JPH057926B2 - - Google Patents

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JPH057926B2
JPH057926B2 JP60500126A JP50012684A JPH057926B2 JP H057926 B2 JPH057926 B2 JP H057926B2 JP 60500126 A JP60500126 A JP 60500126A JP 50012684 A JP50012684 A JP 50012684A JP H057926 B2 JPH057926 B2 JP H057926B2
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JP
Japan
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exciter
synchronous generator
current
output
signal
Prior art date
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JP60500126A
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English (en)
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JPS61500765A (ja
Inventor
Teimoshii Efu Gurenon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sundstrand Corp
Original Assignee
Sundstrand Corp
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Publication date
Application filed by Sundstrand Corp filed Critical Sundstrand Corp
Publication of JPS61500765A publication Critical patent/JPS61500765A/ja
Publication of JPH057926B2 publication Critical patent/JPH057926B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/06Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
    • H02H7/065Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors against excitation faults

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

請求の範囲 1 励磁機固定界磁巻線と、この励磁機固定界磁
巻線へ電流を供給する回路と、励磁機電機子、こ
の励磁機電機子に接続された回転整流ユニツト、
およびこの回転整流ユニツトに接続された主界磁
巻線を有する回転子と、前記主界磁巻線に結合さ
れた同期発電機出力が発生される固定子巻線とを
備えたブラシレス同期発電機において、 前記同期発電機の運転状態から出力力率に応答
し、予測される励磁機界磁電流を表わす信号を発
生する手段と、 実際の励磁機界磁電流を測定してこれを表わす
信号を発生する手段と、 前記予測される励磁機界磁電流信号と前記実際
の励磁機界磁電流信号とを比較する手段と、 この比較手段に応答し、回転整流ユニツトの故
障を示す手段と、 を含む回転整流ユニツトの故障検出装置。 2 励磁機固定界磁巻線と、この励磁機固定界磁
巻線へ電流を供給する回路と、励磁機電機子、こ
の励磁機電機子に接続された回転整流ユニツト、
およびこの回転整流ユニツトに接続された主界磁
巻線を有する回転子と、前記主界磁巻線に結合さ
れた同期発電機出力が発生される固定子巻線とを
備えたブラシレス同期発電機において、 前記同期発電機の出力電流、出力電圧および出
力電力を測定すること、 同期発電機運転状態を測定すること、 前記出力電流および前記出力電圧のための予測
される励磁機界磁電流を求め、出力力率を求め、
且つ前記出力力率のための前記予測される励磁機
界磁電流を変更することにより、前記同期発電機
の出力および運転状態のための前記予測される励
磁機界磁電流を求めること、 実際の励磁機界磁電流を測定すること、そして 前記予測される励磁機界磁電流を前記実際の励
磁機界磁電流と比較すること、 を含む回転整流ユニツトの故障検出方法。
【産業上の利用分野】
この発明は、ブラシレス同期発電機の励磁機の
回転整流ユニツトに発生した故障を検出するため
の装置および方法に関するものである。
【従来の技術】
代表的なブラシレス同期発電機は、回転電機の
固定子の一部である励磁機固定界磁巻線を有して
いる。同期発電機の回転子は、交流出力が発生さ
れる励磁機電機子を含む。回転子の一部である回
転整流ユニツトは、励磁機電機子と接続されてお
りかつ主界磁巻線のための直流励磁を供給する。
同期発電機出力は、固定子巻線に発生される。励
磁機固定界磁巻線は電圧調整用トランジスタを介
して直流電源と接続されている。電圧調整器は、
同期発電機の出力電圧に従つて電圧調整用トラン
ジスタへパルス幅被変調ドライブ信号を供給す
る。
【発明が解決しようとする課題】
回転整流ユニツト中のダイオードが故障すると
電圧調整器に誤動作を起こさせて系統を損傷する
ので、この損傷を避けるには故障したダイオード
を検出しなければならない。従来の回路は、例え
ば、界磁巻線に流れるリプル電流の周波数および
振幅に応答した[カルフイー(Calfee)等の米国
特許第3210603号およびハイバリエン
(Hyvarinen)の米国特許第3534228号]か、或は
励磁機界磁電圧を差動保護系統における同期発電
機電機子電流および電圧のベクトル和と比較した
[サウス(South)の米国特許第3705331号]。
【課題を解決するための手段】
この発明は、同期発電機の運転状態から出力力
率に応答し、予測される励磁機界磁電流を表わす
信号を発生する手段と、実際の励磁機界磁電流を
測定してこれを表わす信号を発生する手段と、前
記予測される励磁機界磁電流信号と前記実際の励
磁機界磁電流信号とを比較する手段と、この比較
手段に応答し、回転整流ユニツトの故障を示す手
段とを備えたものである。
【作用】
この発明では、同期発電機の出力電流、出力電
圧および出力電力並びに運転状態を測定し、前記
出力電流および前記力電圧のための予測される励
磁機界磁電流および出力力率を求め且つ前記出力
力率のための前記予測される励磁機界磁電流を変
更することにより前記同期発電機の出力および運
転状態のための前記予測される励磁機界磁電流を
求め、実際の励磁機界磁電流を測定し、そして前
記予測される励磁機界磁電流を前記実際の励磁機
界磁電流と比較して回転整流ユニツトが故障した
かどうかを検出する。
【図面の簡単な説明】
第1図は整流器故障検出装置が使用される系統
を例示するブラシレス同期発電機のブロツク図で
あり、 第2図は同期発電機およびマイクロコンピユー
タを例示する概略図であり、 第3図はこの発明の望ましい実施例の流れ図で
あり、 第4図は同期発電機出力(KVA)および力率
1の関数として予測された励磁機界磁電流のグラ
フ図、 第5図は1より小さい力率に対して予測された
励磁機界磁電流の調整値のグラフ図、 第6図は同期発電機温度に対して予測された励
磁機界磁電流の調整値のグラフ図、 第7図はこの発明の簡略化された実施例の流れ
図である。
【実施例】
この発明の他の特色は、明細書および図面から
容易に明らかとなるだろう。 第1図にブロツク図で示すブラシレス同期発電
機系統は、固定界磁巻線10を有する励磁機を備
える。回転電機の回転子は、原動機(図示しな
い)によつて駆動されかつ励磁機電機子巻線11
を含む。この電機子巻線11には交流電圧、代表
的な例では3相交流電圧が発生される。回転整流
ユニツト12は、電機子巻線11と接続されかつ
直流電流を同期発電機主界磁巻線13へ供給す
る。回転整流ユニツト12は、その代表的な例で
は6個の半導体ダイオードを使つた3相全波整流
器である。同期発電機出力は固定子14に発生さ
れ、3相電力を負荷(図示しない)に供給する。
励磁機界磁用電力は、図示の系統では、永久磁石
発電機(PMG)の固定子巻線15に発生される。
PMGは、機械的には主機回転子の一部である永
久磁石(図示しない)を有する。PMGの3相出
力端子は3相全波整流器16と接続されている。
この3相全波整流器16は直流電力をパルス幅被
変調増幅器17へ供給する。このパルス幅被変調
増幅器17は励磁機の固定界磁巻線10への電流
を制御する。電圧調整器19は、主機の出力電圧
および電流に応答して適切なドライブ信号をパル
ス幅被変調増幅器17へ供給する。 第2図の同期発電機25は、負荷(図示しな
い)へ供給される3相出力A、B、Cを有する。
変流機26A,26B,26Cは3つの相電流
IA、IB、ICを測定する。励磁機の固定界磁巻線1
0への実際の電流IFは、界磁電流増幅用トランジ
スタ28と直列の抵抗27の両端間の電圧によつ
て測定される。低域フイルタ29はパルス周波数
を除去する。 冷却用油は同期発電機25を流れる。入側温度
および出側温度は熱センサ30,31によつて測
定される。相電流、相電圧VA、VB、VC励磁機の
固定界磁巻線電流IFおよび冷却用油温度信号TIN
TOUTは、アナログ信号マルチプレクサ34によ
つて周期的にサンプリングされる。これら信号は
一度に1つづつアナログ/デジタル信号変換器
(A/D)35へ供給され、デジタル信号はプロ
グラム内蔵式マイクロコンピユータ36へ供給さ
れる。このマイクロコンピユータ36は、例え
ば、制御ユニツト(図示しない)の一部でありか
つ同期発電機25の制御および運転中多数の機能
のうちの1つの機能として回転整流ユニツト12
の故障を検出する。 マイクロコンピユータ36は、同期発電機出力
および運転状態に従つて予測された励磁機固定界
磁巻線電流を計算する。この予測された界磁電流
は実際の界磁電流と比較される。もし実際の界磁
電流が予測される界磁電流を過剰な量だけ超える
ならば、回転整流ユニツト12中のダイオードが
短絡したことが知らされる。この故障は、オペレ
ータや係員に警報の形態で知らされ得るか、或は
制御ユニツトをして同期発電機25の運転を終わ
らせ得る。 回転整流ユニツト12の故障検出に関するプロ
グラム内蔵式マイクロコンピユータ36の動作
を、第3図の機能図について説明しよう。3つの
相電流IA、IBCは乗算ブロツク40,41,42
においてそれぞれ相電圧VA、VB、VCと乗算され
る。各乗算ブロツク40,41,42の出力は各
相毎に負荷へ供給されたボルト・アンペアであ
る。3つのボルト・アンペア信号は加算ブロツク
43において組み合わされ、同期発電機25の総
ボルト・アンペア出力を表わす信号KVAとなる。
この信号KVAは関数ブロツク44へ供給され、
この関数ブロツク44は励磁機界磁電流を表わす
出力信号を発生する。関数ブロツク44における
伝達関数は第4図にもつと詳しく示されている。
すなわち、第4図において励磁機界磁電流は、力
率1.0および運転温度38℃(100〓)に対する
KVA負荷の関数として描かれる。 同期発電機25のKVA出力を表わす信号は除
算ブロツク45にも供給され、ここで同期発電機
25から供給された実電力(キロワツト)を
KVA出力で除して負荷力率PFを求める。関数ブ
ロツク44からの予測された界磁電流信号および
除算ブロツク45からの負荷力率PFは関数ブロ
ツク46において組み合わされ、第5図に例示し
た関数に応じて力率補償された励磁機界磁電流を
表わす出力となる。1.0よりも小さい負荷力率で
は、予測された励磁機界磁電流は関数ブロツク4
4において生じられた界磁電流よりも大きい。 冷却用油の出側温度および入側温度を表わす信
号TOUTおよびTINは、減算ブロツク48に供給さ
れる。その差はブロツク49において2で除算さ
れ、その商にはブロツク50で上述の入側温度信
号TINが加算されて同期発電機25の平均温度を
表わす信号となる。関数ブロツク46の出力およ
び発電機温度信号は関数ブロツク52に供給さ
れ、ここで第6図に例示した関係に従い温度補償
した信号が発生される。この結果得られる計算さ
れた、すなわち予測された界磁電流信号は合計器
53において実際の界磁電流信号から減算され
る。その差と基準信号すなわち閾値信号とはコン
パレータ54へ供給される。もし差が基準信号を
超えるなら、回転整流ユニツトが故障したと知ら
される。警報が与えられるか、或は所望通り同期
発電機25が停止される。 この発明の簡単化された実施例が第7図に示さ
れている。3つの相電流IA、IB、ICを表わす信号
は、例えば、最大の相電流を選択するか或は相電
流の平均を求め得る検出器ブロツク60に供給さ
れる。同期発電機電流を表わす信号IALTは関数ブ
ロツク61へ供給され、ここで同期発電機出力の
ために必要な予測された界磁電流を表わす信号を
発生する。予測された界磁電流信号は合計ブロツ
ク62において実際の界磁電流信号から減算され
る。その差と閾値信号すなわち基準信号とはコン
パレータ63へ供給される。ここでも、もし実際
の界磁電流信号が予測された界磁電流信号を選択
した量以上超えるならば、回転整流ユニツトが故
障したと知らされる。
【発明の効果】
この発明では、回転整流ユニツト中のダイオー
ドが故障したことを検出すると、系統を停止させ
てその損傷を避けられるという効果がある。
JP60500126A 1983-12-19 1984-12-14 回転整流ユニットの故障検出装置および方法 Granted JPS61500765A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US563257 1983-12-19
US06/563,257 US4595965A (en) 1983-12-19 1983-12-19 Apparatus and method for detecting a rotating rectifier fault

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61500765A JPS61500765A (ja) 1986-04-17
JPH057926B2 true JPH057926B2 (ja) 1993-01-29

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ID=24249766

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JP60500126A Granted JPS61500765A (ja) 1983-12-19 1984-12-14 回転整流ユニットの故障検出装置および方法

Country Status (8)

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US (1) US4595965A (ja)
EP (1) EP0165310B1 (ja)
JP (1) JPS61500765A (ja)
CA (1) CA1221412A (ja)
DE (1) DE3481150D1 (ja)
IL (1) IL73572A (ja)
IT (1) IT1178298B (ja)
WO (1) WO1985002948A1 (ja)

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