そのため、従来の故障検出装置では
一旦ブラシレス同期機の回転数を定格回転まで上げない
と故障が検出できない。
同期機の回転数が定格回転であれば問題ないが、始動時
等の場合回転数が定格値と異なり、交流励磁機の電機子
電圧の周波数は定格の周波数より低くなる。しかし整流
器の故障を検出する能動フィルタの周波数特性はある一
定の値に固定してあるため、検出コイルの誘起電圧の周
波数は交流励磁機の電機子電圧の周波数に比例して変化
する。従って、電機子電圧の周波数が低くなれば、整流
器は正常でも検出コイル９の誘起電圧周波数が正常にも
係わらず、回転整流器が故障であると誤検出してしまう
ので、回転数リレー回路１４がインターロック信号とし
て組み込んである。そのため、従来の故障検出装置では
一旦ブラシレス同期機の回転数を定格回転まで上げない
と故障が検出できない。
【０００８】また、最近ブラシレス同期機は比較的小容
量のものにまで採用されてきており、その回転数も常に
一定回転数で運転されるとは限らなく、船舶等の主機で
駆動される発電機の用途においては５０％以上の回転変
動がある。このような用途でのブラシレス同期機には従
来方式の整流器故障検出装置は使用できない等の問題が
あった。
量のものにまで採用されてきており、その回転数も常に
一定回転数で運転されるとは限らなく、船舶等の主機で
駆動される発電機の用途においては５０％以上の回転変
動がある。このような用途でのブラシレス同期機には従
来方式の整流器故障検出装置は使用できない等の問題が
あった。
【０００９】本発明は、上記問題を解消するためになさ
れたもので、その目的はブラシレス同期機の回転範囲が
広い場合においても、確実に回転整流器の故障を検出す
ることのできる回転整流器故障検出装置を提供すること
にある。 ［発明の構成］
れたもので、その目的はブラシレス同期機の回転範囲が
広い場合においても、確実に回転整流器の故障を検出す
ることのできる回転整流器故障検出装置を提供すること
にある。 ［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、回転界磁形の主同期機と回転電
機子形の交流励磁機とを同一軸上に設け、交流励磁機の
出力を同一軸上に設けた整流器にて直流に変換し、主同
期機の界磁を励磁するブラシレス同期機において、前記
交流励磁機の界磁磁極間に横軸磁極と鎖交するように設
けた検出コイルと、前記ブラシレス同期機の回転数を検
出する回転数検出回路と、前記検出コイルに誘起する電
圧波形の周波数のうち交流励磁機の周波数成分は通過さ
せ，それ以上の周波数成分は遮断する特性をもち，かつ
前記回転数検出回路の出力信号でその周波数特性が制御
される電圧同調形能動フィルタ回路と、前記電圧同調形
能動フィルタ回路の出力電圧と設定値とを比較する比較
回路と、前記比較回路の結果に基づき整流器の故障を検
出するようにしたことを特徴とするものである。
に、本発明においては、回転界磁形の主同期機と回転電
機子形の交流励磁機とを同一軸上に設け、交流励磁機の
出力を同一軸上に設けた整流器にて直流に変換し、主同
期機の界磁を励磁するブラシレス同期機において、前記
交流励磁機の界磁磁極間に横軸磁極と鎖交するように設
けた検出コイルと、前記ブラシレス同期機の回転数を検
出する回転数検出回路と、前記検出コイルに誘起する電
圧波形の周波数のうち交流励磁機の周波数成分は通過さ
せ，それ以上の周波数成分は遮断する特性をもち，かつ
前記回転数検出回路の出力信号でその周波数特性が制御
される電圧同調形能動フィルタ回路と、前記電圧同調形
能動フィルタ回路の出力電圧と設定値とを比較する比較
回路と、前記比較回路の結果に基づき整流器の故障を検
出するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】本発明においては、検出コイルに誘起する電圧
波形の周波数成分を判別して整流器の故障を検出する能
動フィルタ回路をブラシレス同期機の回転数を検出し、
その回転数信号でその周波数特性が制御される電圧同調
形能動フィルタ回路にすることにより回転数の変動する
ブラシレス同期機の回転整流器の故障を検出することが
できる。
波形の周波数成分を判別して整流器の故障を検出する能
動フィルタ回路をブラシレス同期機の回転数を検出し、
その回転数信号でその周波数特性が制御される電圧同調
形能動フィルタ回路にすることにより回転数の変動する
ブラシレス同期機の回転整流器の故障を検出することが
できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のブロック構成図である。 図１において、９は検出コイル、１０はブラシレス同期
機の過渡状態により高い電圧が誘起されたとき能動フィ
ルタに過大電圧が加わらないようにするためのリミッタ
回路、１２は能動フィルタ回路１１の出力電圧と内部に
設けた設定値を比較し、その比較結果に基づき整流器の
故障信号を発生する比較回路、１３は比較回路１２の出
力が１レベルに達すると同時に継電器を動作させ、接点
出力を出すようにしたリレー回路である。１６はブラシ
レス同期機の回転数を直流電圧に変換する回転数−電圧
変換回路、１７は回転数−電圧変換回路の出力信号で制
御される電圧同調形能動フィルタであり、またこの種の
電圧同調形能動フィルタは公知であるので、その詳細な
説明は省略する。
る。図１は本発明の一実施例のブロック構成図である。 図１において、９は検出コイル、１０はブラシレス同期
機の過渡状態により高い電圧が誘起されたとき能動フィ
ルタに過大電圧が加わらないようにするためのリミッタ
回路、１２は能動フィルタ回路１１の出力電圧と内部に
設けた設定値を比較し、その比較結果に基づき整流器の
故障信号を発生する比較回路、１３は比較回路１２の出
力が１レベルに達すると同時に継電器を動作させ、接点
出力を出すようにしたリレー回路である。１６はブラシ
レス同期機の回転数を直流電圧に変換する回転数−電圧
変換回路、１７は回転数−電圧変換回路の出力信号で制
御される電圧同調形能動フィルタであり、またこの種の
電圧同調形能動フィルタは公知であるので、その詳細な
説明は省略する。
【００１３】ところで、検出コイル９に誘起する電圧波
形は前記したように回転整流器の状態により変化する。 すなわち、回転整流器が正常な場合の検出コイル９に誘
起する電圧波形は、回転整流器の構成によるが、交流励
磁機の電機子電圧の周波数の６倍または３倍の周波数が
、また回転整流器の故障時には交流励磁機の電機子電圧
の１倍の周波数成分の電圧が発生する。この検出コイル
９に誘起する電圧の周波数成分を能動フィルタ回路によ
り判別し、整流器の故障を判別する原理は従来と変わら
ないが、本実施例ではこの能動フィルタに電圧同調形能
動フィルタ１７を用いているので、ブラシレス同期機の
回転数に比例した電圧信号を回転数−電圧変換回路の出
力より得ることで、能動フィルタの特性を図２に示す如
く回転数に応じた周波数特性にすることができる。
形は前記したように回転整流器の状態により変化する。 すなわち、回転整流器が正常な場合の検出コイル９に誘
起する電圧波形は、回転整流器の構成によるが、交流励
磁機の電機子電圧の周波数の６倍または３倍の周波数が
、また回転整流器の故障時には交流励磁機の電機子電圧
の１倍の周波数成分の電圧が発生する。この検出コイル
９に誘起する電圧の周波数成分を能動フィルタ回路によ
り判別し、整流器の故障を判別する原理は従来と変わら
ないが、本実施例ではこの能動フィルタに電圧同調形能
動フィルタ１７を用いているので、ブラシレス同期機の
回転数に比例した電圧信号を回転数−電圧変換回路の出
力より得ることで、能動フィルタの特性を図２に示す如
く回転数に応じた周波数特性にすることができる。
【００１４】したがって、ブラシレス同期機のいかなる
回転数においても交流励磁機の電機子電圧の周波数と等
しい通過周波数特性を能動フィルタ回路にもたせること
ができる。すなわち、検出コイル９により検出された誘
起電圧はリミッタ回路１０を介して電圧制御形能動フィ
ルタ１７に入力される。電圧制御形能動フィルタ１７は
、ブラシレス同期機の回転数を回転数−電圧変換回路１
６により検出された信号によりその通過する周波数特性
が決定される。したがって、もし回転整流器が１素子短
絡故障した場合、検出コイル９の誘起電圧の周波数は交
流励磁機の電機子電圧周波数であり、電圧同調形能動フ
ィルタ１７の周波数特性も交流励磁機の電機子電圧周波
数を通過する特性になっているため、検出信号はそのま
ま通過し、比較回路１２、リレー回路１３を介して回転
整流器の故障を検出することができる。以上の説明は、
ブラシレス同期機の回転整流器を三相全波回路について
行ったが、三相半波回路でも本発明がそのまま適用でき
るもちろんである。
回転数においても交流励磁機の電機子電圧の周波数と等
しい通過周波数特性を能動フィルタ回路にもたせること
ができる。すなわち、検出コイル９により検出された誘
起電圧はリミッタ回路１０を介して電圧制御形能動フィ
ルタ１７に入力される。電圧制御形能動フィルタ１７は
、ブラシレス同期機の回転数を回転数−電圧変換回路１
６により検出された信号によりその通過する周波数特性
が決定される。したがって、もし回転整流器が１素子短
絡故障した場合、検出コイル９の誘起電圧の周波数は交
流励磁機の電機子電圧周波数であり、電圧同調形能動フ
ィルタ１７の周波数特性も交流励磁機の電機子電圧周波
数を通過する特性になっているため、検出信号はそのま
ま通過し、比較回路１２、リレー回路１３を介して回転
整流器の故障を検出することができる。以上の説明は、
ブラシレス同期機の回転整流器を三相全波回路について
行ったが、三相半波回路でも本発明がそのまま適用でき
るもちろんである。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればブ
ラシレス同期機の回転数に関係なく回転整流器の故障を
正確に検出することが可能な回転整流器故障検出装置を
提供することができる。
ラシレス同期機の回転数に関係なく回転整流器の故障を
正確に検出することが可能な回転整流器故障検出装置を
提供することができる。
【図１】本発明の一実施例のブロック構成図。
【図２】本発明の整流器故障検出装置に使用される電圧
同調形能動フィルタの周波数特性図。
同調形能動フィルタの周波数特性図。
【図３】ブラシレス同期機の励磁回路図。
【図４】回転整流器故障検出装置用に検出コイルを設け
る場合の構成図。
る場合の構成図。
【図５】従来の回転整流器の故障検出装置のブロック構
成図。
成図。
【図６】従来の回転整流器故障検出装置に使用のフィル
タ回路の周波数特性図。
タ回路の周波数特性図。
１…主同期機の電機子巻線、２…主同期機の界磁巻線、
３…回転整流器、４…交流励磁機の電機子巻線、５…交
流励磁機の界磁巻線、６…回転軸、８…交流励磁機の界
磁磁極、９…検出コイル、１０…リミッタ回路、１２…
比較回路、１３…リレー回路、１６…回転数−電圧変換
回路、１７…電圧同調形能動フィルタ。
３…回転整流器、４…交流励磁機の電機子巻線、５…交
流励磁機の界磁巻線、６…回転軸、８…交流励磁機の界
磁磁極、９…検出コイル、１０…リミッタ回路、１２…
比較回路、１３…リレー回路、１６…回転数−電圧変換
回路、１７…電圧同調形能動フィルタ。
Claims (1)
- 【請求項１】 回転界磁形の主同期機と回転電機子形
の交流励磁機とを同一軸上に設け、交流励磁機の出力を
同一軸上に設けた整流器にて直流に変換し、主同期機の
界磁を励磁するブラシレス同期機において、前記交流励
磁機の界磁磁極間に横軸磁極と鎖交するように設けた検
出コイルと、前記ブラシレス同期機の回転数を検出する
回転数検出回路と、前記検出コイルに誘起する電圧波形
の周波数のうち交流励磁機の周波数成分は通過させ，そ
れ以上の周波数成分は遮断する特性をもち，かつ前記回
転数検出回路の出力信号でその周波数特性が制御される
電圧同調形能動フィルタ回路と、前記電圧同調形能動フ
ィルタ回路の出力電圧と設定値とを比較する比較回路と
、前記比較回路の結果に基づき整流器の故障を検出する
ようにしたことを特徴とするブラシレス同期機の整流器
故障検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044966A JPH0681461B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ブラシレス同期機の整流器故障検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044966A JPH0681461B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ブラシレス同期機の整流器故障検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285457A true JPH04285457A (ja) | 1992-10-09 |
| JPH0681461B2 JPH0681461B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=12706223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044966A Expired - Fee Related JPH0681461B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ブラシレス同期機の整流器故障検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681461B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3044966A patent/JPH0681461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681461B2 (ja) | 1994-10-12 |
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