AT516218A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Detektion des Zustands einer Isolierung einer Wechselstrommaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Feststellung des Zustandes einer Isolierung einer wechselrichtergespeisten Wechselstrommaschine (4), die durch den Wechselrichter (2) mit einer Spannung angeregt wird, durch die eine Stromreaktion der Maschine verursacht wird, wobei die Stromreaktion gemessen wird; die Maschine (4) wird mit einer Spannung in einem bestimmten Frequenzbereich über der Grundwelle der Maschine angeregt, die gemessene Stromreaktion wird mit mindestens einer vorab gemessenen und gespeicherten Referenzstromreaktion verglichen, und mögliche Veränderungen der gemessenen Stromreaktion in Bezug auf die mindestens eine Referenzstromreaktion des bestimmten Frequenzbereichs werden dazu verwendet, den Isolierungszustand zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung des Zu¬stands einer Isolierung einer wechselrichtergespeisten Wechsel¬strommaschine, wobei die Maschine durch den Wechselrichter mit ei¬ner Spannung angeregt und durch diese Anregung eine Stromreaktionder Maschine hervorgerufen wird, wobei die Stromreaktion dann ge¬messen wird.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zur Fest¬stellung des Zustands, insbesondere eines verschlechterten Zu¬stands, einer Isolierung einer wechselrichtergespeisten Wechsel¬strommaschine, mit einer Wechselstrommaschine, die an einen Wech¬selrichter angeschlossen ist, der dazu eingerichtet ist, die Ma¬schine mit einer Spannung anzuregen, und mit mindestens einem Sen¬sor zum Messen einer durch diese Anregung verursachten Stromreakti¬on der Maschine.

Erwartungen an moderne wechselrichtergespeiste Antriebe umfas¬sen einen durchgehenden Betrieb in schwieriger Umgebung mit erheb¬lichen Lastzyklen und extremen Temperaturen. Trotz dieser Randbe¬dingungen ist ein zuverlässiger und sicherer Betrieb mit minimalervorbeugender Wartung ein Schlüsselfaktor für eine wachsende Anzahlvon sicherheitskritischen Anwendungen.

Deshalb ist die Kenntnis des einwandfreien Zustands der Ma¬schine ein wichtiger Punkt, der das Vorhandensein von Überwachssys¬temen bedingt. In Bezug auf einen Maschinenausfall und das Versageneines Antriebs hat man festgestellt, dass statorbezogene Störungendie zweithäufigsten Störfälle mit ca. 35 % darstellen; von diesenstatorbezogenen Störungen werden ungefähr 70 % durch Defekte desIsolierungssystems verursacht. Die Hauptgründe für Isolierungsde¬fekte sind verschiedene Belastungen wie zum Beispiel elektrische,thermische, thermomechanische, mechanische sowie umweltbedingte Be¬lastungen (Oslinger, J. L.; Castro, L. C.; „Correlation between Ca¬pacitance and Dissipation Factor used for Assessment of Stator In¬sulation," World Academy of Science, Engineering and Technology,Waset, Band 63, Nr. 72, Seiten 365 - 371, 2012).

Der eigentliche Verfall der Isolierung läuft zu Beginn übli¬cherweise sehr langsam ab, beschleunigt sich dann aber bis hin zueinem tatsächlichen Fehlerzustand, z. B. einem Kurzschluss zwischen

Windungen.

Die Auswirkung der thermischen-elektrischen Alterung bei lan¬ger Betriebszeit und schnellem Arbeitstakt wurde von Farahani, M.;Borsi, H.; Gockenbach, E.; in „Study of capacitance and dissipationfactor tip-up to evaluate the condition of insulating systems forhigh voltage rotating machines," Electrical Engineering, Band 89,Nr. 4, Seiten 263 - 270, 2007 untersucht. Im Ergebnis und als An¬zeichen des Alterungsprozesses kann man beobachten, dass die Wick¬lungskapazität mit fortschreitender Alterung abnimmt. Ein ähnlicherTrend der Abnahme der Wicklungskapazität wurde auch in Grubic, S.;Aller, J. M.; Bin Lu; Habetier, T. G.; „A Survey on Testing and Mo¬nitoring Methods for Stator Insulation Systems of Low-Voltage In¬duction Machines Focusing on Turn Insulation Problems," IEEE Tran¬sactions on Industrial Electronics, Band 55, Nr. 12, Seiten4127 - 4136, 2008, beobachtet. Für einen Großteil der bekannten Isolierungsüberwachungsver¬fahren werden spezielle Messeinrichtungen benötigt, die an modernenwechselrichtergespeisten Antrieben nicht verfügbar sind, oder esbraucht Fachwissen im Bereich der Anwendung und Analyse. Zusätzlichmüssen die Maschinen für den Großteil der Messungen ausgeschaltetwerden, was bedeutet, dass nur eine offline erfolgende Überprüfungdes Isolierungszustands der Maschinen möglich ist. Deshalb ist eswünschenswert, diese Randbedingungen zu vermeiden, und darüber hin¬aus den Wechselrichter als Quelle der Anregung zu verwenden und nurdie Messsignale von Stromsensoren zu nutzen, die in modernen An¬trieben vorhanden sind, um eine spezifische zusätzliche Ausrüstungfür die beabsichtigte Überwachung zu vermeiden.

Moderne Industrieantriebe lassen sich in drei verschiedene An¬triebskomponenten unterteilen: den Wechselrichter, die Verkabelungund die eigentliche Maschine mit ihren Wicklungen. Diese Komponen¬ten sind jeweils so ausgelegt, dass sie gute dynamische Eigenschaf¬ten der Flussverkettung, des Drehmoments und der Drehzahl der Ma¬schine im Grundfrequenzbereich von bis zu einigen Hundert Hertz ge¬währleisten. Daneben wird durch diese Komponenten aber auch ein pa¬rasitäres Verhalten im Bereich höherer Frequenzen verursacht. InFig. 1 ist eine schematische Darstellung einer typischen Anordnung 1 aus Wechselrichter-Kabel-Maschine abgebildet. Die Hauptkomponen¬ten, die für das Verhalten bei der Grundfrequenz des Antriebs ver¬antwortlich sind, sind mit 2 (Wechselrichter) , 3 (Kabel) und 4 (Ma¬schine) bezeichnet. Die Hochfrequenzeigenschaften werden in erheb¬lichem Maße von den parasitären Komponenten des Systems beein¬flusst, die durch Kapazitäten, z. B. 5, kenntlich gemacht sind. Wiezu erkennen ist, führen die parasitären Kapazitäten von Kabel undWicklungen wie zum Beispiel zwischen Phase-Masse, Phase-Phase, Spu¬le-Spule und Windung-Windung zu einem komplexen System mit sehrausgeprägten Eigenschaften im höheren Frequenzbereich. Die Parame¬ter dieser parasitären Kapazitäten 5 werden ihrerseits vom Isolie¬rungssystem sowie durch dessen Verfassung beeinflusst, vgl. denvorstehend erwähnten Artikel von Farahani, M.; Borsi, H.; Gocken-bach, E.; „Study of capacitance and dissipation factor tip-up toevaluate the condition of insulating systems for high voltage rota¬ting machines," Electrical Engineering, Band 89, Nr. 4, Seiten263 - 270, 2007.

In Nussbaumer, P.; Santin, C.; Wolbank, T. M.; „Analysis ofcurrent reaction on inverter-switching to detect changes in elec¬trical machine's high-frequency behavior," 38th Annual Conferenceon IEEE Industrial Electronics Society, IECON, Seiten 1678 - 1683,2012, und in der entsprechenden WO 2013/016750 A ist bereits vorge¬schlagen worden, die Maschinenwicklungen mit einer Stufenspannungzu beaufschlagen und eine transiente Stromreaktion zu messen, diedann überabgetastet und ausgewertet wird, um eine Korrelation zwi¬schen einer Veränderung dieser Stromreaktion und einer Veränderungdes komplexen Impedanzsystems zu erhalten, die sich aus einem Ver¬fall des Isolierungssystems ergibt. Experimente haben gezeigt, dassdiese Technik gut arbeitet; nichtsdestotrotz würde man sich jedochgerne ein etwas einfacheres, aber dennoch effizientes System zurÜberwachung des Isolierungszustands der Maschine wünschen.

Ein anderes Überwachungssystem ist in Perisse, F.; Werynski,P.; Roger, D., „A New Method for AC Machine Turn Insulation Diagno¬stic Based on High Frequency Resonances," IEEE Transactions onDielectrics and Electrical Insulation, Band 14, Nr. 5, Seite 1308,1315, Oktober 2007, offenbart; dieses System ist dazu gedacht, ge¬ ringfügige Schwankungen von Hochfrequenzresonanzen in der Wicklungeiner Maschine zu erfassen, und es arbeitet in Verbindung mit sta¬tistischen Daten, die aus Messungen in Bezug auf eine beschleunigteAlterung eines magnetischen Drahts erhalten werden, der zum Aufbauder Maschine verwendet wurde.

Die vorliegende Erfindung zielt nun auf ein Verfahren und eineVorrichtung ab, wie sie vorstehend für die Feststellung/Überwachungdes Isolierungszustands von wechselrichtergespeisten Wechselstrom¬maschinen (z. B. Induktionsmaschinen) Umrissen wurden, wobeigleichzeitig eine einfache Gerätschaft und eine hohe Effizienz mög¬lich sind.

Hierzu schlägt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrich¬tung vor, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind;vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind in denabhängigen Ansprüchen definiert.

Der Grundgedanke der vorgeschlagenen Abschätzung des Allge¬meinzustands einer Isolierung besteht darin, die Maschine in einemspezifischen Hochfrequenzbereich anzuregen, der deutlich über derGrundwelle der Maschine liegt, die mit der mechanischen Drehzahlzusammenhängt und typischerweise nicht über 1 kHz hinausgeht. DieseAnregung wird mittels des Wechselrichters erzielt, und es wird dieStromreaktion der Maschine in dem betrachteten Frequenzbereich ge¬messen. Dieser Frequenzbereich hängt von der Konstruktion der Ma¬schine und ihrem Isolierungssystem ab. Bei Maschinen mit regellosgewickelter Statorwicklung und einer Nennleistung von bis zu 100 kWkann der Frequenzbereich typischerweise 300 kHz bis 10 MHz betra¬gen. Bei Maschinen mit vorgeformten Statorspulen und einer Nenn¬leistung im Megawattbereich und darüber kann der Frequenzbereichtypischerweise 50 kHz bis 5 MHz betragen.

Es wäre festzuhalten, dass viele der derzeit erhältlichen In¬dustriewechselrichter Spannungsimpulse nur hinab bis zu ein paarMikrosekunden erzeugen können, was zu einer Anregung der Maschineim unteren Teil des Frequenzbereichs führt, der empfindlich aufVeränderungen der Isolierung reagiert, d. h. zu Anregungen im Be¬reich von um ca. 100 kHz. Mit der fortgeschrittenen Leistungs¬halbleitertechnologie (SiC, GaN) sind jedoch Schaltfrequenzen er¬ reichbar, die auch den oberen Teil des erwähnten Frequenzbereichsabdecken.

Wenn sich die parasitären Kapazitäten einer Maschine verän¬dern, was beispielsweise zu einer Verschlechterung des Isolierungs¬systems führt, ist eine Veränderung der Stromreaktion der Maschinein einem bestimmten Frequenzbereich sichtbar. Diese Veränderungenkönnen erfasst werden, wenn die von der über eine intakte Isolie¬rung verfügenden Maschine erhaltenen Ergebnisse mit Messungen ver¬glichen werden, die wiederholt im laufenden Betrieb mit bestimmtenIntervallen vorgenommen werden. Die Länge dieser Intervalle kann imBereich von ein paar Stunden bei schweren Betriebsbedingungen bishin zu mehreren Wochen bei Anwendungen mit geringer zusätzlicherBelastung liegen.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Anregung der Maschine in ei¬nem spezifischen Frequenzbereich. Da der Wechselrichter eine Span¬nungsanregung bewerkstelligen kann, kann er direkt verwendet wer¬den, indem er eine spezielle Spannungsfolge mit einer bestimmtendominierenden Frequenz erzeugt. Ein typisches Spannungsimpulsmusterist schematisch in Fig. 2A abgebildet, in der eine Erregung in Ein¬phasenrichtung mit einer dominanten Frequenz von 100 kHz gezeigtist. Es besteht aus einer Sequenz von räumlich parallelen Span¬nungsraumzeigern, die in die entgegengesetzte Richtung einer Phasezeigen (z. B. u+, u-, u+, u-; vgl. Fig. 2A und auch 2B). Da jederImpuls eine Dauer von 5 ps hat, wird eine dominante Grundfrequenzvon 100 kHz angeregt.

Moderne Industriewechselrichter, die in Ansteueranwendungenverwendet werden, sind üblicherweise nicht dafür ausgelegt, konti¬nuierlich eine Impulssequenz in dem Frequenzbereich anzulegen, dergegenüber Veränderungen des Allgemeinzustands einer Isolierung amempfindlichsten ist. Deshalb wird die Maschine nur mit einer Se¬quenz von wenigen, sehr kurzen Impulsen in einer spezifischen Pha¬senrichtung beaufschlagt. Bei Verwendung der Ansteuerungswechsel¬richtertechnologie, die derzeit in industriellem Maßstab verfügbarist (Bipolartransistor mit isoliertem Gate, IGBT), liegt die obereerzielbare Anregungsfrequenz im Bereich von einigen hundert kHz.

Eine alternative Art der Anregung kann eine räumlich rotieren- de Anregung sein, bei der die dominante Grundwelle durch die auf¬einanderfolgende Anwendung von benachbarten 600-Spannungszeigernerzeugt wird, um eine elektrische Umdrehung innerhalb des gewünsch¬ten Zeitraums zu erzeugen, vgl. Fig. 2B. In Fig. 4 ist die an denMaschinenanschlüssen gemessene Spannung abgebildet, die sich auseiner Erregung in einer Phase (vgl. Fig. 2A) ergibt. Wie man sehenkann, liegt dort eine dominierende Grundwellenspannung mit einerFrequenz von ungefähr 100 kHz vor.

Es muss erwähnt werden, dass durch die Blockier-Totzeit einesWechselrichters und aufgrund anderer nicht idealer Eigenschaftendes Wechselrichters das tatsächliche Spannungsanregungssignal ver¬zerrt wird, was zu zusätzlichen Anregungsfrequenzen führt. Der sichdaraus ergebende Strom wird unter Verwendung der Stromsensoren ge¬messen, die in standardmäßigen Industriewechselrichtern vorhandensind. Diese Art von Sensoren verfügt üblicherweise über einen Fre¬quenzbereich, der gemäß dem Hersteller auf ein paar Hundert kHzfestgelegt ist. Über dieser Frequenz ist deren Genauigkeit redu¬ziert, wobei ihre Transferfunktion aber dennoch reproduzierbar ist,da sie als Stromtransformatoren wirken. Fig. 5 stellt die gemesseneStromreaktion auf eine Spannungsanregung mit 100 kHz gemäß Fig. 2Adar. Wie zu sehen ist, liegt eine dominante Hochfrequenzschwingungvor, die durch den steilen Spannungsanstieg ausgelöst wird, der dieReaktion im interessierenden Frequenzbereich überdeckt, wenn manden Zeitverlauf betrachtet. Die Anwendung einer Fourier-Transforma¬tion auf das gemessene Stromsignal zeigt, dass diese Schwingungenin Verbindung mit den zusätzlichen Anregungsfrequenzen aufgrund dererwähnten nicht idealen Eigenschaften des Wechselrichters zu zu¬sätzlichen oberen Frequenzbändern im Amplitudenspektrum führen. Fürdie Anregungsfrequenz zusammen mit allen oberen Frequenzbändernwird eine Stromantwort erhalten, die bei diesen Frequenzen von derMaschinenimpedanz beeinflusst ist.

Wegen der verminderten Genauigkeit der Stromsensoren im höhe¬ren Frequenzbereich können die tatsächlichen Größen des Stromampli¬tudenspektrums nicht direkt zur Überwachung des einwandfreien Zu¬stands einer Isolierung genutzt werden. Weil aber die Transferfunk¬tion der Stromsensoren reproduzierbar ist, können Referenzmessungen vorgenommen werden, wenn ein neuer Antrieb in Dienst gestellt wird,der eine Maschine mit einer intakten Isolierung enthält, und dieseAmplitudenspektren können dann mit Messungen verglichen werden, diebei derselben Anregungsfrequenz, aber nach einer bestimmten Be¬triebsdauer vorgenommen werden, wenn der Verfall der Isolierung be¬reits eingesetzt hat.

Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise kann an allen Pha¬sen wiederholt werden, um die Möglichkeit zu erhalten, Veränderun¬gen der einzelnen Phasenergebnisse in Bezug auf die Referenzmessungzu vergleichen. Somit kann die räumliche Asymmetrie der Maschinebei der spezifischen Anregungsfrequenz mit Bezug auf die erwähntenReferenzmessungen berechnet werden. Durch Vergleichen der Ergebnis¬se der Phase Nr. 1, 2 und 3 in Verbindung mit der räumlichen Aus¬richtung der Phasen kann somit ein Maß für die räumliche Asymmetrieerhalten werden.

Bei Veränderung der Zeitpunkte der einzelnen Schaltbefehle inFig. 2A kann die Anregungsfrequenz geändert werden, und mittels derErgebnisse lässt sich daher ein Maß für die Frequenzantwort der Ma¬schine bestimmen.

Vorteilhafterweise werden für die Referenzstromreaktionen wieauch für die danach gemessene Stromreaktion mehrere Messungen nach¬einander vorgenommen.

Vorzugsweise wird ein Indikator (IDI - insulation degradationindicator) für die Verschlechterung der Isolierung in Echtzeit aufGrundlage der Abweichung der gemessenen Stromreaktion von der min¬destens einen Referenzstromreaktion bestimmt. Dieser IDI kann beru¬hend auf (Abweichung vom quadratischen Mittelwert) der Bestimmungeiner Standardabweichung der Stromreaktionen über den Frequenzbe¬reich hinweg berechnet werden.

Dementsprechend ist die vorliegende Vorrichtung zur Feststel¬lung des Zustands, insbesondere eines verschlechterten Zustands,einer Isolierung einer wechselrichtergespeisten Wechselstrommaschi¬ne dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter dazu eingerich¬tet ist, die Maschine mit einer Spannung in einem bestimmten Fre¬quenzbereich über der Grundwelle der Maschine anzuregen, und dassmindestens ein Komparator vorgesehen ist, der dazu eingerichtet ist, um die gemessene Stromreaktion der Maschine mit mindestens ei¬ner Referenzstromreaktion zu vergleichen, die zuvor an der intaktenMaschine verursacht und gemessen und gespeichert wurde, und mögli¬che Veränderungen der gemessenen Stromreaktion in Bezug auf diemindestens eine Referenzstromreaktion zu bestimmen, um auf Grundla¬ge dieser Veränderungen den Isolierungszustand zu bestimmen.

Wie bereits erwähnt, wird die Stromreaktion vorzugsweise mitHilfe mindestens eines Stromsensors gemessen, der bereits in derWechselrichterschaltung vorhanden ist; außerdem ist es vorteilhaft,wenn der bestimmte Frequenzbereich für die Spannung 50 kHz bis5 MHz, vorzugsweise 300 kHz bis 3 MHz, mindestens bis 1,5 MHz be¬trägt; und/oder wenn der Wechselrichter dazu eingerichtet ist, alsAnregungsspannung eine Impulssequenz auszugeben.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist des Weiteren gekennzeich¬net durch mindestens eine Berechnungseinheit, die eingerichtet ist,um einen Indikator (IDI) für die Verschlechterung der Isolierungauf Grundlage der Abweichung der gemessenen Stromreaktion von dermindestens einen Referenzstromreaktion zu berechnen. Hier ist esbesonders vorteilhaft, wenn die Berechnungseinheit dazu eingerich¬tet ist, den Indikator für die Verschlechterung der Isolierung aufder Grundlage einer Anzahl von Stromreaktionsmessungen und beruhendauf einer Standardabweichung der Stromreaktionen über den Frequenz¬bereich hinweg zu berechnen.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn im Falle einer mehrpha¬sigen Maschine, z. B. einer dreiphasigen Maschine, die Werte fürden Indikator (IDI) für die Verschlechterung der Isolierung fürjede Phase berechnet werden und hieraus eine mögliche räumlicheAsymmetrie berechnet wird.

Die vorliegende Erfindung wird nun näher anhand von bevorzug¬ten Ausführungsformen offenbart, die in den Zeichnungen gezeigtsind, in denen:

Fig. 1 eine Abbildung eines typischen Aufbaus von Antriebskom¬ponenten zeigt, welche das elektrische Verhalten bei niedriger Fre¬quenz und hoher Frequenz beeinflussen;

Fig. 2A und 2B typische Wechselrichter-Impulssequenz-Schaltbe-fehle zeigen, um eine Wechselstrommaschine anzuregen, und zwar in

Form einer Einzelphasenanregung mit 100 kHz (Fig. 2A) und in Formeiner rotierenden Anregung (Fig. 2B);

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der vorlie¬genden Vorrichtung zeigt;

Fig. 4 ein Beispiel einer Anregungsspannungssequenz zeigt, diean einem Maschinenphasenanschluss gemessen wurde (100 kHz);

Fig. 5 ein Diagramm der gemessenen Phasenstromreaktion zeigt,die sich aus der Impulssequenzanregung von Fig. 4 ergibt;

Fig. 6 ein Diagramm des Amplitudenspektrums der gemessenenPhasenstromreaktion zeigt, die sich aus der Impulssequenzanregungvon Fig. 4 ergibt (100 kHz);

Fig. 7 in einer schematischen Darstellung die Bestimmung derräumlichen Asymmetrie einer Maschine bei einer Anregungsfrequenzberuhend auf einem Vergleich von Ergebnissen der einzelnen Phasenzeigt;

Fig. 8 schematisch die Anordnung einer Kapazität an einer Sta¬torwicklung einer Maschine darstellt, um einen Allgemeinzustand mitverschlechterter Isolierung zu simulieren;

Fig. 9 ein Diagramm der gemessenen Stromreaktion ähnlichdemjenigen von Fig. 5 zeigt, wobei sich dieses aber aus einer Im¬pulssequenzanregung mit 166 kHz ergibt, wobei der einwandfreie Zu¬stand in einer schwarzen durchgezogenen Linie und der verschlech¬terte Zustand mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist;

Fig. 10A und 10B Diagramme der entsprechenden Amplitudenspek¬tren der gemessenen Phasenstromreaktionen zeigen, die sich aus denImpulssequenzanregungen bei 100 kHz (ähnlich denjenigen von Fig. 6)und bei 166 kHz ergeben, wobei der intakte Zustand in durchgezoge¬nen Linien und der verschlechterte Zustand in gestrichelten Liniengezeigt ist;

Fig. 11A und 11B in Diagrammen ähnlich denen von Fig. 10A und10B die Situation bei einer anders skalierten Frequenzachse zeigen,um die Abhängigkeit der Veränderungen der Größen darzustellen, miteinem Maximum bei ungefähr 500 kHz und einem darauffolgenden Mini¬mum bei ungefähr 1 MHz; und

Fig. 12 für den Fall einer Impulssequenzanregung bei 166 kHzschematisch Störungsanzeigewerte zeigt, die unter Verwendung einer quadrierten Abweichung von Stromfrequenzantworten berechnet werden(Kästchendarstellung).

Wie vorstehend bereits erwähnt, zeigt Fig. 1 eine Abbildungeiner Anordnung 1 mit einem Wechselrichter 2, Kabeln 3 und einerWechselstrommaschine 4, mit Kapazitäten 5 als parasitären Komponen¬ten; und Fig. 2A und 2B stellen typische Spannungsimpulsmuster(Fig. 2A) und Spannungsraumzeigermuster (Fig. 2B) dar. Weiter zeigtFig. 4 eine Anregungsspannungssequenz 6, die an einem Phasenan¬schluss der Maschine 4 gemessen wurde, und Fig. 5 zeigt die ent¬sprechende gemessene Phasenstromreaktion 7, die sich aus dieser Im¬pulssequenzanregung in der entsprechenden Phase ergibt.

Fig. 3 zeigt eine Schemadarstellung einer bevorzugten Ausfüh¬rungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur online erfolgen¬den Feststellung der Verschlechterung von Zuständen von Isolierun¬gen in einer elektrischen Maschine 4.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung wird für die online erfol¬gende Überwachung einer elektrischen Maschine (z. B. einer Indukti¬onsmaschine) verwendet, bei der es sich um eine einphasige odermehrphasige Maschine handeln kann, wobei in Fig. 3 beispielhalberdrei Phasen angenommen werden, vgl. auch Fig. 1. Diese Maschine 4hat eine ihr zugeordnete Versorgungsschaltung oder Speiseschaltung8 mit drei Stromzufuhrleitungen 3A, 3B und 3C (Kabelabschnitt 3),die den drei Phasen entsprechen; diese Versorgungsschaltung 8 weistauch einen Wechselrichter 2 auf, der die entsprechenden Spannungs¬signale für die Maschine 4 bereitstellt; zusätzlich ist eine demWechselrichter 2 zugeordnete Gleichstromanschlusskapazität 8 darge¬stellt .

In den einzelnen Phasenleitern 3A, 3B, 3C sind entsprechendeSensoren 9, 10, 11 angeordnet, die im vorliegenden Fall, für dievorliegende Technik, dazu dienen, den Strom i oder die zeitlicheAbleitung des Stroms (di/dt) in den einzelnen Phasen 3A, 3B, 3C zuerfassen. Die Stromableitungssensoren können zum Beispiel Rogowski-Sensoren sein, die per se bekannt sind und auch als CDI-Sensorenbezeichnet werden. Stromsensoren sind andererseits ebenfalls be¬kannt und bedürfen hier auch keiner weiteren Erläuterung.

Die Ausgangssignale der Sensoren 9, 10, 11 werden als Messsi- gnale in eine Abtastvorrichtung 12 eingespeist, die mit A/D-Wand¬lern (ADCs) 13, 14, 15 realisiert ist, einer für jede Phase 3A, 3B,3C. Die Abtastraste ist hoch genug, um eine genaue Bestimmung derMesssignale zu gewährleisten.

Die Ausgangssignale der ADCs 13, 14, 15 werden dann Fenster¬schaltungen 16, 17, 18 zugeführt, die Teil einer Verarbeitungsein¬heit 19 sind und Beobachtungsfenster, d. h. Zeitintervalle für diezu analysierenden Messsignale festlegen, nachdem sie abgetastetwurden. Hierzu sind die Fensterschaltungen 16, 17, 18 an eineSteuereinheit 20 für den Wechselrichter 2 angeschlossen, wobei essich bei dieser Steuereinheit 20 zum Beispiel um eine Pulsweitenmo-dulations-(PWM)-Steuereinheit handelt, die in an sich bekannter Artund Weise entsprechende Schaltbefehle an den Wechselrichter 2 aus¬gibt. Beruhend auf diesen Schalt- oder Steuersignalen wird dann dasjeweilige Beobachtungsfenster, d. h. der relevante Beobachtungs¬zeitraum, in den Fensterschaltungen 16, 17, 18 festgelegt, und beimErreichen des Endes des jeweiligen Fensters wird die Auswertung,d. h. die Zuführung von Abtastwerten von den ADCs 13, 14 und 15 zueigentlichen Computerkomponenten 21, 22, 23 beendet.

In diesen Computerkomponenten 21, 22, 23, d. h. allgemein inder eigentlichen Berechnungs-(Verarbeitungs-)Einheit 19, werdencharakteristische Parameter bestimmt, die sich auf die Stromsignaleoder die Signale beziehen, die die zeitliche Ableitung di/dt desStroms anzeigen, nämlich die Anregungsfrequenz und das Frequenz¬spektrum.

Die erhaltenen Werte werden dann einer jeweiligen Komparator¬einheit 24, 25, 26 zugeführt, in der der Vergleich mit einem ent¬sprechenden Referenzfrequenzspektrum durchgeführt wird, wobei dieletzteren Parameter vorab in einem Messvorgang an einer ordnungsge¬mäß funktionierenden Maschine 4 gewonnen wurden. Danach wird wiederfür jede Phase ein Indikator - IDI - für den Verfall der Isolierunggemäß nachstehender Gleichung 1 berechnet:

(1)

Index i gibt die Werte entlang der Frequenzachse des Amplitu- denspektrums Y an und definiert den betrachteten Frequenzbereich.Bei dieser Untersuchung wurde die Signalverschiebung entfernt undder Frequenzbereich bis zu 3 MHz zur Berechnung herangezogen. Indexk gibt die für die Messung verwendete Anregungsfrequenz an.

Daraufhin werden in einer weiteren Komparator- und Berech¬nungseinheit 27 die berechneten phasenbezogenen IDI-Werte miteinan¬der verglichen, und hieraus wird eine räumliche Asymmetrie berech¬net. Dies ist in der Abbildung von Fig. 7 dargestellt, wo drei Pha¬sen gezeigt sind und eine Asymmetrie zwischen Phase Nr. 1, Phase 2und Phase 3 durch gestrichelte Kreise und einen resultierendenschwarzen Punkt dargestellt sind. Als Nächstes werden gemäß Block28 die den Phasen 3A, 3B, 3C entsprechenden drei IDI-Werte und derWert für die räumliche Asymmetrie mit Schwellenwerten verglichen,die von einer Maschinensteuerung 29 geliefert werden und in dieserSteuerung 29 oder einem separaten Speicher 31 vorab gespeichertwurden. Die Maschinensteuerung 29 kann auch an die verschiedenenModule 16 - 18, 21 - 23 und 24 - 26 der Verarbeitungseinheit 19 an¬geschlossen sein.

Nach Ausführung der Vergleiche wird in einer Auswertungsein¬heit 30 die abschließende Analyse der Signale vorgenommen, d. h.die Bestimmung einer Verschlechterung und deren genaue Feststel¬lung, insbesondere unter Verwendung der vorgehenden Vergleichser¬gebnisse, und es erfolgt die Aktivierung einer Warnstufe.

Alle früheren Messergebnisse wurden mit einer Maschine 4 mitintaktem Isolierungssystem gewonnen. Es handelt sich um Referenz¬messungen und sie werden hier als „einwandfrei" bezeichnet. Umeinen Zustand verschlechterter Isolierung nachzubilden, ist die beidiesem Aufbau verwendete Maschine 4 mit zusätzlichen Anzapfpunkten32, 33, 34 an den Phasenwicklungen ausgestattet, vgl. auch Fig. 8.Durch Anschließen einer Kapazität 5 (CSChadhaft) zwischen einem An¬zapfpunkt 32 und dem Phasenanschluss (z. B. U), einem anderen An¬zapfpunkt 33 (oder 34) der Maschine, oder dem Masseanschluss, kön¬nen die spezifischen Werte der parasitären Kapazität erhöht werden,womit ein Zustand mit schadhafter Isolierung nachgebildet werdenkann. Die Veränderung der Kapazität ist vergleichbar mit den Ergeb¬nissen der Untersuchungen in Farahani, M.; Borsi, H.; Gockenbach, E.; „Study of capacitance and dissipation factor tip-up to evaluatethe condition of insulating systems for high voltage rotating ma¬chines," Electrical Engineering, Band 89, Nr. 4, Seiten 263 - 270,2007, oder Perisse, F.; Werynski, P.; Roger, D., „A New Method forAC Machine Turn Insulation Diagnostic Based on High Frequency Res¬onances," IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insula¬tion, Band 14, Nr. 5, Seite 1308, 1315, Oktober 2007.

Dieser nachgebildete Zustand einer schadhaften Isolierung wur¬de in der folgenden Messreihe realisiert. Eine Kapazität CSChadhaftvon 2,2 nF wurde zwischen der Anschlussverbindung (z. B. U) und ei¬nem Anzapfpunkt (z. B. 32) einer Phase angeschlossen (die Kapazitätvon Phase-Masse der Maschine beträgt ungefähr 2 nF) , und die Mess¬werte sind im Folgenden als „schadhaft" bezeichnet (siehe auch Fig.8) .

Die Ergebnisse sind in Fig. 9 abgebildet. Die Pulsdauer wurdeauf 3 ps festgesetzt, was zu einer maximal in der Praxis erreichba¬ren Anregungsfrequenz von 166 kHz führt. In Fig. 9 sind die Ergeb¬nisse für die Maschine 4 mit intakter Isolierung in durchgezogenervoller Kurve bei 35 dargestellt. Die Messwerte mit der platziertenzusätzlichen Kapazität (schadhaft)(5 in Fig. 8) sind bei 36 in un¬terbrochener Linie gezeigt. Wie man bereits im Zeitbereich (Fig. 9)sehen kann, ist die Stromreaktion bei den höheren Frequenzen ganzklar verändert.

Die Durchführung einer Fourier-Transformation an den erhalte¬nen Messergebnissen sowohl bei dem Aufbau mit intakter als auch beidemjenigen mit schadhafter Isolierung ergibt ein Stromfrequenz-Am-plitudenspektrum 35' bzw. 36', die in Fig. 10A und 10B gezeigtsind. Hier wurde die Anregungsfrequenz auf 100 kHz (oberes Dia¬gramm, Fig. 10A, entsprechend 100 kHz) und 166 kHz festgelegt (un¬teres Diagramm, Fig. 10B).

Die Anregungsfrequenz ist in jedem Diagramm mit einem gestri¬chelten Rechteck 37 bezeichnet.

Der Frequenzbereich, der auf Veränderungen des Isolierungssys¬tems für die betrachtete Maschine am empfindlichsten reagiert,liegt bei dieser Untersuchung zwischen 300 kHz und 3 MHz. Wenn mandie Anregungsfrequenz so ändert, dass sie diesen Frequenzbereich abdeckt, und den Wert der Amplitudenspektrums nur im Bereich um dieAnregungsfrequenz herum verwendet, kann die Frequenzantwort der Ma¬schine durch eine Reihe von Messungen bestimmt werden, die jeweilsdie Größe bei der Anregungsfrequenz liefern. Dies kann durchgeführtwerden, wenn die neue Maschine in Betrieb genommen wird, um die„einwandfreie" Frequenzantwort zu erhalten.

Wenn man die zusätzliche Kapazität 5 platziert (schadhafteIsolierung), ist die Veränderung des Amplitudenspektrums bereitsbei den beiden in Fig. 10A und 10B abgebildeten Anregungsfrequenzendeutlich sichtbar. Eine Möglichkeit, einen Indikator für einen Zu¬stand mit unzureichender Isolierung zu berechnen, besteht darin,erneut eine Messreihe zur Abdeckung des Frequenzbereichs durchzu¬führen und erneut die Frequenzantwort zu bestimmen, wie vorstehendbeschrieben. Zieht man die frequenzabhängige Abweichung zwischen„schadhafter" und „intakter" Frequenzantwort heran, erhält man einMaß für die Veränderung des Isolierungszustands.

Als Alternative zur Veränderung der Anregungsfrequenz und zurBestimmung der Frequenzantwort über den erwähnten Frequenzbereichhinweg ist es auch möglich, das Amplitudenspektrum einer intaktenund einer schadhaften Maschinenanlage zu vergleichen, wie in Fig.10A und 10B für eine Einzelanregungsfrequenz dargestellt ist. Be¬trachtet man nicht nur die Größe bei der Anregungsfrequenz, sondernauch die oberen Frequenzbänder, womit der interessierende Frequenz¬bereich abgedeckt wird, kann auch eine frequenzabhängige Abweichungdes schadhaften Spektrums vom intakten Spektrum berechnet werden.Diese Vorgehensweise wurde nachstehend gewählt, wie nachfolgend be¬schrieben wird.

In den Messungen (Fig. 10A, 10B) ist das mit „schadhaft" be-zeichnete Stromantwortspektrum 36' allgemein höher als dasjenige(35'), das als „intakt" bezeichnet wird. Diese Abweichung kann beibestimmten Anregungsfrequenzen je nach der tatsächlichen Verteilungder parasitären Kapazitäten 5 entlang der Maschinenwicklung auchumgekehrt sein. Also ist es für die Berechnung eines Indikatorwertswichtig, die Abweichung der Frequenzantworten in beiden Richtungenin Betracht zu ziehen.

Eine einfache Möglichkeit zur Realisierung einer solchen Be- rechnung eines Indikators (IDI) für die Verschlechterung der Iso¬lierung in Echtzeit besteht darin, die Standardabweichung entlangder Frequenz f gemäß (1) zu bestimmen.

(1)

Der Index i gibt die Werte entlang der Frequenzachse des Am¬plitudenspektrums Y an und definiert den betrachteten Frequenzbe¬reich. Bei dieser Untersuchung wurde der Signaloffset entfernt undder Frequenzbereich bis zu 3 MHz zur Berechnung herangezogen. DerIndex k gibt die für die Messung verwendete Anregungsfrequenz an.

Diese Vorgehensweise wurde für eine Anregungsfrequenz k von166 kHz realisiert, wie in Fig. 11A (100 kHz) und 11B (166 kHz) ge¬zeigt ist, und zwar für eine Reihe von 33 Messungen, die unmittel¬bar nacheinander vorgenommen wurden, wobei eine Messreihe für den„intakten" Aufbau durchgeführt wurde, und nach Platzierung einerzusätzlichen Kapazität eine weitere Reihe von 33 Messungen an dem„schadhaften" Aufbau vorgenommen wurde. Somit lassen sich die sta¬tistischen Eigenschaften der berechneten IDI-Werte erkennen. Dieberechneten Indikatorwerte werden für die intakte Konfiguration aufden Wert 1 skaliert. Jeder Anstieg der Werte über dieses Niveauhinaus zeigt daher eine Veränderung der Hochfrequenzantwort der Ma¬schine 4 an.

Die Abbildung in Fig. 11A, 11B zeigt die Abhängigkeit der Ab¬weichungen 35' - 36' von der Frequenz (Maximum bei ~ 500 kHz, miteinem darauffolgenden Minimum bei ~ 1 MHz); über 3 MHz nimmt dieEmpfindlichkeit der verwendeten Sensoren (9, 10, 11 in Fig. 3) ab;und bei ~ 4 MHz und darüber stellt man eine Inversion des intaktenSignals 35' und schadhaften Signals 36' fest.

Die in Fig. 12 verwendete Kästchendarstellung zeigt die sta¬tistischen Eigenschaften des berechneten Fehlerindikators IDI. Un¬ter Verwendung einer Messreihe und von so berechneten IDI-Werten(in dem betrachteten Fall sind es 33) gibt das Kästchen 38 den Be¬reich wieder, in welchem 50 % dieser berechneten IDI-Werte angesie¬delt sind. Eine gepunktete Linie 39 bezeichnet den Mittelwert. Die

Horizontallinien 40, 41 geben den Bereich an, in welchem sich 75 %der berechneten IDI-Werte befinden. Die linke Kästchendarstellung,die auf der Horizontalachse mit „intakt" bezeichnet ist, stellt denSatz von 33 berechneten IDI-Werten dar, die an der Maschine 4 ohnezusätzliche Kapazität erhalten werden. Die rechte Kästchendarstel¬lung, mit „schadhaft" bezeichnet, stellt den Satz von 33 IDI-Wertendar, die erhalten werden, wenn eine zusätzliche Kapazität 5 mit2,2 nF zwischen die Anschlussverbindung und einem Anzapfpunkt einerPhase gesetzt wird.

In Fig. 12 ist zu sehen, dass bei demselben Maschinenaufbauaufgrund des Messrauschens und anderer nicht idealer Eigenschaftenkleine Abweichungen der berechneten IDI-Werte erhalten werden. Un¬ter Verwendung einfacher statistischer Maßnahmen wie etwa der Mit¬telwertberechnung kann die Konfiguration mit schadhafter Isolierungjedoch deutlich von den Referenzmessungen getrennt werden.

Weil die zusätzliche Kapazität 5 innerhalb eines Teils einereinzelnen Phase platziert ist, z. B. Phase U in Fig. 8, hat nur dieReaktion auf die Anregung in dieser Phase diese sichtbare deutlicheVeränderung, während die anderen Phasenreaktionen nahezu unverän¬dert bleiben. Deshalb lässt sich nicht nur eine Feststellung derVeränderung von Hochfrequenzeigenschaften, sondern auch von derenräumlicher Position erfassen, indem die Ergebnisse aller dreierPhasenanregungen bei einer bestimmten Frequenz miteinander kombi¬niert werden, um einen resultierenden Zeiger zu ergeben und aufdiese Weise die räumliche Asymmetrie der Frequenzantwort zu bestim¬men, vgl. auch Fig. 7.

Wenn der Antrieb einen Wechselrichter 2 aufweist, der Anre¬gungsfrequenzen von 1 MHz oder darüber hinaus bewerkstelligen kann,kann der Frequenzbereich für die Messungen so gewählt werden, dasser auch diesen Teil abdeckt, der gegenüber Veränderungen der para¬sitären Kapazitäten einer Wicklungsisolierung am empfindlichstenreagiert. Je nach der Nennleistung der Maschine 4 kann diese Fre¬quenz von ein paar Hundert kHz (für Hochleistungsmaschinen) bis zuein paar MHz (für Maschinen mit geringerer Leistung) betragen. Wiebereits erwähnt, betrug aufgrund der Beschränkung der Wechselricht¬erhardware die maximale Anregungsfrequenz bei dieser Untersuchung 166 kHz.

Vorstehend wurde ein neues Verfahren zur Detektion der Ver¬schlechterung einer Isolierung präsentiert. Es beruht auf der Fre¬quenzantwort des Maschinenstroms auf eine Spannungsanregung mit ei¬ner bestimmten dominanten Frequenz. Die Anregung wird durch eineSpannungsimpulssequenz des Wechselrichters 2 mit einer dominantenGrundwelle bewerkstelligt, die der gewollten Anregungsfrequenzgleicht. Die Stromantwort wird unter Verwendung der eingebautenStromsensoren 9, 10, 11 der Wechselrichterschaltung 2 gemessen. DieAnregungsfrequenz kann so geändert werden, dass sie den Frequenzbe¬reich der Maschine 4 abdeckt, der auf Veränderungen des intaktenZustands einer Wicklungsisolierung am empfindlichsten reagiert. Aufdiese Weise kann eine Frequenzantwortkurve der Maschine 4 abge¬schätzt werden. Wenn die Anregungsimpulssequenz nur in einer Ein¬zelphasenrichtung angelegt wird, kann sie in den verbleibendenHauptphasenrichtungen wiederholt werden, um eine räumliche Informa¬tion über diese Stromfrequenzantwort zu erhalten.

Wenn sich der intakte Zustand der Isolierung der Maschinen¬wicklung verschlechtert, ändern sich die parasitären Kapazitätender Wicklung und somit auch die Hochfrequenzeigenschaften in dembetrachteten Frequenzbereich (50 kHz bis 10 MHz). Durch den Ver¬gleich der von einer neuen (intakten) Maschine erhaltenen Fre¬quenzantwort mit derjenigen einer Maschine mit deutlich verschlech¬terter Isolierung kann deshalb eine Veränderung der beiden Fre¬quenzantworten bestimmt werden. Da die Bestimmungsmessungen mittelseines standardmäßigen Wechselrichters ohne zusätzliche Sensorenausgeführt werden können, ist eine online erfolgende Überwachungder Maschine möglich. Demnach kann eine Verschlechterung des Iso¬lierungssystems erfasst werden, bevor ein tatsächlicher Kurzschlusszwischen Windungen auftritt oder sich ein Kurzschluss zwischen Pha¬se und Masse ergibt. Infolgedessen die Wartung zeitlich geplant undunvorhergesehene Ausfälle oder Betriebsunterbrechungen können ver¬mieden werden.

Claims (17)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Feststellung des Zustands einer Isolierung einerwechselrichtergespeisten Wechselstrommaschine, wobei die Ma¬schine (4) durch den Wechselrichter (2) mit einer Spannung an¬geregt, und durch diese Anregung eine Stromreaktion der Ma¬schine verursacht wird, wobei die Stromreaktion gemessen wird,dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (4) mit einer Span¬nung in einem bestimmten Frequenzbereich über der Grundwelleder Maschine angeregt wird, dass die gemessene Stromreaktionmit mindestens einer vorab gemessenen und gespeicherten Refe¬renzstromreaktion verglichen wird, und dass mögliche Verände¬rungen der gemessenen Stromreaktion in Bezug auf die mindes¬tens eine Referenzstromreaktion des bestimmten Frequenzbe¬reichs dazu verwendet werden, den Isolierungszustand zu be¬stimmen .
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromreaktion mit Hilfe mindestens eines Stromsensors (9, 10,11) gemessen wird, der bereits in der Wechselrichterschaltungvorhanden ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassder bestimmte Frequenzbereich für die Spannung 50 kHz bis 5 MHz, vorzugsweise 300 kHz bis 3 MHz, und mindestens bis1,5 MHz beträgt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬zeichnet, dass eine Wechselrichterimpulssequenz als Anregungs¬spannung verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬zeichnet, dass beim Messen der Stromreaktion zusätzlich zurAnregungsfrequenz auch obere Frequenzbänder betrachtet werden,um den interessierenden Frequenzbereich abzudecken, wenn einefrequenzabhängige Abweichung der Stromreaktion von der Refe- renzstromreaktion berechnet wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬zeichnet, dass an den gemessenen Stromreaktionen eine Fourier-Transformation durchgeführt wird und Unterschiede in der Größeder Stromreaktionssignale dazu verwendet werden, den Isolie¬rungszustand zu bestimmen.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬zeichnet, dass für die Referenzstromreaktionen sowie für diedanach gemessene Stromreaktion mehrere Messungen nacheinandervorgenommen werden.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬zeichnet, dass ein Indikator (IDI) für die Verschlechterungder Isolierung in Echtzeit auf Grundlage der Abweichung dergemessenen Stromreaktion von der mindestens einen Referenz¬stromreaktion bestimmt wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, wenn von Anspruch 7 abhängig, da¬durch gekennzeichnet, dass der Indikator (IDI) für die Ver¬schlechterung der Isolierung auf Grundlage der Bestimmung ei¬ner Standardabweichung der Stromreaktionen über den Frequenz¬bereich hinweg berechnet wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dassbei einer mehrphasigen Maschine , z. B. einer dreiphasigen Ma¬schine (4), Werte für den Indikator (IDI) für die Verschlech¬terung der Isolierung für jede Phase berechnet werden und dar¬aus eine mögliche räumliche Asymmetrie berechnet wird.
11. 11. Vorrichtung zur Feststellung des Zustands, insbesondere einesverschlechterten Zustands, einer Isolierung einer wechselrich¬tergespeisten Wechselstrommaschine (4), mit einer Wechsel¬strommaschine (4), die an einen Wechselrichter (2) angeschlos¬sen ist, der dazu eingerichtet ist, die Maschine (4) mit einer Spannung anzuregen, und mit mindestens einem Sensor (9, 10, 11) zum Messen einer durch diese Anregung verursachten Strom¬reaktion der Maschine (4), dadurch gekennzeichnet, dass derWechselrichter (2) dazu eingerichtet ist, die Maschine (4) miteiner Spannung in einem bestimmten Frequenzbereich über derGrundwelle der Maschine anzuregen, und dass mindestens einKomparator (24, 25, 26) vorgesehen ist, der dazu eingerichtetist, um die gemessene Stromreaktion der Maschine (4) mit min¬destens einer Referenzstromreaktion zu vergleichen, die zuvoran der intakten Maschine verursacht und gemessen und gespei¬chert wurde, und um mögliche Veränderungen der gemessenenStromreaktion in Bezug auf die mindestens eine Referenzstrom¬reaktion zu bestimmen, um den Isolierungszustand auf Grundlagedieser Veränderungen zu bestimmen.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieStromreaktion durch mindestens einen Stromsensor (9, 10, 11)gemessen wird, der bereits in der Wechselrichterschaltung vor¬handen ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,dass der bestimmte Frequenzbereich für die Spannung 50 kHz bis5 MHz, vorzugsweise 300 kHz bis 1,5 MHz beträgt.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge¬kennzeichnet, dass der Wechselrichter (2) dazu eingerichtetist, eine Impulsfolge als Anregungsspannung abzugeben.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnetdurch mindestens eine Berechnungseinheit (24, 25, 26), diedazu eingerichtet ist, einen Indikator (IDI) für die Ver¬schlechterung der Isolierung auf Grundlage der Abweichung dergemessenen Stromreaktion von der mindestens einen Referenz¬stromreaktion zu berechnen.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinheit (24, 25, 26) dazu eingerichtet ist, den In¬dikator für die Verschlechterung der Isolierung auf Grundlagemehrerer Stromreaktionsmessungen und auf Grundlage einer Stan¬dardabweichung der Stromreaktionen über den Frequenzbereichhinweg zu berechnen.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,dass im Falle einer mehrphasigen Maschine, z. B. einer drei¬phasigen Maschine (4), eine Komparator- und Berechnungseinheit(27) an ein entsprechendes Element von Komparatoren (24, 25,26) angeschlossen ist, um die für jede Phase berechneten Wertedes Indikators (IDI) für die Verschlechterung der Isolierungzu vergleichen und daraus eine mögliche räumliche Asymmetriezu berechnen.