DE10112569B4

DE10112569B4 - Method for diagnosing electrical connections to electrical machines

Info

Publication number: DE10112569B4
Application number: DE10112569A
Authority: DE
Inventors: Klaus Scherrbacher; Axel Strommer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: DE10112569A1

Abstract

Verfahren zur Diagnose einer elektrischen Maschine (1), die eine Ständerwicklung (2) enthält, die Wicklungen (5,6,7) umfasst und die an einem Gleich- oder an einem Pulswechselrichter betreibbar ist, wobei den einzelnen Phasensträngen (9) des R-S-T-Systems der elektrischen Maschine (1) Stromsensoren (10) zugeordnet sind, und die Kontaktfähigkeit elektrischer Verbindungen durch Aufprägen definierter Spannungsmuster (24,25,26) in die Wicklung (5,6,7) erfolgt, die definierten Spannungsmuster (24,25,26) in einer mit einer Spannungsquelle (12) verbundenen Prüfschaltung (11) durch Schließen oder Öffnen von Kontakten (S1 bis S6) erzeugt werden, wobei jeweils zwei der Kontakte (S1 bis S6) einem der Phasenstränge (9) des R-S-T-Systems der elektrischen Maschine (1) zugeordnet sind, bei dem eine Messung der Ströme (17,18,19) in den einzelnen Phasensträngen (9) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion eines Defekts an einer der Wicklungen (5,6,7) über den Pulswechselrichter die noch intakten Wicklungen der Wicklungen (5,6,7) der Ständerwicklung (2) der elektrischen Maschine (1) zur Realisierung von Notlaufeigenschaften angesteuert werden.method for diagnosing an electric machine (1), which is a stator winding (2) contains Windings (5,6,7) includes and on a DC or on a pulse inverter is operable, wherein the individual phase strands (9) of the R-S-T system the electric machine (1) are associated with current sensors (10), and the contact ability electrical connections by imposing defined voltage patterns (24,25,26) takes place in the winding (5,6,7), the defined voltage pattern (24, 25, 26) in a test circuit connected to a voltage source (12) (11) by closing or open of contacts (S1 to S6) are generated, wherein two of the Contacts (S1 to S6) one of the phase strands (9) of the R-S-T system of associated electrical machine (1), in which a measurement the streams (17,18,19) in the individual phase strands (9), characterized in that upon detection of a defect at one of the windings (5,6,7) over the pulse inverter the still intact windings of the windings (5,6,7) of the stator winding (2) the electric machine (1) for the realization of emergency running properties be controlled.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Bei elektrischen Maschinen, z.B. Generatoren, die stationär zur Energieerzeugung für das Festnetz eingesetzt werden oder zur Energieerzeugung in Fahrzeugen eingesetzt werden, lassen sich Gleich- oder Pulswechselrichter einsetzen. Der Gleichrichter- oder Pulswechselrichter steht über Leiterdrähte mit den Ständerdrähten der Ständerwicklung der elektrischen Maschine in Verbindung. Sind der Gleich- oder der Pulswechselrichter an unterschiedlichen Konsolen, z.B. bei Einsatz im Motorraum eines Fahrzeugs – aufgenommen, die ein unterschiedliches Schwingungsverhalten nach Erschütterungen aufweisen, kann es zum Bruch elektrischer Verbindungsstellen zwischen den Ständerdrähten und den elektrischen Leitern zum Gleich- oder Pulswechselrichter kommen.at electrical machines, e.g. Generators that are stationary for power generation for the Landline be used or for power generation in vehicles can be used, DC or pulse inverter can be used. The rectifier or pulse inverter is connected via conductor wires the stand wires the stator winding the electric machine. Are the same or the Pulse inverters on different consoles, e.g. at use in the engine compartment of a vehicle - recorded, the different vibration behavior after vibrations may cause breakage of electrical connection between the stator wires and the electrical conductors come to the DC or pulse inverter.

Stand der TechnikState of technology

Ist eine Verbindungsstelle zwischen Pulswechselrichter bzw. Gleichrichter und der elektrischen Maschine unterbrochen, so kann die elektrische Maschine ausfallen. Fällt z.B. der Generator während des Betriebes einer Verbrennungskraftmaschine in Kraftfahrzeugen aus, so wird dies vom Fahrer zunächst nicht bemerkt. Die Kfz-Batterie wird bei Ausfall des Generators nicht mehr aufgeladen, sondern stellt die Spannungsversorgung im Kraftfahrzeugbordnetz bei ausgefallenem Generator entsprechend ihres jeweiligen Ladezustandes sicher, ohne ihrerseits aufgeladen zu werden. Die Folge kann eine nahezu vollständig entladene Kfz-Batterie sein, deren Restladung insbesondere bei tieferen Außentemperaturen kaum mehr zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine ausreicht. Handelt es sich um eine direkt einspritzende Verbrennungskraftmaschine, wird das Restspannungsniveau kaum mehr zum Durchdrehen des Anlassers ausreichen.is a junction between pulse inverter or rectifier and the electric machine interrupted, so can the electric Machine fail. falls e.g. the generator during the operation of an internal combustion engine in motor vehicles out, this is the driver first not noticed. The car battery is in case of failure of the generator no longer charged, but provides the power supply in the Motor vehicle electrical system with failed generator according to her each charge state safely, without being charged in turn. The result can be a nearly completely discharged car battery its residual charge especially at lower outside temperatures hardly enough to start an internal combustion engine. Is it a direct injection internal combustion engine, The residual voltage level is hardly any more to spin the starter suffice.

Was für in Kraftfahrzeugen eingesetzte, als Generatoren betreibbare elektrische Maschinen gilt, hat prinzipiell auch Gültigkeit für stationäre elektrische Maschinen, die im Betrieb ebenfalls Erschütterungen ausgesetzt sein können, was bei Bruch einer Verbindungsstelle ebenfalls in den Ausfall der elektrischen Maschine nach sich ziehen kann.What for in Automotive used, operable as generators electrical Machines applies, in principle, also valid for stationary electrical machines, the also shaking during operation can be exposed which also breaks the connection point in the failure of the electric machine can cause.

Aus DE 198 37 796 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung des Pumpenzustandes bekannt, das zwei Testphasen umfasst. In einer ersten Testphase wird eine Steuerelektronik auf die Funktionsfähigkeit ihrer Schaltelemente geprüft. Bei Auftreten eines Fehlers wird ein Teil der Steuerelektronik abgeschaltet, während das Aggregat zumindest für kurze Zeit im Notlaufbetrieb weiterlaufen kann. In einer zweiten Testphase werden die Wicklungen des Elektromotors und deren Anschlüsse an die Versorgungsspannung auf einen ausreichenden Kontakt und auf einen eventuellen Kurzschluss geprüft. Bei einem eventuellen Kurzschluss wird sofort eine Abschaltung des Motors veranlasst.Out DE 198 37 796 A1 For example, a method of determining the state of the pump comprising two test phases is known. In a first test phase, control electronics are tested for the functionality of their switching elements. If an error occurs, a part of the control electronics is switched off, while the unit can continue to run for at least a short time in emergency mode. In a second test phase, the windings of the electric motor and their connections to the supply voltage are checked for sufficient contact and for a possible short circuit. In the event of a short circuit, the motor will be shut down immediately.

Aus der Literaturstelle Fischer, R.: Elektrische Maschinen, 6. Auflage, Carl Hanser Verlag, München, Wien 1986, Seiten 311 bis 313, ist weiter eine Rechenvorschrift zur Ermittlung der Verhältnisse der Phasenströme bekannt.Out the reference Fischer, R .: electrical machines, 6th edition, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna 1986, pages 311 to 313, is further a calculation rule for the determination the circumstances the phase currents known.

DE 34 36 776 A1 bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung, insbesondere für einen kollektorlosen Gleichstrommotor. Die Überwachungseinrichtung ist dem kollektorlosen Gleichstrommotor zugeordnet, welcher von einer H-Brückenschaltung angesteuert wird. Mittels einer Ablaufsteuerung wird nach einem vorgegebenen Schema sensiert, ob Endstufe und Stromsensoren funktionsfähig sind, d. h. die Schalttransistoren der Endstufe werden paarweise angesteuert und durch Sensierung der Wicklungsströme in den Motorwicklungen und des Summenstromes ein Kurzschluss oder eine Unterbrechung in den genannten Komponenten festgestellt. Der Überwachungsablauf erfolgt bevorzugt in einer beliebigen Stillstandsphase des elektrischen Motors, der zum Verstellen von Klappenelementen zur Strömungsregelung an Luftfahrzeugen eingesetzt wird. DE 34 36 776 A1 refers to a monitoring device, in particular for a brushless DC motor. The monitoring device is assigned to the brushless DC motor, which is controlled by an H-bridge circuit. By means of a sequence control is sensed according to a predetermined scheme, whether the output stage and current sensors are functional, ie the switching transistors of the output stage are driven in pairs and detected by sensing the winding currents in the motor windings and the total current, a short circuit or an interruption in said components. The monitoring sequence is preferably carried out in any standstill phase of the electric motor, which is used for adjusting flap elements for flow control on aircraft.

DE 199 60 289 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Fehlererfassung bei einem elektrischen Motor. Dieser weist einen Rotor auf, der entweder einen Permanentmagneten oder eine elektromagnetische Spule enthält. Ferner umfasst der elek trische Motor einen Stator, der ebenfalls entweder einen Permanentmagneten oder eine elektromagnetische Spule umfasst. Um einen Fehler des Motors zu erfassen, ohne diesen zu drehen, werden die elektromagnetischen Spulen derart erregt, dass eine erste magnetische Richtung des magnetischen Drehfeldes die gleiche Richtung wie eine zweite magnetische Richtung des Permanentmagneten aufweist, wenn die elektromagnetische Spule mit der Richtung des Permanentmagneten ausgerichtet ist. DE 199 60 289 A1 relates to an apparatus and method for fault detection in an electric motor. This has a rotor which contains either a permanent magnet or an electromagnetic coil. Further, the electric booster motor comprises a stator, which also comprises either a permanent magnet or an electromagnetic coil. In order to detect a failure of the motor without rotating it, the electromagnetic coils are energized such that a first magnetic direction of the rotating magnetic field has the same direction as a second magnetic direction of the permanent magnet when the electromagnetic coil is aligned with the direction of the permanent magnet Neten is aligned.

DE 35 02 179 A1 hat eine Vorrichtung zum Anschluss einer pulsierenden Spannung über eine Wicklung bei der Prüfung einer elektrischen Maschine zum Gegenstand. Bei der elektrischen Maschine handelt es sich insbesondere um eine Dreiphasenmaschine. Mit der Vorrichtung werden Ständer- und/oder Läuferwicklungsfehler geortet. Dazu umfasst die Vorrichtung eine Stromquelle sowie ein Oszillator, der über einen Schalter an die Stromquelle anschließbar ist. Ein Amperemeter ist im Ausgang des Oszillators angeordnet und eingeschaltet. Der Oszillator gibt eine zum Anschluss über die genannte Wicklung vorgesehene pulsierende Spannung mit veränderlicher Pulsdauer ab, wobei die Pulsdauer veränderlich ist um am Amperemeter einen geeigneten Zeigerausschlag herbeizuführen, wenn die pulsierende Spannung über die Wicklung angeschlossen ist. DE 35 02 179 A1 has a device for connecting a pulsating voltage across a winding in the examination of an electric machine to the object. The electric machine is in particular a three-phase machine. The device locates stator and / or rotor winding errors. For this purpose, the device comprises a current source and an oscillator which can be connected via a switch to the power source. An ammeter is located in the output of the oscillator and turned on. The oscillator outputs a pulsating voltage with a variable pulse duration provided for connection via said winding, the pulse duration being variable in order to bring about a suitable pointer deflection at the ammeter when the pulsating voltage is connected across the winding.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die elektrischen Verbindungsstellen zwischen der elektrischen Maschine und einem dieser zugeordneten Gleichrichter oder Pulswechselrichter auf Kontaktfähigkeit überprüft und überwacht werden. Die elektrischen Verbindungsstellen können z.B. als Schweißkontakte, Lötkontakte oder dergleichen beschaffen sein und vor Einschalten der elektrischen Maschine durch geeignete Ansteuerung überprüft werden.With the method according to the invention can the electrical connection points between the electric machine and one of these associated rectifier or pulse inverter checked for contact ability and monitored become. The electrical connection points can e.g. as welding contacts, solder contacts or the like, and before switching on the electrical Machine be checked by suitable control.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches an elektrischen Maschinen in Stern- und in Dreieckschaltung Anwendung finden kann, lässt sich an den Ständerdrähten der Ständerwicklung der elektrischen Maschine eine definierte Spannung einprägen, wodurch sich ein entsprechender Stromfluß einstellt. Über die Ströme kann gezielt ermittelt werden, ob die elektrischen Schweißstellenkontakte noch leiten oder unterbrochen sind. So können unterbrochene elektrische Kontakte mit hoher Zuverlässigkeit ermittelt werden.through of the method according to the invention, which on electric machines in star and delta connection Application can leaves on the stand wires of the stator winding memorize the electrical machine a defined voltage, whereby a corresponding current flow sets. About the currents can be specifically determined whether the electrical weld contacts still lead or interrupted. So can broken electrical Contacts with high reliability be determined.

Die Detektion der Unterbrechung einer oder mehrerer elektrischer Verbindungsstellen erlaubt das Ergreifen von Schutzmaßnahmen für andere der elektrischen Maschine nachge schaltete oder untergeordnete Systeme. Zum einen läßt sich bei Detektion einer oder mehrerer unterbrochener elektrischer Verbindungsstellen eine Diagnosemeldung "Generator defekt" ausgeben. Diese Diagnosemeldung kann sowohl auf dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges dem Fahrer angezeigt werden, so daß dieser gewarnt ist. So kann einerseits der weitgehend unbemerkt erfolgenden Entladung durch Anpassung des Verbrauchsverhaltens, d.h. des Abschaltens elektrischer Verbraucher vorgebeugt werden, andererseits läßt sich so rechtzeitig auftretenden Generatorbränden durch Generatorüberhitzung vorbeugen. Daneben kann eine entsprechende Diagnosemeldung auch auf einem Leitstand eines der stationären Energieerzeugung dienenden Generators ausgegeben werden.The Detecting the interruption of one or more electrical connection points allows the taking of protective measures for others of the electric machine Downstream or subordinate systems. For one thing can be upon detection of one or more interrupted electrical connection points a diagnostic message "Generator defective "output. This diagnostic message can both on the dashboard of a motor vehicle be displayed to the driver so that it is warned. So can on the one hand the largely unnoticed discharge by Adjustment of consumption behavior, i. switching off electrical Consumers can be prevented, on the other hand can be so timely occurring generator fires generator overheating prevent. In addition, a corresponding diagnostic message can also on a control station of one of the stationary power generation serving Generators are output.

Wird die Unterbrechung durch das Aufprägen definierter Spannungen auf die Ständerdrähte detektiert, kann eine schadhafte elektrische Verbindungsstelle zuverlässig lokalisiert werden. Bei Einsatz eines Pulswechselrichters an der elektrischen Maschine kann die Verfügbarkeit der elektrischen Maschine dadurch beibehalten oder zumindest verlängert werden, daß die verbleibenden Ständerwicklungen versetzt angesteuert werden und somit diejenige Ständerwicklung, an der eine elektrische Verbindungsstelle unterbrochen ist, nicht mehr angesteuert wird. So lassen sich Notlaufeigenschaften erzielen, die einen Betrieb des Generators sicherstellen, bis eine Instandhaltung der schadhaften elektrischen Verbindungsstelle erfolgen kann.Becomes the interruption by the imposition of defined voltages detected on the stator wires, can a faulty electrical connection reliably located become. When using a pulse inverter on the electrical Machine can availability thereby maintaining or at least prolonging the electrical machine, that the remaining stator windings be driven offset and thus the one stator winding, at which an electrical connection point is interrupted, not more is controlled. How to achieve emergency running properties which ensure operation of the generator until maintenance the defective electrical connection point can take place.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich den Ständerwicklungen abhängig von der verfügbaren Anzahl von Stromsensoren bei Einsatz eines Stromsensors pro Phase die Phasenstromverhältnisse ermitteln. Werden lediglich zwei Stromsensoren bei einem Dreiphasen-R-S-T-System eingesetzt, kann eine Absolutmessung der jeweils fließenden Phasenströme erfolgen. Beide Vorgehensweisen erlauben eine Lokalisierung einer unterbrochenen elektrischen Verbindung vor Inbetriebnahme der elektrischen Maschine.With the method according to the invention let the stator windings dependent from the available Number of current sensors when using one current sensor per phase the phase current ratios determine. Become only two current sensors in a three-phase R-S-T system used, an absolute measurement of the respective flowing phase currents can take place. Both approaches allow localization of an interrupted one electrical connection before putting the electrical machine into operation.

Zeichnungdrawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Based the drawing, the invention is explained in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1 ein Verschaltungsschema einer dreiphasigen Ständerwicklung einer elektrischen Maschine mit Überwachungsschaltung, 1 a wiring diagram of a three-phase stator winding of an electrical machine with monitoring circuit,

2 eine in Dreieckschaltung geschaltete Ständerwicklung einer elektrischen Maschine. 2 a connected in delta connection stator winding of an electrical machine.

Ausführungsvariantenvariants

1 zeigt das Verschaltungsschema einer dreiphasigen Ständerwicklung einer elektrischen Maschine mit Überwachungsschaltung. 1 shows the wiring diagram of a three-phase stator winding of an electrical machine with monitoring circuit.

Aus der Abbildung gemäß 1 geht eine Ständerwicklung 2 einer hier lediglich schematisch wiedergegebenen elektrischen Maschine 1 näher hervor. Bei der elektrischen Maschine 1 gemäß der schematischen Darstellung in 1 kann es sich sowohl um einen in einem Kraftfahrzeug aufgenommenen zur Spannungsversorgung von dessen Bordnetz dienenden Generator als auch um einen stationären Generator handeln, der zur Einspeisung von Energie in das öffentliche Stromnetz dient.From the illustration according to 1 go a stator winding 2 a here only schematically reproduced electric machine 1 closer. At the electric machine 1 according to the schematic representation in 1 It may be both a recorded in a motor vehicle serving to power the on-board power supply generator and a stationary generator, which serves to feed energy into the public grid.

In Kraftfahrzeugen lassen sich zur Versorgung des Bordnetzes z.B. Klauenpolgeneratoren einsetzen, die sowohl an einem Gleichrichter als auch an einem Pulswechselrichter betrieben werden können. Wird der Generator über einen Pulswechselrichter betrieben, so weist dieser in der Regel mehrere, der Anzahl der Phasenstränge der elektrischen Drehfeldma schine entsprechende Stränge auf. In jedem Strang des mehrsträngigen Pulswechselrichters sind in Parallelschaltung ein Transistor sowie eine Sperrdiode aufgenommen, wodurch sich beim Betrieb des Generators an dem mehrsträngigen Pulswechselrichter ausgangsseitig ein leicht erhöhtes Spannungsniveau (42V) in bezug auf die Kfz-Batteriespannung (36V) erzeugen läßt.In Motor vehicles can be used to supply the electrical system, e.g. claw pole used, both on a rectifier and a pulse inverter can be operated. Will the generator over operated a pulse inverter, so this has usually several, the number of phase phases of the electrical Drehfeldma machine corresponding strands on. In each strand of the multi-stranded Pulse inverter are in parallel a transistor as well a blocking diode is added, resulting in the operation of the generator at the multi-stranded Pulse inverter on the output side a slightly increased voltage level (42V) with respect to the vehicle battery voltage (36V).

Die Ständerwicklung 2 der elektrischen Maschine 1 umfaßt drei Wicklungen, die erste Wicklung 5 (U), die zweite Wicklung 6 (V) sowie eine dritte Wicklung 7 (W). Die Wicklungen 5, 6 und 7 der Ständerwicklung 2 der elektrischen Drehfeldmaschine sind über einen Ständerdraht 4 miteinander verbunden. Die einzelnen Ständerdrahtabschnitte sind in Bezug auf die erste Wicklung 5 (U) mit I und II bezeichnet. In bezug auf die zweite Wicklung 6 (V) sind die dieser zugeordneten Ständerdrahtabschnitte 4 mit den römischen Ziffern III und IV bezeichnet. Schließlich sind der dritten Wicklung 7 (W) die Ständerdrahtabschnitte V und VI zugeordnet. Die aufgezählten Abschnitte I, II, III, IV, V, VI des Ständerdrahtes 4 lassen sich auf mögliche Bruchstellen 8 durch die in 1 dargestellte Verchaltung abprüfen. Dazu sind pro Wicklung 5, 6 und 7 der Ständerwicklung 2 elektrische Verbindungsstellen 3 vorgesehen, die einem jeden der drei Phasenstränge 9 im R-S-T-System entsprechen. Gemäß der Ausführungsvariante in 1 ist jedem der drei Phasenstränge 9 des R-S-T-Systems ein eigener Stromsensor z.B. ein Amperemeter zugeordnet. Anstelle der in 1 vorgesehenen Zuordnung eines Stromsensors 10 für jeden Phasenstrang 9 im R-S-T-System können auch lediglich zwei oder nur ein Stromsensor den drei Phasensträngen 9 des R-S-T-Systems zugeordnet werden.The stator winding 2 the electric machine 1 includes three windings, the first winding 5 (U), the second winding 6 (V) and a third winding 7 (W). The windings 5 . 6 and 7 the stator winding 2 of the electrical induction machine are over a stator wire 4 connected with each other. The individual stator wire sections are in relation to the first winding 5 (U) denoted by I and II. With respect to the second winding 6 (V) are the associated stator wire sections 4 denoted by the Roman numerals III and IV. Finally, the third winding 7 (W) associated with the stator wire sections V and VI. The enumerated sections I, II, III, IV, V, VI of the stator wire 4 can be based on possible breakages 8th through the in 1 Check the connection shown. These are per winding 5 . 6 and 7 the stator winding 2 electrical connection points 3 provided to each of the three phase strands 9 in the RST system. According to the embodiment in 1 is each of the three phase strands 9 the RST system assigned its own current sensor such as an ammeter. Instead of in 1 provided assignment of a current sensor 10 for each phase string 9 In the RST system, only two or only one current sensor can be the three phase strings 9 assigned to the RST system.

Der Ständerwicklung 2 der elektrischen Drehfeldmaschine 1 ist eine mit Bezugszeichen 11 bezeichnete Prüfschaltung zugeordnet. Die Prüfschaltung umfaßt eine Anzahl von Schaltern S₁, S₂, S₃, S₄, S₅ sowie S₆. Die Prüfschaltung 11 ist mit einer Spannungsquelle 12 verbunden, über welche einer durch die Batteriespannung 13 gegebene Spannung U den einzelnen Abschnitten I, II, III, IV, V des Ständerdrahtes 4 und damit den einzelnen Wicklungen 5, 6 bzw. 7 der Ständerwicklung 2 aufgeprägt werden kann. Durch Öffnen oder Schließen eines oder mehrerer Schalter S₁ bis S₆ der Prüfschaltung 11 gemäß 1 lassen sich den einzelnen Phasensträngen 9 des R-S-T-Systems und damit den einzelnen Wicklungen 5, 6 und 7 der Ständerwicklung 2 wohl definierte Spannungsmuster 24, 25, 26 (vergleiche Tabelle) aufprägen.The stator winding 2 the electric induction machine 1 is one with reference numerals 11 assigned test circuit assigned. The test circuit comprises a number of switches S ₁ , S ₂ , S ₃ , S ₄ , S ₅ and S ₆ . The test circuit 11 is with a voltage source 12 connected via which one by the battery voltage 13 given voltage U the individual sections I, II, III, IV, V of the stator wire 4 and thus the individual windings 5 . 6 respectively. 7 the stator winding 2 can be imprinted. By opening or closing one or more switches S ₁ to S _{6 of} the test circuit 11 according to 1 let the individual phase strands 9 of the RST system and thus the individual windings 5 . 6 and 7 the stator winding 2 well-defined voltage pattern 24 . 25 . 26 (see table).

Da durch die Schalterstellung innerhalb der Prüfschaltung 11 genau definiert ist, in welchem der Abschnitte I, II, III, IV, V und VI und damit in welcher jeweiligen Wicklungen 5 bzw. 6 bzw. 7 eine Bruchstelle 8 im Ständerdraht 4 aufgetreten ist, läßt sich die entsprechende Wicklung bei der Ansteuerung der Ständerwicklung 2 durch den dieser vorge schalteten Pulswechselrichter ausblenden, d.h. lediglich die noch intakten Wicklungen der Wicklungen 5, 6 und 7 der Ständerwicklung 2 der elektrischen Drehfeldmaschine 1 werden durch die Transistoren des Pulswechselrichters angesteuert. Damit lassen sich an der elektrischen Drehfeldmaschine Notlaufeigenschaften realisieren, die einen eingeschränkten Betrieb der elektrischen Maschine ermöglichen, bzw. den Ausfallzeitpunkt der elektrischen Maschine 1 hinauszögern.Because of the switch position within the test circuit 11 is precisely defined in which of the sections I, II, III, IV, V and VI and thus in which respective windings 5 respectively. 6 respectively. 7 a break point 8th in the stator wire 4 occurred, can the corresponding winding in the control of the stator winding 2 hide by the pre-switched pulse inverter, ie only the intact windings of the windings 5 . 6 and 7 the stator winding 2 the electric induction machine 1 are driven by the transistors of the pulse inverter. This can be implemented on the electric induction machine emergency running properties that allow limited operation of the electrical machine, or the failure of the electrical machine 1 delay.

Aus der nachstehend wiedergegebenen Tabelle gehen die einzelnen mittels der Prüfschaltung 11, die Schalter S₁, S₂, S₃, S₄, S₅ sowie S₆ enthaltend näher hervor.From the table below, the individual go through the test circuit 11 , the switches S ₁ , S ₂ , S ₃ , S ₄ , S ₅ and S ₆ containing in more detail.

Aus der in der oben stehenden Tabelle hervorgehenden Wiedergabe von drei Spannungsmustern 24, 25 bzw. 26 geht hervor, daß in der jeweils im Feld mit der Ziffer 1 belegten Teilfeld entsprechenden Phase der Phasenstränge 9 im R-S-T-System der Strom I anliegt. In den verbleibenden Feldern sind jeweils die resultierenden Stromwerte in einer als Dreieckschaltung 23 konfigurierten Ständerwicklung 2, die Einzelwicklungen 5, 6 und 7 enthaltend wiedergegeben. Im zweiten Spannungsmuster 25 ist der mittlere der Phasenstränge im R-S-T-System mit dem Stromwert I beaufschlagt während die Teilfelder die dem Phasenstrang R bzw. dem Phasenstrang T entsprechen mit 0 belegt sind. In analoger Weise ist im dritten Spannungsmuster 26 der der Phase T entsprechende Phasenstrang 9 der elektrischen Maschine im R-S-T-System mit dem Strom beaufschlagt, während die den Phasensträngen R und S entsprechenden Teilfelder des dritten Spannungsmusters mit dem Wert "0" belegt sind.From the reproduced in the above table reproduction of three voltage patterns 24 . 25 respectively. 26 shows that in each case in the box with the numeral 1 occupied subfield corresponding phase of the phase strands 9 current I is present in the RST system. In the remaining fields, the resulting current values are each in a delta connection 23 configured stator winding 2 , the single windings 5 . 6 and 7 containing reproduced. In the second voltage pattern 25 is the average of the phase strands in the RST system with the current value I applied while the subfields corresponding to the phase strand R and the phase strand T are assigned with 0. Analogously, in the third voltage pattern 26 the phase T corresponding phase strand 9 the electrical machine in the RST system supplied with the current, while the phase strands R and S corresponding subfields of the third voltage pattern are assigned the value "0".

Der Darstellung gemäß der oben stehenden Tabelle ist zu entnehmen, daß z.B. beim Anlegen des ersten Spannungsmusters 24 (1-0-0) und einer Unterbrechung des Ständerdrahtes 4 im Abschnitt III nicht erkannt wird, ob eine Unterbrechung des Ständerdrahtes 4 vorliegt oder nicht. Die sich gemäß des ersten Spannungsmusters 24 einstellenden Stromverhältnisse entsprechen denen, die sich bei einer nicht vorliegenden Unterbrechung des Ständerdrahtes 4 einstellen. Zur Überprüfung der Plausibilität, der durch Anlegen des ersten Spannungsmusters 24 erhaltenen Aussage hinsichtlich des Vorliegens einer Bruchstelle 8 im Ständerdraht 4 der Ständerwicklung 2 ist es erforderlich, ein zweites Spannungsmuster 25 anzulegen. Gemäß der oben stehenden Tabelle kann das zweite Spannungsmuster mit den Werten 0-1-0 belegt sein. Bei Aufprägen eines zweiten Spannungsmusters 25 gemäß der oben stehenden Tabelle wird am Ständerdrahtabschnitt III des Ständerdrahtes 4 die Unterbrechung angezeigt. Zur Detektion einer Unterbrechung in einem der Abschnitte I bis VI des Ständerdrahtes 4 werden demnach zumindest zwei unterschiedliche Spannungsmuster 24 bzw. 25 durch die Prüfschaltung 11 den Wicklungen 5, 6 und 7 der Ständerwicklung 2 aufgeprägt. Damit läßt sich eine vollständige Überprüfung aller Ständerdrahtabschnitte I, II, III, IV, V und VI erzielen, so daß vor Inbetriebnahme der elektrischen Drehfeldmaschine 1 deren komplette Ständerwicklung 2 auf Bruchstellen 8 hin diagnostiziert werden kann.The illustration according to the above table shows that, for example, when applying the first voltage pattern 24 (1-0-0) and a break in the stator wire 4 in section III is not detected, whether an interruption of the stator wire 4 present or not. The according to the first voltage pattern 24 adjusting current conditions correspond to those associated with a non-existent interruption of the stator wire 4 to adjust. To check the plausibility, by applying the first voltage pattern 24 received statement regarding the presence of a break point 8th in the stator wire 4 the stator winding 2 It is necessary to use a second voltage pattern 25 to apply. According to the above table, the second voltage pattern may be occupied with the values 0-1-0. When imprinting a second stress pattern 25 according to the above table is at the stator wire section III of the stator wire 4 the interruption is displayed. For detecting an interruption in one of the sections I to VI of the stator wire 4 Accordingly, at least two different voltage patterns 24 respectively. 25 through the test circuit 11 the windings 5 . 6 and 7 the stator winding 2 impressed. Thus, a complete review of all stator wire sections I, II, III, IV, V and VI can be achieved, so that before commissioning of the electric induction machine 1 their complete stator winding 2 on break points 8th can be diagnosed.

Um das erste Spannungsmuster 24, gegeben durch die Feldbelegung 1-0-0, zu erhalten, müssen gemäß der Darstellung in 1 in der Prüfschaltung 11 die Schalter S₂, S₃ sowie S₆ geschlossen und die verbleibenden Schalter offen bleiben.To the first voltage pattern 24 , given by the field assignment 1-0-0, must, as shown in 1 in the test circuit 11 the switches S ₂ , S ₃ and S _{6 are} closed and the remaining switches remain open.

Der 2 ist eine in Dreieckschaltung geschaltete Ständerwicklung einer elektrischen Maschine zu entnehmen.Of the 2 is shown in a delta connection connected stator winding of an electrical machine.

Aus der in 2 schematisch wiedergegebenen Dreieckschaltung 23 der Ständerwicklung 2, die Wicklungen 5 (U), die Wicklung 6 (V) sowie die Wicklung 7 (W) ist zu entnehmen, daß die einzelnen Phasenströme 17, 18 bzw. 19 an den Anschlußpunkten 20, 21 bzw. 22 abgegriffen werden. Beidseits einer jeden Wicklung 5, 6 und 7 der Ständerwicklung 2 sind die mit I, II, III, IV, V, VI bezeichneten Ständerdrahtabschnitte des Ständerdrahtes 4 dargestellt. Mittels der Stromsensoren 10 (vergleiche Darstellung gemäß 1) können die gemäß der durch die Prüfschaltung 11 aufgeprägten Spannungsmuster 24 bzw. 25 bzw. 26 in den Phasensträngen 9 der Ständerwicklung 2 generierten Phasenströme i_R(17), i_s(18), i_T(19) sich ergebenden Ströme gemessen werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren lässt sich sowohl bei elektrischen Maschinen in Stern- als auchbei solchen in Dreieckschaltung einsetzen.From the in 2 schematically represented delta connection 23 the stator winding 2 , the windings 5 (U), the winding 6 (V) and the winding 7 (W) it can be seen that the individual phase currents 17 . 18 respectively. 19 at the connection points 20 . 21 respectively. 22 be tapped. On both sides of each winding 5 . 6 and 7 the stator winding 2 are the stator wire sections of the stator wire indicated by I, II, III, IV, V, VI 4 shown. By means of the current sensors 10 (compare illustration according to 1 ) can according to the by the test circuit 11 imprinted voltage pattern 24 respectively. 25 respectively. 26 in the phase strands 9 the stator winding 2 generated phase currents i _R ( 17 ), i _s ( 18 i _T ( 19 ) resulting currents are measured. The proposed method according to the invention can be both in electrical Maschi in both star and delta circuits.

Sind in den Phasensträngen 9 des R-S-T-Systems pro Phasenstrang jeweils ein Stromsensor 10 vorhanden, können die sich einstellenden Stromverhältnisse der Phasenströme 17, 18, 19 in bezug aufeinander ermittelt werden. Wird die Messung der sich in den Phasensträngen 9 des R-S-T-Systems einstellenden Phasenströme 17, 18, 19 hingegen mit ei ner geringeren Anzahl von Stromsensoren 10 als Phasenstränge 9 vorhanden sind, ausgeführt, so ist eine Messung der Absolutwerte der sich einstellenden Phasenströme 17, 18, 19 zur Ermittlung einer Aussage über das Vorhandensein von Bruchstellen 8 im Ständerdraht 4 der Ständerwicklung 2 durchzuführen.Are in the phase strands 9 of the RST system per phase strand in each case a current sensor 10 present, can be adjusting current conditions of the phase currents 17 . 18 . 19 be determined with respect to each other. Will the measurement of itself in the phase strands 9 of the RST system adjusting phase currents 17 . 18 . 19 however, with a smaller number of current sensors 10 as phase strands 9 are present, executed, so is a measurement of the absolute values of the self-adjusting phase currents 17 . 18 . 19 for determining a statement about the presence of break points 8th in the stator wire 4 the stator winding 2 perform.

11: Elektrische Drehfeldmaschineelectrical Induction machine
22: Ständerwicklungstator winding
33: Elektrische Verbindungsstelleelectrical junction
44: Ständerdrahtracks wire
55: Erste Wicklung UFirst Winding U
66: Zweite Wicklung VSecond Winding V
77: Dritte Wicklung Wthird Winding W
88th: Bruchstellebreaking point
99: Phasenstränge R-S-T-SystemPhase Strings R-S-T System
1010: Stromsensorcurrent sensor
1111: Prüfschaltungtest circuit
S1S1: Schalterswitch
S2S2: Schalterswitch
S3S3: Schalterswitch
S4S4: Schalterswitch
S5S5: Schalterswitch
S6S6: Schalterswitch
1212: Batteriebattery
1313: Batteriespannungbattery voltage
1414: Wicklungsstrom i₁ Winding current i ₁
1515: Wicklungsstrom i₂ Winding current i ₂
1616: Wicklungsstrom i₃ Winding current i ₃
1717: Phasenstrom i_R Phase current i _R
1818: Phasenstrom i_s Phase current i _s
1919: Phasenstrom i_T Phase current i _T
2020: Erster Anschlußfirst Connection
2121: Zweiter Anschlußsecond Connection
2222: Dritter Anschlußthird Connection
2323: Dreieckschaltungdelta connection
2424: Erstes Spannungsmusterfirst stress pattern
2525: Zweites Spannungsmustersecond stress pattern
2626: Drittes Spannungsmusterthird stress pattern

Claims

Method for diagnosing an electric machine ( 1 ), which has a stator winding ( 2 ), the windings ( 5 . 6 . 7 ) and which is operable on a DC or on a pulse inverter, wherein the individual phase strands ( 9 ) of the RST system of the electric machine ( 1 ) Current sensors ( 10 ) and the contact capability of electrical connections by impressing defined voltage patterns ( 24 . 25 . 26 ) in the winding ( 5 . 6 . 7 ), the defined voltage patterns ( 24 . 25 . 26 ) in one with a voltage source ( 12 ) connected test circuit ( 11 ) by closing or opening contacts (S1 to S6), wherein in each case two of the contacts (S1 to S6) one of the phase strands ( 9 ) of the RST system of the electric machine ( 1 ), in which a measurement of the currents ( 17 . 18 . 19 ) in the individual phase strands ( 9 ), characterized in that upon detection of a defect on one of the windings ( 5 . 6 . 7 ) via the pulse inverter the still intact windings of the windings ( 5 . 6 . 7 ) of the stator winding ( 2 ) of the electric machine ( 1 ) are driven to the realization of emergency running properties.

A method according to claim 1, characterized in that with one of the number of phase strands ( 9 ) in the RST system corresponding number of current sensors ( 10 ) the ratios of the phase currents ( 17 . 18 . 19 ) are determined to each other.

Method according to Claim 1, characterized in that the number of phase strands ( 9 ) in the RST system below the number of current sensors ( 10 ) the absolute values of the respective phase currents ( 17 . 18 . 19 ) be determined.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that per winding ( 5 . 6 . 7 ) of the stator winding ( 2 ) electrical connection points ( 3 ) provided to each of the three phase strands ( 9 ) in the RST system.

Method according to claim 4, characterized in that for complete testing of the windings ( 5 . 6 . 7 ) of the stator winding ( 2 ) several through the test circuit ( 11 ) generated voltage pattern ( 24 . 25 . 26 ).