CN116918242A - 旋转电机的短路探测装置 - Google Patents
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Abstract
旋转电机(10)的短路探测装置(100)具备具有信号取得部(61)、信号分解部(62)、特定频率分量降低部(63)、信号变换部(64)以及短路探测部(65)的信号处理装置(60)和配置于定子(20)内部的磁检测器(50)，旋转电机(10)的短路探测装置(100)探测励磁绕组(32)的短路。信号分解部(62)将来自信号取得部(61)的电压信号分解为次数不同的多个频率分量，特定频率分量降低部(63)使奇数次的频率分量和比小于槽高次谐波的基本次数的阈值高的偶数次的频率分量降低，信号变换部(64)变换为电压信号。短路探测部(65)生成与各磁极对应的电压信号的差分波形，探测励磁绕组(32)的短路以及短路位置。
Description
技术领域
本申请涉及旋转电机的短路探测装置。
背景技术
为了探测在旋转电机的励磁绕组中发生的短路，例如，在专利文献1记载的以往技术中，通过内置有拾取线圈的探测器，探测由于转子的励磁绕组的短路引起的励磁磁通的变化。探测器具有以在拔出转子时或者再插入转子时不会成为障碍的方式能够通过在定子铁心的轴向上设置的冷却通风通道在半径方向上滑动的机构。在旋转电机运转时以在空隙内接近转子的方式伸展地固定探测器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2825373号公报
发明内容
在上述专利文献1记载的以往的技术中，需要能够使探测器滑动的可动机构和针对由于在定子与转子之间的空隙中流过的冷却气流引起的振动具有充分的强度的探测器构造，为了探测励磁绕组的短路，需要复杂且大型的结构。
本申请公开用于解决如上述的课题的技术，其目的在于提供能够通过小型且简略的结构可靠性优良地探测转子的励磁绕组的短路的、旋转电机的短路探测装置。
本申请公开的旋转电机的短路探测装置具备：磁检测器，与设置于旋转电机的转子的多个槽的励磁绕组对置地配置；以及信号处理装置，处理来自该磁检测器的信号，所述旋转电机的短路探测装置探测所述励磁绕组的短路。所述磁检测器配置于相对所述转子隔着空隙设置的定子的内部。所述信号处理装置具备：信号取得部，取得作为来自所述磁检测器的所述信号的电压信号；信号分解部，将通过所述信号取得部取得的所述电压信号分解为次数相互不同的多个频率分量；特定频率分量降低部，将比作为与所述多个槽的间距具有相关性的高次谐波的槽高次谐波的基本次数低的次数作为阈值，使所述多个频率分量中的、奇数次的频率分量和比所述阈值高的偶数次的频率分量降低；信号变换部，将从所述特定频率分量降低部输出的多个频率分量变换为电压信号；以及短路探测部，针对与所述转子的多个磁极分别对应的所述转子的每个周向角度，分割通过所述信号变换部变换后的电压信号，生成与所述多个磁极中的相邻的磁极对应的各电压信号的差分波形，根据所述差分波形的形状，探测所述励磁绕组的短路，并且推测在所述转子的周向的哪个位置发生了该短路。
根据本申请公开的旋转电机的短路探测装置，能够通过小型且简略的结构可靠性优良地探测转子的励磁绕组的短路。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的旋转电机以及短路探测装置的结构图。
图2是说明实施方式1所涉及的探查线圈(search coil)的位置的图。
图3是根据磁通密度示出实施方式1所涉及的探查线圈的位置的范围的图。
图4是示出实施方式1所涉及的通过信号取得部取得的电压信号的一个例子的波形图。
图5是示出实施方式1所涉及的通过信号分解部频率分析的电压信号的振幅分量的频谱的频谱图。
图6是示出实施方式1所涉及的通过特定频率分量降低部实施降低处理后的振幅分量的频谱的频谱图。
图7是示出实施方式1所涉及的通过信号变换部变换的电压信号的图。
图8是示出实施方式1所涉及的通过短路探测部得到的差分波形的图。
图9是示出比较例所涉及的通过短路探测部得到的差分波形的图。
图10是示出实现实施方式1所涉及的信号处理装置的各功能的硬件的例子的结构图。
图11是示出实现实施方式1所涉及的信号处理装置的各功能的硬件的其他例子的结构图。
图12是示出实施方式2所涉及的旋转电机以及短路探测装置的结构图。
(符号说明)
10：涡轮发电机(旋转电机)；20：定子；21：定子芯；21A：齿顶端；22：多相绕组；23：定子槽；25：齿；30：转子；32：励磁绕组；33：转子槽；36：第1磁极；37：第2磁极；40：空隙；50：探查线圈(磁检测器)；60：信号处理装置；61：信号取得部；62：信号分解部；63：特定频率分量降低部；64：信号变换部；65：短路探测部；80：通风路；100、100A：短路探测装置；f：函数；d、y：径向距离；Sxy：位置范围；Sp：转子槽间距。
具体实施方式
实施方式1
以下，参照附图，说明实施方式。
图1是示出实施方式1所涉及的旋转电机以及短路探测装置的结构图。在实施方式1中，作为旋转电机采用涡轮发电机10。在图1中，关于涡轮发电机10，示出与涡轮发电机10的轴向垂直的剖面。
如图1所示，涡轮发电机10具备作为电枢的定子20以及作为励磁的转子30。定子20具有圆筒状的定子芯21和多相绕组22。定子20设置于转子30的外侧。
定子芯21的轴向是沿着定子芯21的轴心的方向、且与图1的纸面垂直的方向。定子芯21的径向是以定子芯21的轴心为中心的圆的径向。定子芯21的周向是沿着以定子芯21的轴心为中心的圆弧的方向。
在定子芯21的内周部形成有多个定子槽23。各定子槽23沿着定子芯21的径向形成。另外，多个定子槽23在定子芯21的周向上等间距地配置。在实施方式1中，定子槽23的总数是84。在多个定子槽23上缠绕有多相绕组22。
转子30具有转子芯31、励磁绕组32以及未图示的旋转轴。转子芯31以及旋转轴与定子芯21同轴地配置。转子30能够以旋转轴为中心旋转。
转子芯31的轴向是沿着转子芯31的轴心O的方向、且与图1的纸面垂直的方向。转子芯31的径向是以转子芯31的轴心O为中心的圆的径向。转子芯31的周向是沿着以转子芯31的轴心O为中心的圆弧的方向。
在转子芯31的外周部形成有多个转子槽33。各转子槽33沿着转子芯31的径向形成。
在实施方式1中，多个转子槽33被分成第1槽群34和第2槽群35。在第1槽群34以及第2槽群35中分别包括16个转子槽33。即，转子槽33的总数是32。
在第1槽群34以及第2槽群35中，在转子芯31的周向上等间距地配置有多个转子槽33。转子槽33的间距是在转子芯31的周向相邻的2个转子槽33的宽度方向中心之间的距离。实施方式1中的转子槽33的间距在通过转子芯31的周向角度表示时为7.42°。以下，各转子槽33的间距被称为转子槽间距Sp。
在第1槽群34与第2槽群35之间形成有第1磁极36以及第2磁极37。在图1中，以下，将通过转子芯31的轴心O、转子30的周向上的第1磁极36的中心以及第2磁极37的中心的单点划线称为磁极中心线C1。以磁极中心线C1为中心，对称地配置有第1槽群34和第2槽群35。
另外，以下，将通过转子芯31的轴心O、转子芯31的周向上的第1槽群34的中心以及第2槽群35的中心的单点划线称为极间中心线C2。
多个转子槽33各自按照从接近磁极中心线C1到远离磁极中心线C1的顺序被称为第1槽、第2槽、…、第8槽。换言之，多个转子槽33各自按照从远离极间中心线C2到接近极间中心线C2的顺序被称为第1槽、第2槽、…、第8槽。
在多个转子槽33上以夹着磁极中心线C1在第1槽群34和第2槽群35往返的方式缠绕有励磁绕组32。在励磁绕组32中，配置于相邻的转子槽33的部分相互串联地连接。
励磁绕组32通过未图示的外部电源被直流励磁。由此，第1磁极36以及第2磁极37的一方成为N极，另一方成为S极。即，涡轮发电机10是2极的发电机。
在定子芯21与转子芯31之间形成有空隙40。多相绕组22通过未图示的外部电源被交流励磁。由此，在空隙40内产生旋转磁场。
短路探测装置100探测涡轮发电机10的励磁绕组32的短路，具备作为磁检测器的探查线圈50、处理来自探查线圈50的检测信号的信号处理装置60以及显示装置70。探查线圈50配置于定子20的内部，在该情况下，固定于定子芯21的1个定子槽23内。另外，探查线圈50隔着空隙40与励磁绕组32对置。
在探查线圈50，主磁通以及漏磁通交链。主磁通是在空隙40中产生的磁通，漏磁通是从各转子槽33漏出的磁通。在探查线圈50交链的磁通被称为交链磁通。
探查线圈50具有第1端子51以及第2端子52。在探查线圈50磁通交链时，在第1端子51与第2端子52之间感应作为检测信号的电压信号。探查线圈50内的交链磁通的分布伴随转子30的旋转而变动。
在信号处理装置60中，作为功能块，具备信号取得部61、信号分解部62、特定频率分量降低部63、信号变换部64以及短路探测部65。
信号取得部61取得在探查线圈50中感应的电压信号。信号分解部62将通过信号取得部61取得的电压信号分解为次数相互不同的多个频率分量。进而，信号分解部62将分解后的各频率分量分离为振幅和相位。
特定频率分量降低部63将比槽高次谐波的基本次数低的频率分量的次数设定为阈值。槽高次谐波是与转子槽间距Sp具有相关性的高次谐波。
进而，特定频率分量降低部63使分离后的振幅中的、奇数次的频率分量和比阈值高的偶数次的频率分量降低。
信号变换部64通过针对频率分量的每个次数将相位和利用特定频率分量降低部63实施降低处理后得到的振幅全部累计，变换为特定频率分量降低后的电压信号。
短路探测部65针对与转子30的第1磁极36以及第2磁极37分别对应的转子30的每个周向角度，分割变换后的特定频率分量降低后的电压信号。进而，短路探测部65生成与第1磁极36以及第2磁极37对应的各电压信号的差分波形。而且，短路探测部65根据差分波形的形状，探测励磁绕组32的短路，并且推测在转子30的周向的哪个位置发生了励磁绕组32的短路。
进而，短路探测部65将与励磁绕组32有无发生短路以及发生了短路的转子槽33的位置有关的信息输出给显示装置70。
显示装置70设置于信号处理装置60的外部。显示装置70根据来自短路探测部65的信息，显示励磁绕组32有无短路以及发生了短路的转子槽33的位置。
此外，显示装置70也可以设置于短路探测装置100的外部。
以下，说明配置于定子槽23内的探查线圈50。
图2是说明探查线圈50的位置的图。如图所示，探查线圈50被固定到处于由2个齿25夹着的定子槽23的内部的定子楔24。定子楔24由非磁性材料料构成，在定子槽23的内部填充到多相绕组22的外侧(开口侧)。而且，探查线圈50也在定子槽23的内部配置到多相绕组22的外侧。
而且，从定子槽23的开口面的径向位置、即齿顶端21A的径向位置至探查线圈50的配设位置的径向距离y小于从齿顶端21A的径向位置至多相绕组22的表面的径向距离d，成为0<y<d。
但是，在励磁绕组32中流过的电流增加时，主磁通也增加，所以定子芯21逐渐磁饱和。磁通从磁饱和后的定子芯21向定子槽23漏出，所以相比于由于励磁绕组32的短路产生的磁通量的变化，与其无关的主磁通的磁通量的变化的影响更大。因此，难以正确地探测发生了短路或者发生了短路的转子槽33的位置。
图3是根据磁通密度示出探查线圈的位置的范围的图。
在此，示出在使励磁绕组32的电流逐渐增加直至定子芯21磁饱和的条件下相对与定子槽23邻接的定子芯21的齿顶端21A的探查线圈50的磁通密度的位置范围Sxy。纵轴表示齿顶端21A处的最大磁通密度x[T](T：特斯拉)。在横轴上，将齿顶端21A作为径向位置的基准，用百分率％表示直至探查线圈50的配设位置的径向距离y相对直至多相绕组22的表面的径向距离d的比率(y/d)。
如图所示，在比率(y/d)为0～100％内、进而以最大磁通密度x的函数f(x)限制的范围，配置探查线圈50。该位置范围Sxy表示不发生短路的误探测的探查线圈50的定子槽23内部中的位置范围，函数f(x)是通过模拟图1的涡轮发电机10的无负载运转状态而得到的函数。即，函数f(x)被设定成使得在直至定子芯21磁饱和的条件下不会误探测励磁绕组32的短路。
此外，误探测是指，错误地探测励磁绕组32的短路发生以及短路位置，其详细后述。
此外，使用最大磁通密度x[T]，用以下的式表示函数f(x)。
f(x)＝801×5.9((1.5-x)^(5.9))+3.6
一般而言，在齿25的磁通密度超过1T的区域中，相比于其以下的区域易于磁饱和，并且由于定子芯21的层叠钢板的一般的磁特性，在磁通密度变大时，磁通泄漏按照指数函数急速增加。即，在该实施方式中，也在图3的纵轴所示的磁通密度变高时，从齿25向定子槽23的漏磁通变大。关于该漏磁通，相对来自转子30的励磁磁通变得越大，则相对由探查线圈50检测的励磁磁通越成为干扰。
因此，在磁通密度变高时，探查线圈50的位置范围Sxy变窄。
例如，在最大磁通密度x[T]成为0.8以下的运转条件下探测短路的情况下，不论表示探查线圈50的位置的比率(y/d)是0～100％中的哪个，都能够不误探测而推测励磁绕组32的短路的部位。
另外，例如，在最大磁通密度x[T]成为1.0以上的运转条件下探测短路的情况下，为了不误探测而正常地推测短路的部位，表示探查线圈50的位置的比率(y/d)小于20％。
在周围存在具有非线性的磁特性的磁性材料的定子槽23中，越是朝向作为外周侧的槽底，由于与励磁绕组32的短路无关的磁通量变化引起的影响变得越显著。因此，在磁通密度高的运转条件下探测励磁绕组32的短路的情况下，探查线圈50配置于在周围磁性材料少、且由于励磁绕组32的短路引起的磁通量变化大的槽开口部附近。
接下来，参照附图，更详细地说明短路探测装置100的信号处理装置60。
图4是示出通过信号取得部61取得的电压信号的一个例子的波形图。该波形图是通过使用电磁场解析程序模拟图1的涡轮发电机10的无负载运转状态而得到的图形。
此外，例如，在第1磁极36侧的第2槽中励磁绕组32短路1匝量这样的条件下执行模拟。因此，根据图4的波形图以下说明的例子是在第1磁极36侧的第2槽中励磁绕组32短路1匝量的情况。
如图4所示，例如，周向角度0°至180°与第1磁极36对应，周向角度180°至360°与第2磁极37对应。因此，在周向角度90°下，第1磁极36的中心最接近探查线圈50，在周向角度270°下，第2磁极37的中心最接近探查线圈50。在图4的波形图中，针对每个转子槽间距Sp、即7.42°，发生了32个细微的电压变动。
图5是示出通过信号分解部62频率分析后的电压信号的振幅分量的频谱的频谱图。横轴是高次谐波的次数n，将图中的条形图的一峰作为1次。在图5中，示出直至110次的高次谐波。n是1以上的整数。此外，关于111次以上的次数的高次谐波，由于振幅小而省略显示。纵轴表示各次数的高次谐波的电压强度。
如图5所示，奇数次的高次谐波的电压强度大于偶数次的高次谐波的电压强度。与在励磁绕组32中是否发生了短路无关地产生奇数次的高次谐波。另一方面，在励磁绕组32中发生了短路的情况下产生偶数次的高次谐波。
另外，奇数次的高次谐波中的、1次的高次谐波的电压强度特别大。1次的高次谐波还被称为基波，是主磁通的频率分量。
另外，奇数次的高次谐波中的、47次的高次谐波相比于其周边的高次谐波，电压强度更大。47次的高次谐波是槽高次谐波、且与转子槽间距Sp具有相关性的高次谐波。47次是槽高次谐波的基本次数。槽高次谐波由于转子30中的1次的磁通势和转子槽间距Sp的磁导变化的差分产生。磁导是从磁通势向磁通密度的变换系数。在该情况下，磁通势次数和磁导次数的差分47成为槽高次谐波的次数。
48次以上的高次谐波是与比转子槽间距Sp窄的间距、即在周向上比转子槽间距Sp小的角度相当的高次谐波。与比转子槽间距Sp小的角度对应的频率分量并非为了推测励磁绕组32的短路位置而所需的分量。因此，特定频率分量降低部63将比47次小的次数选择为用于去除偶数次的频率分量的阈值的次数。而且，特定频率分量降低部63去除比选择的阈值大的所有偶数次的频率分量。
槽高次谐波的电压强度高于接近槽高次谐波的奇数次的频率分量的电压强度。因此，越是接近槽高次谐波的次数的偶数次的频率分量，越易于受到槽高次谐波的影响而变得不稳定。因此，更优选以去除易于受到槽高次谐波的影响的偶数次的频率分量的方式设定阈值。
另外，奇数次的频率分量成为阻碍探测偶数次的频率分量的主要原因。另一方面，奇数次的频率分量包含为了确定周向角度而所需的信息。具体而言，通过包含奇数次的频率分量，能够判别在哪个磁极侧发生了短路。
因此，为了推测励磁绕组32的短路位置，不期望完全去除奇数次的频率分量。因此，特定频率分量降低部63并非完全去除奇数次的频率分量而使其衰减。
更具体而言，在实施方式1中，特定频率分量降低部63将阈值设定为12，去除14次以上的偶数次的频率分量。另外，特定频率分量降低部63使所有奇数次的频率分量衰减，在该情况下，奇数次的11次以下衰减到1/50，奇数次的13次以上衰减到大致零或者被去除。
这样，在该实施方式中，使频率分量降低包括去除频率分量以及使频率分量衰减。
图6是示出通过特定频率分量降低部63实施降低处理后的振幅分量的频谱的频谱图。如图6所示，从特定频率分量降低部63输出的振幅分量的频谱包含2次至12次的偶数次的频率分量和衰减后的奇数次的频率分量。
这样，通过特定频率分量降低部63使比作为比槽高次谐波的基本次数低的次数的阈值高的偶数次的频率分量和奇数次的频率分量降低，能够减小成为励磁绕组32中的短路探测的妨碍的主要原因。由此，能够提高短路的探测精度。
图7是示出通过信号变换部64变换后的电压信号的图。
信号变换部64将相位和通过特定频率分量降低部63实施降低处理后的振幅针对频率分量的每个次数全部累计而变换为电压信号。在变换后的电压信号中未包含槽高次谐波的分量，所以如图7所示，相比于图4所示的电压信号，电压的变动周期更长。换言之，在图7中，不出现转子槽间距Sp的细微的波形。
图8是示出通过短路探测部65得到的差分波形的图。
向短路探测部65输入通过信号变换部64变换后的电压信号。而且，短路探测部65按照与转子30的第1磁极36以及第2磁极37分别对应的转子30的每个周向角度，分割输入的电压信号。第1磁极36和第2磁极37的极性相互不同，所以通过将与第1磁极36对应的0°至180°的波形和与第2磁极37对应的180°至360°的波形相加，生成与第1磁极36以及第2磁极37对应的各电压信号的差分波形。
即，通过将图7所示的波形左右分割并相互相加，得到图8所示的差分波形。
在图8的差分波形中，在50°的位置出现由正方向的峰值电压的一波形成的峰值波形P1，在130°的位置出现由负方向的峰值电压的一波形成的峰值波形P2。此外，“一波”是指，从在峰值电压的一侧电压的绝对值变得最小的周向角度至在峰值电压的另一侧电压的绝对值变得最小的周向角度的范围Wα的一个波形。
图8中的纵的虚线表示第1槽至第8槽的周向角度。最接近与磁极的中心对应的90°的虚线是第1槽，最接近0°以及180°的虚线是第8槽。相邻的虚线彼此的间隔与转子槽间距Sp相当。
这样，在差分波形中出现比转子槽间距Sp宽幅的范围Wα的峰值波形P1、P2表示在励磁绕组32中发生了短路。
50°的峰值电压以及130°的峰值电压都最接近表示第2槽的虚线α1、α2。根据其结果，短路探测部65推测为在第2槽中发生了励磁绕组32的短路。
如上所述，在励磁绕组32中流过的电流增加而定子芯21磁饱和时，磁通从定子芯21向定子槽23漏出，对励磁绕组32的短路探测造成恶劣影响。
图9是示出比较例所涉及的通过短路探测部得到的差分波形的图。在图9所示的比较例中，示出定子芯21磁饱和的情况，产生了在并非本来发生了短路的第2槽的周向角度具有峰值电压的峰值波形PP1、PP2。在该情况下，峰值波形PP1、PP2的各峰值电压都比表示第2槽的虚线α1、α2最接近第1槽的虚线，错误地推测为在第1槽中发生了励磁绕组32的短路。
如上述比较例所示，关于误判断为在本来未短路的槽中发生了短路、即错误地探测短路位置的误探测，以下说明不发生该误探测的条件。
不发生误探测的条件是指，在通过短路探测部65得到的差分波形中出现的、比转子槽间距Sp宽幅的峰值波形P1、P2的峰值电压的角度和实际上发生了短路的转子槽33的角度的差分小于转子槽间距Sp的1/2。在该差分成为转子槽间距Sp的1/2以上时，误探测为在本来未短路的邻接或者进一步相邻的槽中发生了短路。
如以上所述，在该实施方式中，探查线圈50配置于定子槽23内部，所以不会成为装卸转子30时的障碍，而且不会直接暴露于伴随转子30的旋转在空隙40中高速地循环的冷却气流。
因此，探查线圈50不需要可动式且复杂的探测器，并且也不需要能够克服由于冷却气流引起的振动的坚固且大型的探测器。例如，能够由用以树脂固化的薄板保护、并将其用粘接等固定到定子楔24等精简的探测器构成。因此，短路探测装置100能够通过小型且简略的结构可靠性良好地探测转子30的励磁绕组32的短路。
此外，在探查线圈50和定子楔24大幅离开的情况下，也可以在定子楔24与探查线圈50之间安装固定夹具。
另外，探查线圈50在定子槽23内部配置于与转子30的旋转相伴的定子20的齿顶端21A处的最大磁通密度越大则直至齿顶端21A的径向位置的距离变得越小的范围。因此，即使在磁通密度大的涡轮发电机10的运转条件下，也能够可靠性良好地探测在转子30的周向的哪个位置发生了励磁绕组32的短路。
进而，在将齿顶端21A作为径向位置的基准而直至探查线圈50的位置的径向距离y相对直至多相绕组22表面的径向距离d的比率(y/d)为0～100％内、进而以最大磁通密度x的函数f(x)限制的范围，配置探查线圈50。即，通过在图3所示的位置范围Sxy配置探查线圈50，能够易于可靠地进行可靠性高的励磁绕组32的短路探测。
另外，在实施方式1中，定子槽23的数量、转子槽33的数量、磁极36、37的数量、转子槽间距Sp不限定于上述例子。
例如，在磁极的数量比2多的情况下，短路探测部65如下所述生成差分波形即可。短路探测部65首先针对与转子30的多个磁极分别对应的转子30的每个周向角度，分割通过信号变换部64变换后的电压信号。进而，短路探测部65生成与多个磁极中的相邻的磁极对应的各电压信号的差分波形即可。
另外，在实施方式1中，转子槽间距Sp存在1个，但转子槽间距Sp也可以存在多个。在转子槽间距Sp存在多个的情况下，将转子槽间距Sp最大的电压分量、即多个槽高次谐波中的次数最小的槽高次谐波的次数视为槽高次谐波的基本次数而设定阈值即可。由此，能够去除与所有转子槽间距Sp对应的频率分量。
另外，在实施方式1中，特定频率分量降低部63也可以不一定使所有奇数次的频率分量降低。即，特定频率分量降低部63也可以在能够探测偶数次的频率分量的范围内使一部分的奇数次的频率分量不降低而残留。
另外，在实施方式1中，特定频率分量降低部63也可以不一定将比阈值高的偶数次的频率分量全部去除。即，特定频率分量降低部63也可以在短路探测部65中的差分波形中得到比转子槽间距Sp宽幅的峰值波形P1、P2的范围内，使比阈值高的偶数次的频率分量衰减。
另外，在实施方式1中，信号分解部62将电压信号分解为次数相互不同的多个频率分量，进而将多个频率分量分离为振幅和相位。而且，特定频率分量降低部63关于振幅进行了使特定的频率分量降低的处理。但是，分解信号的方法不特别限定此。
例如，也可以信号分解部62将电压信号分解为次数相互不同的多个频率分量，特定频率分量降低部63关于分解后的多个频率分量进行使特定的频率分量降低的处理。由此，能够使信号分解的处理变得更简易。
另外，在实施方式1中，转子30配置于定子20的内周侧，但转子30也可以配置于定子20的外周侧。
另外，在实施方式1中，作为旋转电机采用了涡轮发电机10，但旋转电机也可以是涡轮发电机10以外的发电机，还可以是电动机。
另外，作为磁检测器使用了探查线圈50，但不限于此。
另外，实施方式1的信号处理装置60的功能通过处理电路实现。
图10是示出实现信号处理装置60的各功能的硬件的例子的结构图。在该情况下，由作为专用的硬件的处理电路60A构成信号处理装置60。
另外，关于处理电路60A，例如，单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者它们的组合相应。
另外，图11是示出实现实施方式1所涉及的信号处理装置60的各功能的硬件的其他例子的结构图。在该情况下，处理电路60B具备处理器201以及存储器202。
在处理电路60B中，通过软件、固件或者软件和固件的组合实现信号处理装置60的功能。软件以及固件被记述为程序，储存到存储器202。处理器201通过读出并执行存储于存储器202的程序，实现各功能。
储存于存储器202的程序还可以称为使计算机执行上述各部的过程或者方法的程序。在此，存储器202是指，例如RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)、闪存存储器、EPROM(Erasable Programmable Read OnlyMemory，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable and ProgrammableRead Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或者易失性的半导体存储器。另外，磁盘、软盘、光盘、紧凑盘、迷你盘、DVD等也与存储器202相应。
此外，关于上述信号处理装置60的功能，也可以用专用的硬件实现一部分，用软件或者固件实现一部分。
这样，处理电路能够通过硬件、软件、固件或者它们的组合实现上述信号处理装置60的功能。
实施方式2
在上述实施方式1中，将探查线圈50配置到定子槽23的内部，但在涡轮发电机10中，如上述专利文献1，有在定子芯内设置通风路而使冷却风通风的情况，还能够在通风路内设置探查线圈50。
图12是示出实施方式2所涉及的旋转电机以及短路探测装置的结构图。此外，作为旋转电机的涡轮发电机10除了设置有通风路以外，与实施方式1所示的结构相同，适当地省略图示以及说明。图12示出涡轮发电机10的轴向剖面图。
在该实施方式2中，在定子芯21，在轴向上设置有多个在径向上贯通定子芯21的通风路80，使冷却风通风。
与上述实施方式1同样地，短路探测装置100A具备探查线圈50、处理来自探查线圈50的检测信号的信号处理装置60以及显示装置70，探测涡轮发电机10的励磁绕组32的短路。
如图所示，通风路80在轴向上被定子芯21夹着，探查线圈50被固定到1个通风路80内。另外，探查线圈50隔着空隙40与未图示的励磁绕组32对置。
通风路80内的探查线圈50的径向位置能够与上述实施方式1的定子槽23内的径向位置同样地决定。即，在上述实施方式1的图3所示的位置范围Sxy配置探查线圈50。
上述实施方式1所示的模拟加入了这样的非磁性部分存在的比例，所以即使将探查线圈50设置于通风路80内也得到同样的效果。
另外，通风路80在径向上贯通定子芯21，所以易于将探查线圈50以及其引线引出到涡轮发电机10的外侧。另外，与探查线圈50配置于定子槽23内的情况不同，具有在检查定子楔24时不会成为障碍这样的优点。
进而，通过根据需要从涡轮发电机10的外侧插入探查线圈50，能够仅在励磁绕组32的短路检查时，在后面临时地设置探查线圈50。
本申请记载了各种例示性的实施方式以及实施例，但1个或者多个实施方式记载的各种特征、方式以及功能不限于特定的实施方式的应用，能够单独或者以各种组合应用于实施方式。
因此，未例示的无数的变形例在本申请公开的技术的范围内被设想。例如，包括将至少1个构成要素变形的情况、追加的情况或者省略的情况、进而抽出至少1个构成要素并与其他实施方式的构成要素组合的情况。
Claims (8)
1.一种旋转电机的短路探测装置，具备：
磁检测器，与设置于旋转电机的转子的多个槽的励磁绕组对置地配置；以及
信号处理装置，处理来自该磁检测器的信号，
所述旋转电机的短路探测装置探测所述励磁绕组的短路，其中，
所述磁检测器配置于相对所述转子隔着空隙设置的定子的内部，
所述信号处理装置具备：
信号取得部，取得作为来自所述磁检测器的所述信号的电压信号；
信号分解部，将通过所述信号取得部取得的所述电压信号分解为次数相互不同的多个频率分量；
特定频率分量降低部，将比作为与所述多个槽的间距具有相关性的高次谐波的槽高次谐波的基本次数低的次数作为阈值，使所述多个频率分量中的、奇数次的频率分量和比所述阈值高的偶数次的频率分量降低；
信号变换部，将从所述特定频率分量降低部输出的多个频率分量变换为电压信号；以及
短路探测部，针对与所述转子的多个磁极分别对应的所述转子的每个周向角度，分割通过所述信号变换部变换后的电压信号，生成与所述多个磁极中的相邻的磁极对应的各电压信号的差分波形，根据所述差分波形的形状，探测所述励磁绕组的短路，并且推测在所述转子的周向的哪个位置发生了该短路。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的短路探测装置，其中，
所述磁检测器配置于所述定子的槽内部。
3.根据权利要求1所述的旋转电机的短路探测装置，其中，
在所述定子，在径向上设置有冷却风的通风路，所述磁检测器配置于所述通风路的内部。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的旋转电机的短路探测装置，其中，
所述磁检测器配置于在所述定子的齿顶端的径向位置与所述定子内部的多相绕组表面的径向位置之间的径向位置且与所述转子的旋转相伴的所述定子的所述齿顶端处的最大磁通密度越大则直至所述齿顶端的径向位置的距离变得越小的范围。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的短路探测装置，其中，
在将所述齿顶端作为径向位置的基准而直至所述磁检测器的位置的径向距离相对直至所述多相绕组表面的径向距离的比率为0～100％内、进而以所述最大磁通密度的函数来限制的范围，配置所述磁检测器。
6.根据权利要求5所述的旋转电机的短路探测装置，其中，
所述函数被设定成使得在直至所述定子的芯磁饱和的条件下不会误探测所述励磁绕组的所述短路。
7.根据权利要求5或者6所述的旋转电机的短路探测装置，其中，
所述函数在将所述最大磁通密度设为xT的情况下用下式表示，801×5.9((1.5-x)^(5.9))+3.6。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的旋转电机的短路探测装置，其中，
所述磁检测器是探查线圈。
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