JPS60106400A - Rotary rectifier defect mode detector for brushless ac generator - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve performance by discriminating a defective state by comparing the ratio of the AC output voltage to the excitation current of an AC exciter with the predetermined set value, thereby continuing the operation as long as possible. CONSTITUTION:A divider 14 calculates the ratio alphaX of an output voltage V0 to the exciting current I1. Comparators 14A-14D compare the ratio alphaX calculated by the divider 14 with the set values alphaX1, alphaX2, alphaX3, alphaX4 determined in response to the defect mode to discriminate which mode is defective, and output to light emitting diodes 17A-17D and relays 18A-18D. Thus, the operation is stopped when the specific mode is defecive. Thus, the operation is continued as long as possible.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ブラシレス交流発・電機における回転整流器
の故障モードを検出する検出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a detection device for detecting a failure mode of a rotary rectifier in a brushless alternating current generator/electric machine.

〔従来技術と問題点〕[Prior art and problems]

従来、大容量タービン発心機や航空機用の交流発′ｌｔ
機などのように、ブラシの摩耗や整流子の火花が問題に
なる分野で使用される発％ｖ［としてはブランレス交流
発電機が用いられている。Conventionally, AC generators for large-capacity turbine engines and aircraft
Blanless alternating current generators are used in fields where brush wear and commutator sparks are a problem, such as motors.

第１図はこのブラシレス交流発電機の構成を示す回路図
であって、交流励磁機電機子１．６個の整流器から成る
回転整流器２１発電励磁機界磁巻線３を備えた回転部４
は水草やタービンなどの原動様によって回転され、す・
［リスタ整流器５から交流励磁機界磁巻線６に与えられ
た直流励磁電流工、によって交流励磁機・厄（晟子１の
巻線に３相交流電圧が誘起される。この３相父流’ＩＩ
”：圧は回転整流器２によって整６ｊＴｈされて冗電機
界（臓巻線３の界磁′−流工２として供給される。これ
によって、発「に愼電慎子７には３相交流成圧■。が、
引起されて出力される。そして、この３相交流出力δ圧
■ｏはトランス８を介して整流器９に４かれ、ここにお
いて直流電圧■。′に変換された後、比＋１佼ｉニー３
１０において１攬圧設定器１１で設定された茫準屯圧Ｖ
ＯＯと比Ｉ咬される。この比ｖ２動作により、電圧Ｋ　
Ｊｅ器［２によってサイリスタ整流器５から交流励磁機
界磁巻線６に与える直流励磁工、が調整され、３相父流
出カ或圧Ｖｏが基準電圧Ｖ。Ｏに対応する電圧値となる
ように制御される。この場合、サイリスタ整流器５には
電源トランス１３を介して３相交流電圧が供給される。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of this brushless alternator, in which an AC exciter armature, a rotary rectifier 21 consisting of 1.6 rectifiers, and a rotating part 4 equipped with a generator-exciter field winding 3.
is rotated by a driving force such as aquatic plants or a turbine.
[Three-phase AC voltage is induced in the winding of the AC exciter 1 by the DC excitation current applied from the Lister rectifier 5 to the AC exciter field winding 6. 'II
The pressure is adjusted by the rotary rectifier 2 and supplied as the redundant electric field (the field of the internal winding 3).As a result, the redundant electric machine field (the field of the internal winding 3) is supplied as the redundant electric machine field (the field of the internal winding 3). ■.But,
It is triggered and output. Then, this three-phase AC output δ voltage ■o is passed through a transformer 8 to a rectifier 9, where it becomes a DC voltage ■. ′, ratio +1 佽i knee 3
10, the standard pressure V set by the pressure setting device 11
OO and I bite. Due to this ratio v2 operation, the voltage K
The DC excitation voltage applied from the thyristor rectifier 5 to the AC exciter field winding 6 is adjusted by the Je device [2, and the three-phase main outflow voltage Vo becomes the reference voltage V. It is controlled to have a voltage value corresponding to O. In this case, three-phase AC voltage is supplied to the thyristor rectifier 5 via the power transformer 13.

ところで、このような構成のブラシレス交流発電機にお
いては、回転整流器２の整流器が故障すると正常な運転
を継続し得なくなることもあるが、故障状態によっては
正常な運転を継続し得る場合もある。例えば、６個の整
流器のうち１つが開放（オープン）となったり、直列の
整流子の２個が開放になったりする故障の場合である。By the way, in a brushless alternator having such a configuration, if the rectifier of the rotary rectifier 2 fails, it may not be able to continue normal operation, but depending on the failure state, it may be able to continue normal operation. For example, in the case of a failure where one of six rectifiers becomes open, or two commutators in series become open.

しかしながら、従来においてはこのような故障状態にお
いても回転整流器故障検出装置によって運転を停止させ
るようにしていたため、発電システムの稼動率が低下し
てしまうという問題点が生じていた。However, in the past, even in such a failure state, the rotary rectifier failure detection device was used to stop operation, resulting in a problem that the operating rate of the power generation system decreased.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述のような問題点を解決するためになされた
もので、その目的は正常な運転状態を継続し得る故障状
態を判別して可能な限り運転を継続して稼動率を向上さ
せることができるようにしたブラシレス父泥発′也様の
回転贅流器故１邦モード検出装置を提供することにある
。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to identify failure states that allow normal operation to continue, and to continue operation as much as possible to improve the operating rate. It is an object of the present invention to provide a brushless rotary flow device mode detection device that can perform the following functions.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は交流励磁機の励磁′−流に対する父θ１Ｌ出力
′薩圧の比率が故障状態によって変化することに脇目し
、この比率を・炭山して予めデピめた設定値と比較する
ことにより、どのようなモード（状態）の故障が発生し
ているかを判別し、この判別結果により％’Ｍのモード
の故障が発生しているときのみ運転を中止させるように
構成したものである。The present invention pays attention to the fact that the ratio of the output pressure to the excitation current of the AC exciter changes depending on the failure state, and compares this ratio with a predetermined set value. It is configured to determine what mode (state) of failure has occurred, and to stop operation only when a failure in %'M mode has occurred based on the determination result.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples.

最初に本発明の原理について説明する。First, the principle of the present invention will be explained.

第２図は、交流励磁機の励磁電流工、と発電機出力電圧
■ｏとの関係を表す第１図の構成の等価回路であって、
回転部４０回転斂をＮ５発電励磁機界磁巻線３の界磁電
流を工２．α１．α２を定数とすると、工、＝α、工、
ＸＮ　・・・・・・・・（１）Ｖｏ＝＝　ａ、工、　Ｘ
　Ｎ　・・−・・（２）の関係で表される。FIG. 2 is an equivalent circuit of the configuration shown in FIG. 1 showing the relationship between the excitation current of the AC exciter and the generator output voltage o,
2. Adjust the field current of the N5 generator-exciter field winding 3 by rotating the rotary part 40. α1. If α2 is a constant, then k, = α, k,
XN ・・・・・・・・・(1) Vo== a, Eng, X
N...--It is expressed by the relationship (2).

従って、発電機出力′電圧■。は ■ｏ＝α□α、工、×Ｎ（αエエ、×Ｎ２　・・・・・
・・・・（３）で表すことができる。Therefore, the generator output ′voltage■. ■ o = α □ α, × N (α ee, × N2 ...
...It can be expressed as (3).

ここで、出力・電圧■。は［ネ：圧調整器１２で一定に
なるように制初１する必要があるため、−だ値と考える
ことができ、また回転数Ｎは一定に保持されるため、７
ｒｊ　（３）式における係数α工は、■０ αＸ”Ｉ、ＸＮ２ となる。Here, output/voltage■. can be considered to be a negative value because it is necessary to control the pressure regulator 12 so that it is constant, and since the rotation speed N is kept constant, 7
rj The coefficient α in equation (3) is: ■0 αX”I,XN2.

従って、この係数α工の変化を検出することにより、回
４伝ψ≦流器同の整流子の故障状態を−ｉ′１」別する
ことができる。この場合、励磁１↓が流工、は負倒ｊ状
態によって＆動するため、無負術部に判別すれは簡単な
Ｈ１成で実現できる。Therefore, by detecting the change in the coefficient α, it is possible to distinguish the failure state of the commutator in which the current flow ψ≦the commutator is −i′1. In this case, since the excitation 1↓ is negative and the negative j state is changed, it is possible to determine whether the excitation 1↓ is negative or non-negative by a simple H1 configuration.

第３図はこのような原理に恭つ〈本発明の一実延例を示
すブロック図である。同図において、第１図と同一７％
分は同一記号で表しているが、前述の係数α　、すなわ
ち励磁電流工、に対する出力電圧Ｖ。の比率α工を算出
する除算器１４、この除算器１４で算出された比率α工
と故障モードに応じて定められた設定値αＸｌｌαＸ２
１αＸ３１ａＸ４とを比較していずれのモードの故障が
発生しているかを判別する比較器１４　Ａ〜１４Ｄ１設
定領αＸＩ−叫、を設定する設定器１５Ａ〜１５Ｄ、チ
ェックスイッチ１６がオンの時に各比較器１４　Ａ〜１
．４　Ｄの判別出力を送出し、発光ダイオード１７　Ａ
　−１７Ｄおヨｏ−ＩＪ　ｖ−１８Ａ−１８Ｄを、駆動
するアンドケート１９　Ａ〜１９　Ｄが新たに設けられ
ている。FIG. 3 is a block diagram showing an example of the implementation of the present invention based on this principle. In the same figure, the same 7% as in Figure 1
The output voltage V for the coefficient α, that is, the excitation current factor, is expressed by the same symbol. A divider 14 that calculates the ratio α of
1αX31aX4 to determine which mode of failure has occurred, setters 15A to 15D to set the setting range αXI-1, and each comparator when the check switch 16 is on. 14 A~1
．． Send out the discrimination output of 4D, and light emitting diode 17A
-17D and o-IJ v-18A-18D are newly provided with Andcates 19A to 19D.

ここで、設定値αｘ１〜αｘ４は次の第１表に示すよう
な６種類の故障モードを想定し、 αＸｌ−１１、αｘ２＝１．３、αＸ３　＝　１．７５
、αＸ４　＝２．５に設定されている。Here, the set values αx1 to αx4 assume six types of failure modes as shown in Table 1 below, αXl-11, αx2 = 1.3, αX3 = 1.75
, αX4 = 2.5.

そして、比較器１４Ａはαエ　が「１２」以上で故障モ
ード１の故障が生じたことを示す判別出力を送出し、同
様に比較器１４　Ｂ〜１４Ｄはα工がｒｌ、３Ｊ。Then, the comparator 14A sends out a determination output indicating that a failure of failure mode 1 has occurred when αe is "12" or more, and similarly, the comparators 14B to 14D have αe rl and 3J.

ｒｌ、７５Ｊ　、ｒ２．５Ｊ以上で故障モード２および
３．４および５，６の故障が生じたことを示す判別出力
をそれぞれ送出するように構成されている。rl, 75J, r2.5J or more, respectively, are configured to send determination outputs indicating that failure modes 2, 3.4, and 5, 6 have occurred.

また、リレー１８Ａ〜１８　Ｄの接点出力によって故障
そ−ド１〜３の故障の場合には運転を継続し、故障モー
ド４〜６の故障の相合には運転を停止するように構成さ
れている。In addition, the relays 18A to 18D are configured to continue operating in the event of a failure in failure modes 1 to 3, and to stop operation in the event of a failure in failure modes 4 to 6, depending on the contact outputs of the relays 18A to 18D. .

なお、第１表に示す電圧比央は全整流素子が正常な時の
出力電圧■０　に対する各故障モードにおける出力電圧
■エ　の比率を示すものである。Incidentally, the voltage ratio shown in Table 1 indicates the ratio of the output voltage ■E in each failure mode to the output voltage ■0 when all rectifying elements are normal.

従って、このような構成ではα工が１．３以上に達した
時に、のみ運転が停止される。すなわち、出力電圧■。Therefore, in such a configuration, operation is stopped only when α-work reaches 1.3 or more. In other words, the output voltage■.

が正常１ｉ１７の５０係以下に低下した時にのみ運転が
停止され、５０係ｕ上の３局合には運転が継続される。The operation is stopped only when the ratio drops to below the 50 ratio of normal 1i17, and the operation is continued in the 3rd stage above the 50 ratio u.

そして、いずれの−１１ＬＩＸやモードがづ６牛してい
るかが発光ダイオード１７Ａ〜１７Ｔｌの点灯によって
表示される。Then, which -11LIX or mode is active is displayed by lighting the light emitting diodes 17A to 17Tl.

〔効果〕〔effect〕

以上説明したように本発明は、交ｖ１シ励研１かの励磁
耐流に対する交ｒン（ｔ、出力′直圧の比めが故μ・覧
・状りしによって変化することに分子目し、この比−七
を）９ミ出して予めＷめた設定値と比Ｉ咬するこ乏に才
り、どのようなモード（状ｉ／７．”、　）の成；５δ
か冗生じているかを判別し、この判別結果により９寸だ
のモードの故障が発生しているときのみ理１伝を中止さ
せるように構成したものである。As explained above, the present invention is based on the fact that the comparison of the AC current (t, output' direct pressure) to the excitation withstand current of the AC v1 and the excitation current changes depending on the Then, if this ratio - 7) is set to 9mm and the ratio I is less than the preset value W, then what kind of mode (state i/7.'', ) is formed; 5δ
According to the result of this determination, Ri-1 Den is stopped only when a failure in the 9-inch mode has occurred.

このため、呵目眩な）祉史りノ屋転を五壮続することが
でき、稼動率を向上させることができると共に、保守期
間の延長を図れるなど発′、（Ｌシステムの運用上にぶ
いて休めて実用的な効果がある。As a result, it is possible to continue the dizzying cycle of service history, improve the operating rate, and extend the maintenance period. Rest has practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はブラシレスダ流発出：磯の構成を示す回１烙図
、第２図はその等価回路図、第３図は本発明の一実施例
を示す回路図である。 １・父流励ｅ１披紙椋子、２・・・回転整流器、３発′
ｌｔ＋＋　（５！ｒ界磁巻線、４　・回転部、５・サイ
リスタ整浦、器、６・・・交流励磁機界磁巻線、７　・
発電機６に様子、９・・整流器、１０・比較器、１１・
威圧設定器、１２・・・電圧調整器、１４・除算器、１
４　Ａ〜１４　Ｄ・・・比較器、１５．Ａ　−ｉ５　Ｄ
　・・設定器、１３　Ａ　−１８Ｔ）　”　リレー。 第３図 １ムFIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a brushless motor, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram thereof, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 1. Father's flow excitation e1 Ryuko, 2... Rotating rectifier, 3 shots'
lt++ (5!r field winding, 4 - rotating part, 5 - thyristor adjustment, device, 6... AC exciter field winding, 7 -
Condition in generator 6, 9... rectifier, 10... comparator, 11...
Intimidation setting device, 12... Voltage regulator, 14, divider, 1
4 A to 14 D... comparator, 15. A-i5D
...Setter, 13A-18T) ” relay. Fig. 3 1m

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　ブラシレス交流発電機における交流励磁１表の
励磁電流に対する交流出力′直圧の比率をめる演算手段
と、回転整流器の複数の故障モードに応じて定めた前記
比率の設定値と前記演算手段によって算出された前記比
率とを比較し、回転整流器にいずれのモードの故障が発
生しているかを判別する比較手段と、この比較手段の判
別出力により・腹数の故障モードのうち特定のモードの
故障が発生して−るときのみブラシレス交流発゛賊機の
運転を停止させる制岬手段とを備えてなるブラシレス交
流発電機の回転整流器故障モード検出装置。(1) AC excitation in a brushless alternator A calculation means for calculating the ratio of the AC output' direct pressure to the excitation current in Table 1, and a set value of the ratio determined according to a plurality of failure modes of the rotary rectifier and the calculation. a comparison means for comparing the ratio calculated by the means and determining which mode of failure has occurred in the rotary rectifier; A rotary rectifier failure mode detection device for a brushless alternating current generator, comprising a control means for stopping operation of the brushless alternating current generator only when a failure occurs.