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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überprüfungseinrichtung für eine rotierende elektrische Maschine und ein Überprüfungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine.
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Stand der Technik
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Eine Haltestruktur für eine Spule eines Stators in einer rotierenden elektrischen Maschine ist aus einem Keil, der mit einem Statorkern in Kontakt ist, so dass er verhindert, dass sich eine Spule löst, sowie einer Well-Feder gebildet, die zwischen dem Keil und der Spule angeordnet ist. Die Well-Feder ist angeordnet, um zu verhindern, dass die Spule infolge der elektromagnetischen Erregungskraft vibriert, die an der Spule während des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird, und sie ist in einer umgelenkten Form montiert, so dass sie eine gewisse Haltekraft erzeugt. Da in dieser Haltestruktur ein Harz-Element, wie z. B. ein Spulen-Haupt-Isolierbereich im Zeitverlauf seine Abmessungen ändert, wird die Umlenkung der Well-Feder verringert, so dass die Haltekraft verringert wird. Daher wird regelmäßig eine Keil-Lockerungsüberprüfung durchgeführt, um den Verringerungswert der Haltekraft der Well-Feder zu überwachen.
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Als ein Verfahren zum Überprüfen der Lockerung bzw. des Spiels des Keils infolge der Verringerung der Haltekraft der Well-Feder gibt es ein Verfahren, bei dem die Reaktionskraft der Feder durch regelmäßige Überprüfungen gemessen wird, um den Verringerungswert der Reaktionskraft zu überwachen. Wie in dem Patentdokument 1 gezeigt, ist beispielsweise ein wellenartiges Spulen-Fixierelement, das aus einem elastischen Körper gebildet ist, an einer Statorspule angeordnet, ein Keil mit einem Überwachungs-Schlitz ist an einer entsprechenden Position oberhalb des obersten Wellenkamm-Teils des Spulen-Fixierelements ist angeordnet, und ein Sensor-Teil vom Typ eines optischen Verlagerungs-Detektors ist an einer Position des Rotors platziert, die dem Überwachungs-Schlitz des Keils gegenüberliegt, so dass ein Federdrucksignal über das Spulen-Fixierelement während des Betriebs stets überwacht werden kann.
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Literaturverzeichnis
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Patentdokument
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Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
JP 01- 298 929 A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Mit der Erfindung zu lösende Probleme
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Bei der herkömmlichen Überprüfungseinrichtung und dem herkömmlichen Verfahren für eine rotierende elektrische Maschine ist der Lockerungs-Detektionssensor montiert, wobei der Keil oder eine Stützstruktur dafür verändert verändert wird, und folglich kann die Stärke des Keils oder der Haltestruktur dafür verringert werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das obige Problem zu lösen, und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überprüfungseinrichtung und ein Überprüfungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine anzugeben, die keine Änderung der Struktur benötigen und eine Überprüfung ohne eine Erhöhung der Anzahl von Verarbeitungsschritten durchführen können.
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Lösung der Probleme
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Eine Überprüfungseinrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Überprüfen einer rotierenden elektrischen Maschine, die einen Stator aufweist, der einen Keil zum Fixieren - mit einer zwischengefügten Feder oder indem er eine Federfunktion hat - einer Wicklung, die in einer Nut platziert ist, die auf der Innenseite in Radialrichtung eines ringförmigen Kerns ausgebildet ist, und einen Rotor aufweist, der auf der Innenseite in Radialrichtung des Stators mit einem vorbestimmten Intervall dazwischen angeordnet ist, wobei die Überprüfungseinrichtung Folgendes aufweist: eine Eingabeeinheit, in welche eine Form einer Überprüfungszielfläche des Keils, die von der Nut freiliegt, in einem Zustand, in welchem keine Kraft auf den Keil ausgeübt wird, eingegeben wird; eine Relations-Speichereinheit, die als eine Verformungsreaktionskraft-Relation die Relation zwischen einer Reaktionskraft der Feder oder des Keils an der Überprüfungszielfläche des Keils und der Verformungsverteilung aus der Form der Überprüfungszielfläche des Keils, die in die Eingabeeinheit eingegeben wird, erfasst und speichert; eine Messeinheit zum Messen einer Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils; eine Schätzeinheit zum Schätzen einer Schätz-Reaktionskraft aus der Messverformungsverteilung und der Verformungsreaktionskraft-Relation; und eine Beurteilungseinheit zum Beurteilen, ob ein korrekter oder fehlerhafter Zustand über die Lockerung des Keils vorliegt, auf der Basis der Schätz-Reaktionskraft.
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Ein Überprüfungsverfahren für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Überprüfen einer rotierenden elektrischen Maschine, die einen Stator aufweist, der einen Keil zum Fixieren - mit einer zwischengefügten Feder oder indem er eine Federfunktion hat - einer Wicklung, die in einer Nut platziert ist, die auf der Innenseite in Radialrichtung eines ringförmigen Kerns ausgebildet ist, und einen Rotor aufweist, der auf der Innenseite in Radialrichtung des Stators mit einem vorbestimmten Intervall dazwischen angeordnet ist, wobei das Überprüfungsverfahren Folgendes aufweist:-einen Eingabeschritt, in welchem eine Form einer Überprüfungszielfläche des Keils, die von der Nut freiliegt, in einem Zustand, in welchem keine Kraft auf den Keil ausgeübt wird, eingegeben wird;-einen Relations-Speicherschritt, in welchem als eine Verformungsreaktionskraft-Relation die Relation zwischen einer Reaktionskraft der Feder oder des Keils an der Überprüfungszielfläche des Keils und der Verformungsverteilung aus der Form der Überprüfungszielfläche des Keils, die im Eingabeschritt eingegeben wird, erfasst und gespeichert wird;-einen Messschritt, in welchem eine Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils gemessen wird; und einen Schätzschritt, in welchem eine Schätz-Reaktionskraft aus der Messverformungsverteilung und der Verformungsreaktionskraft-Relation geschätzt wird.
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Wirkung der Erfindung
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Die Überprüfungseinrichtung und das Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung brauchen keine Konstruktionsveränderung und können die Überprüfung ohne eine Zunahme der Anzahl von Verarbeitungsschritten durchführen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine und eine Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2 ist eine schematische Ansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Statorkerns zeigt, der in 1 gezeigt ist, und zwar entlang einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung.
- 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Querschnittsstruktur des in 2 gezeigten Statorkerns zeigt, und zwar entlang der Linie T-T senkrecht zur Umfangsrichtung.
- 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Querschnittsstruktur einer Nut zeigt, die in 2 gezeigt ist, und zwar entlang einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur innerhalb der in 4 gezeigten Nut zeigt.
- 6A ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines Keils in der in 5 gezeigten Nut zeigt.
- 6B ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Keils in der Nut zeigt, wie in 5 gezeigt.
- 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine zeigt, die in 1 gezeigt ist.
- 8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine zeigt, die in 7 gezeigt ist.
- 9 ist ein Ablaufdiagramm, das das Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine zeigt, die in 7 gezeigt ist.
- 10 ist ein Ablaufdiagramm, das das Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine zeigt, die in 7 gezeigt ist.
- 11A zeigt die Struktur des Keils, einer Feder und des Statorkerns in der Nut, die in 4 gezeigt ist.
- 11B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 11A gezeigte Struktur modelliert wird.
- 11C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert einer Überprüfungszielfläche des in 11A gezeigten Keils zeigt.
- 11D zeigt einen Ausdruck, der eine Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
- 12A zeigt die Struktur des Keils, der Feder und des Statorkerns in der Nut, die in 4 gezeigt ist.
- 12B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 12A gezeigte Struktur modelliert wird.
- 12C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert einer Überprüfungszielfläche des in 12A gezeigten Keils zeigt.
- 13 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
- 15A zeigt die Struktur des Keils, der Feder und des Statorkerns in der Nut, die in 4 gezeigt ist.
- 15B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 15A gezeigte Struktur modelliert wird.
- 15C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert einer Überprüfungszielfläche des in 15A gezeigten Keils zeigt.
- 15D zeigt einen Ausdruck, der eine Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
- 16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
- 17A zeigt die Struktur des Keils, der Feder und des Statorkerns in der Nut, die in 4 gezeigt ist.
- 17B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 17A gezeigte Struktur modelliert wird.
- 17C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert einer Überprüfungszielfläche des in 17A gezeigten Keils zeigt.
- 17D zeigt einen Ausdruck, der eine Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
- 18 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
- 19A zeigt die Struktur des Keils, der Feder und des Statorkerns in der Nut, die in 4 gezeigt ist.
- 19B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 19A gezeigte Struktur modelliert wird.
- 19C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert einer Überprüfungszielfläche des in 19A gezeigten Keils zeigt.
- 19D zeigt einen Ausdruck, der eine Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 4 darstellt.
- 20 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 5 zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In der folgenden Beschreibung sind Richtungen betreffend eine rotierende elektrische Maschine 100 als Umfangsrichtung X, Axialrichtung Z, Radialrichtung Y, eine Außenseite YO in Radialrichtung Y und eine Innenseite Yi in Radialrichtung Y bezeichnet. Daher sind zum Zwecke der Beschreibung für irgendein Teil, wie z. B. einen Stator 3 oder einen Rotor 4 der rotierenden elektrischen Maschine 100 die Richtungen unter Bezugnahme auf die obigen Richtungen dargestellt.
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Die rotierende elektrische Maschine 100, die ein Überprüfungsziel ist, wird beispielsweise als ein elektrischer Turbinengenerator angenommen, der eine Rotationskraft von einer Turbine als einer Antriebsmaschine entgegennimmt. Eine Überprüfungszielfläche 50 des Stators 3 ist eine Überprüfungszielfläche 50 eines Keils 34. In der Beschreibung wird die Belastung hauptsächlich als ein Beispiel für eine Verformung der Überprüfungszielfläche 50 verwendet. In der Beschreibung wird eine Digitalbild-Korrelation als ein Beispiel für ein Belastungsmessverfahren verwendet. Fälle von anderen Beispielen werden, wenn zweckmäßig, beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Ausführungsform 1 und eine rotierende elektrische Maschine zeigt, die ein Überprüfungsziel ist. 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt eines Statorkerns (nachfolgend als Kern bezeichnet) der in 1 gezeigten rotierenden elektrischen Maschine zeigt, entlang der Richtung senkrecht zur Axialrichtung Z. 2 zeigt die Nut im Kern, und hier sind die Richtungen einer Struktur in der Nut im Zylinderkoordinatensystem ausgedrückt. 3 ist eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt des Kerns der in 1 gezeigten rotierenden elektrischen Maschine zeigt, entlang der Richtung (Linie T-T in 2) senkrecht zur Umfangsrichtung X.
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4 ist eine schematische Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der in 2 gezeigten Nut zeigt, entlang einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur innerhalb der in 4 gezeigten Nut zeigt. 6 zeigt die Struktur eines Keils in der Nut, wobei 6A eine Draufsicht ist, die die Struktur des Keils zeigt, und 6B eine Schnittansicht ist, die die Struktur des Keils zeigt. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine zeigt, die in 1 gezeigt ist. 8 bis 10 sind Ablaufdiagramme, die das Überprüfungsverfahren durch die Überprüfungseinrichtung für die in 7 gezeigte rotierende elektrische Maschine zeigen.
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Gemäß 1 weist die rotierende elektrische Maschine 100 einen Rahmen 1 auf, sowie einen Gaskühler 2, den Stator 3 und den Rotor 4, die im Rahmen 1 aufgenommen sind. Im Rahmen 1 zirkuliert ein Kältemittel, z. B. Kühlgas, zum Entfernen von Wärme, die durch den elektrischen Betrieb erzeugt wird, und der Gaskühler 2 kühlt das Kältemittel. Der Stator 3 weist einen Statorkern 31 (nachfolgend als Kern 31 bezeichnet) und eine Wicklung 36 auf. Der Kern 31 hat eine Zylinderform und ist in einem fixierten Zustand im Rahmen 1 montiert.
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Wie in 2 gezeigt, sind eine Mehrzahl von Nuten 33 auf der Außenseite YO in Radialrichtung Y des Kerns 31 ausgebildet. Die Wicklung 36 ist in jeder Nut 33 des Kerns 31 enthalten. Wie in 4 und 5 gezeigt, ist der Keil 34 oberhalb der Wicklung 36 in jeder Nut 33 angeordnet, wobei eine Feder 35 dazwischen eingefügt ist. Wie in 3 gezeigt, sind eine Mehrzahl von Keilen 34 entlang der Axialrichtung Z in jeder Nut 33 angeordnet. Die Keile 34 sind so montiert, dass sich die Wicklung 36, die eine Strukturkomponente in der Nut 33 des Kerns 31 ist, nicht ablöst.
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Wie in 1 gezeigt, sind Teile der Wicklungen 36 von beiden Enden in Axialrichtung Z des Kerns 31 herausgeführt und bilden Spulen-Endbereiche 32A. Eine Hauptleitung (nicht dargestellt), die zur Außenseite des Rahmens 1 verläuft, ist mit dem Spulen-Endbereich 32A an einem von beiden Enden in Axialrichtung Z verbunden. Elektrische Energie, die von der rotierenden elektrischen Maschine 100 erzeugt wird, wird zur Außenseite über die Hauptleitung extrahiert.
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Der Rotor 4 weist ein Paar von Drehwellen 41, einen Rotorkern 42 und Sicherungsringe 43A, 43B auf. Der Rotor 4 ist auf der Außenseite YO in Radialrichtung Y des Stators 3 mit einem vorbestimmten Intervall dazwischen angeordnet. Das Paar von Drehwellen 41 ist auf beiden Seiten über den Rotorkern 42 hinweg angeordnet. Die Achsen des Paars von Drehwellen 41 und die Achse des Rotorkerns 42 stimmen miteinander überein. Die Axialrichtung Z parallel zur Achse des Paars von Drehwellen 41 und des Rotorkerns 42 ist identisch zur Axialrichtung Z der rotierenden elektrischen Maschine 100. Außerdem ist die Radialrichtung Y um die Achse des Paars von Drehwellen 41 und des Rotorkerns 42 identisch zur Radialrichtung Y der rotierenden elektrischen Maschine 100. Außerdem ist die Umfangsrichtung X um die Achse des Paars von Drehwellen 41 und des Rotorkerns 42 identisch zur Umfangsrichtung X der rotierenden elektrischen Maschine 100.
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Das Paar von Drehwellen 41 wird drehbar durch Lager gehalten, die am Rahmen 1 angeordnet sind. Der Rotor 4 rotiert relativ zum Stator 3 von einer Antriebsmaschine (nicht dargestellt), die in diesem Beispiel eine Turbine ist. Der Kern 31 und die Wicklung 36 befinden sich auf der Außenseite YO in Radialrichtung Y des Rotorkerns 42 und werden einem magnetischen Fluss unterzogen, der vom Rotorkern 42 erzeugt wird, so dass ein Strom in der Wicklung 36 erzeugt wird. Die Sicherungsringe 43A, 43B sind jeweils an dem einen Ende und dem anderen Ende in Axialrichtung Z des Rotorkerns 42 angebracht, und sie liegen zur Außenseite des Kerns 31 frei.
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Wie in 1 und 7 gezeigt, ist eine Überprüfungseinrichtung 220 der rotierenden elektrischen Maschine 100 (nachfolgend als Überprüfungseinrichtung 220 bezeichnet) mit Bildgebungseinrichtungen 210A, 210B, Antriebseinrichtungen 211A, 211B und einer Anzeigeeinrichtung 240 verbunden. Die Bildgebungseinrichtungen 210A, 210B sind im Rahmen 1 der rotierenden elektrischen Maschine 100 angeordnet. Jede Bildgebungseinrichtung 210A, 210B bildet den Keil 34 ab, der die Überprüfungszielfläche 50 aufweist, erzeugt Bilddaten der Überprüfungszielfläche 50 und überträgt die erzeugten Bilddaten an die Überprüfungseinrichtung 220.
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Die Antriebseinrichtungen 211A, 211B bewegen entlang der Axialrichtung Z die Bildgebungseinrichtungen 210A, 210B durch einen Raum in Radialrichtung Y zwischen dem Rotorkern 42 und dem Kern 31 im Rahmen 1. Ohne den Rotor 4 der rotierenden elektrischen Maschine 100 auseinanderzubauen, können folglich die Keile 34 mit den Überprüfungszielflächen 50 abgebildet werden, so dass der Überprüfungszeitraum verkürzt werden kann. Die Bildgebungseinrichtung 210Aist auf der Außenseite YO in Radialrichtung Y des Kerns 31 angeordnet, und sie bildet den Kern 31 ab, während sie in Axialrichtung Z von der Antriebseinrichtung 211A bewegt wird. Die Bildgebungseinrichtung 210B ist auf der Außenseite YO in Radialrichtung Y des Kerns 31 angeordnet, und sie bildet den Kern 31 ab, während sie in Axialrichtung Z von der Antriebseinrichtung 211B bewegt wird.
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Jede Bildgebungseinrichtung 210A, 210B bildet den Kern 31 in einem spezifischen Anfangszeitraum ab und überträgt die erzeugten Bilddaten als Anfangsbilddaten an die Überprüfungseinrichtung 220. Der Anfangszeitraum bezeichnet beispielsweise einen Zeitraum, bevor die Keile 34 am Kern 31 montiert werden, d. h. in einem Zustand, in dem keine Kraft auf die Keile 34 ausgeübt wird.
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Nachdem der Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine 100 gestartet worden ist, bildet dann jede Bildgebungseinrichtung 210A, 210B den Kern 31 in einem vorbestimmten Überprüfungszeitraum ab und überträgt die erzeugten Bilddaten als Überprüfungs-Bilddaten an die Überprüfungseinrichtung 220. Beispielsweise kann der Überprüfungszeitraum irgendeiner von Folgendem sein: Ein Zeitraum, der so vorgegeben ist, dass er mit einem gewissen Zyklus kommt, nachdem der Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine 100 gestartet wird, ein Zeitraum, der so vorgegeben ist, dass Intervalle von Überprüfungszeiträumen allmählich mit einer Zunahme der verstrichenen Zeit seit dem Beginn des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine 100 verkürzt werden, ein Zeitraum, der auf der Basis der tatsächlichen Betriebszeit der rotierenden elektrischen Maschine 100 anstelle einer bloß verstrichenen Zeit vorgegeben ist, oder ein Zeitraum, der auf der Basis der Temperatur oder Feuchtigkeit im Rahmen 1 vorgegeben ist, da sich die Verschlechterungsgeschwindigkeit des Kerns 31 in Abhängigkeit von der Temperatur oder Feuchtigkeit im Rahmen 1 unterscheidet.
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Die Überprüfungseinrichtung 220 erzeugt eine Änderung der Belastungsverteilung in der Überprüfungszielfläche 50 als Belastungs-Verformungsverteilung, mittels Digitalbild-Korrelation, auf der Basis der Überprüfungs-Bilddaten, die von den Bildgebungseinrichtungen 210A, 210B erzeugt werden. Die Digitalbild-Korrelation ist ein Verfahren, bei dem die Überprüfungszielfläche 50 vor und nach der Verformung der Überprüfungszielfläche 50 abgebildet wird, und dann aus der Luminanzverteilung der erhaltenen Digitalbilddaten ein Verschiebungswert und eine Verschiebungsrichtung der Überprüfungszielfläche 50 gleichzeitig berechnet werden. Die Belastungs-Verformungsverteilung weist einen Verschiebungswert und eine Verschiebungsrichtung in der Überprüfungszielfläche 50 auf. Die Anzeigeeinrichtung 240 zeigt verschiedene Arten von Informationen an, die von der Überprüfungseinrichtung 220 erzeugt werden.
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4 ist eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt der Nut 33 zeigt, entlang einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung Z. Die Wicklung 36, durch die der Ausgabestrom fließt, ist in jeder Nut 33 platziert. Die Wicklung 36 vibriert infolge einer elektromagnetischen Erregungskraft, die von dem Strom hervorgerufen wird, der durch die Wicklung 36 fließt. Um die Wicklung 36 so zu halten, dass sie sich durch die Vibration nicht bewegt, sind die Feder 35 und der Keil 34 zum Verhindern des Ablösens in der Nut 33 ausgebildet.
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Die Wicklung 36 ist aus einem Leiter 37 und einem Isolierbereich 38 gebildet. Der Isolierbereich 38 ist aus einem Harzmaterial gebildet. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Nut 33. Die Feder 35 hat eine Form, die entlang der Axialrichtung Z gewellt ist, und wenn der Keil 34 montiert wird, wird die Feder 35 komprimiert und zusammen montiert, so dass die Wicklung 36 von einer Reaktionskraft vom Kern 31 gehalten wird.
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6 ist eine schematische Ansicht des Keils 34. Die Überprüfungszielfläche 50 wird gebildet, indem ein Zufallsmuster auf einem Teil des Keils 34 auf Seiten des Rotors 42 der rotierenden elektrischen Maschine 100 aufgebracht wird, exklusive der Teile, die in Kontakt mit dem Kern 31 sind und demnach nicht von Seiten des Rotors 42 der rotierenden elektrischen Maschine 100 gesehen werden können. Das Zufallsmuster ist über den gesamten Bereich in Umfangsrichtung X und Axialrichtung Z der Überprüfungszielfläche 50 gebildet.
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Das Zufallsmuster kann gebildet werden, indem ein Flächenkörper aufgeklebt wird, der mit einem Muster versehen ist, und zwar anstelle des Aufbringverfahrens. Das Zufallsmuster kann auf sämtlichen der Keile 34 im Kern 31 ausgebildet sein, die in 3 gezeigt sind. Da das Zufallsmuster auf der Überprüfungszielfläche 50 ausgebildet ist, erscheint eine Belastungsveränderung des Keils 34 groß und kann folglich leicht von den Bildgebungseinrichtungen 210A, 210B abgebildet werden. Falls das Muster zufällig wie in diesem Zufallsmuster ausgebildet wird, wird außerdem die Messgenauigkeit der Belastung verbessert, und die Richtung der zu messenden Belastung kann frei bestimmt werden.
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7 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration der Überprüfungseinrichtung 220 zeigt. Wie in 7 gezeigt, weist die Überprüfungseinrichtung 220 Folgendes auf: Eine Steuerungseinheit 221, eine Erfassungseinheit 222, eine erste Speichereinheit 223, eine Erzeugungseinheit 224, eine Überprüfungseinheit 225, eine zweite Speichereinheit 226, eine Eingabeeinheit 227, eine Relations-Speichereinheit 228, eine Schätzeinheit 229, eine Beurteilungseinheit 230 eine Bestimmungseinheit 231 und eine Messeinheit 20.
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Die Steuerungseinheit 221 steuert die Bildgebungseinrichtungen 210A, 210B und die Antriebseinrichtungen 211A, 211B so, dass die Überprüfungszielfläche 50 im Anfangszeitraum und im vorbestimmten Überprüfungszeitraum abgebildet wird. Die Erfassungseinheit 222 erfasst Anfangsbilddaten und anschließende Überprüfungs-Bilddaten, die von den Bildgebungseinrichtungen 210A, 220B übertragen werden, und gibt jedes Bilddatum an die erste Speichereinheit 223 und die Erzeugungseinheit 224 aus.
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Die erste Speichereinheit 223 speichert die Anfangsbilddaten und die Überprüfungs-Bilddaten, die von der Erfassungseinheit 222 gegeben werden. Auf der Basis der Überprüfungs-Bilddaten, die von der Erfassungseinheit 222 gegeben werden, und den Anfangsbilddaten und den Überprüfungs-Bilddaten, die in der ersten Speichereinheit 223 gespeichert sind, erzeugt die Erzeugungseinheit 224 eine Belastungs-Verformungsverteilung im Keil 34 durch die Digitalbild-Korrelation, und sie gibt die Belastungs-Verformungsverteilung an die Überprüfungseinheit 225 aus.
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Genauer gesagt: Die Erzeugungseinheit 224 vergleicht die Anfangsbilddaten, die in der ersten Speichereinheit 223 gespeichert sind, mit den Überprüfungs-Bilddaten, die von der Erfassungseinheit 222 gegeben werden, und auf der Basis der Differenz dazwischen erzeugt sie eine Belastungs-Verformungsverteilung, die eine Änderung der Belastungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 darstellt, und zwar während eines Zeitraums bis zur gegenwärtigen Zeit, vor dem Auftreten einer Belastungsänderung.
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Jedes Mal, wenn der Überprüfungszeitraum kommt, kann außerdem die Erzeugungseinheit 224 die Überprüfungs-Bilddaten für den vorherigen Überprüfungszeitraum, die in der ersten Speichereinheit 223 gespeichert sind, mit den Überprüfungs-Bilddaten für den gegenwärtigen Überprüfungszeitraum vergleichen, die von der Erfassungseinheit 222 gegeben werden, und auf der Basis der Differenz dazwischen kann sie eine Belastungs-Verformungsverteilung erzeugen, die eine Änderung der Belastungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 darstellt, und zwar während eines Zeitraums (nachfolgend als Betriebszeitraum bezeichnet) von dem vorherigen Überprüfungszeitraum bis zum gegenwärtigen Überprüfungszeitraum. In diesem Fall ist es möglich, den Änderungsgrad der Belastungsverteilung (nachfolgend als Belastungs-Änderungsgrad bezeichnet) während jedes Betriebszeitraums auf der Basis der Belastungs-Verformungsverteilung in jedem Überprüfungszeitraum zu erhalten.
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Auf der Basis des Belastungs-Änderungsgrads kann eine Anomalie-Beurteilung für den Keil 34 durchgeführt werden. Wenn beispielsweise die Differenz zwischen dem Belastungs-Änderungsgrad für den vorherigen Betriebszeitraum und dem Belastungs-Änderungsgrad für den gegenwärtigen Betriebszeitraum einen vorgeschriebenen Wert überschreitet, kann beurteilt werden, dass der Keil 34 anomal ist, und ein Arbeiter kann dementsprechend unterrichtet werden. Außerdem kann die Überprüfungseinrichtung 220 veranlassen, dass die Belastungs-Verformungsverteilung, die in jedem Überprüfungszeitraum erzeugt wird, gespeichert wird, und sie kann eine Anomalie-Beurteilung durch Vergleich unter einer Mehrzahl von Belastungs-Verformungsverteilungen für eine Mehrzahl von Überprüfungszeiträumen durchführen.
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Die zweite Speichereinheit 226 speichert eine Form-Information der rotierenden elektrischen Maschine 100, die ein Überprüfungsziel ist, sowie eine Tendenz-Information, die die Tendenz der Belastungs-Verformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 in dem Fall darstellt, in dem eine Lockerung im Keil 34 auftritt, und zwar aus der Referenz zu der Zeit, wenn der Keil 34 montiert wird. Die Tendenz-Information gibt eine Entsprechungs-Relation zwischen dem Wert der Lockerung, die im Keil 34 auftritt, und der Belastungs-Verformungsverteilung im Keil 34 an, und sie wird auf der Basis der tatsächlichen Messung, Simulation oder dergleichen erzeugt.
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Die Überprüfungseinheit 225 gibt an die Schätzeinheit 229 das Ergebnis der Messung für die Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 an, für die beurteilt worden ist, dass sie keine Messanomalie darstellt, und zwar auf der Basis der Belastungs-Verformungsverteilung, die von der Erzeugungseinheit 224 gegeben wird, und der Tendenz-Information, die in der zweiten Speichereinheit 226 gespeichert ist. Folglich weist die Messeinheit 20 die Erfassungseinheit 222, die Erzeugungseinheit 224, die Überprüfungseinheit 225, die erste Speichereinheit 223 und die zweite Speichereinheit 226 auf.
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Eine Bedingung in dem Zustand, in dem keine Kraft auf den Keil 34 ausgeübt wird, wird in die Eingabeeinheit 227 eingegeben und dann an die Relations-Speichereinheit 228 ausgegeben. Auf der Basis der in die Eingabeeinheit 227 eingegebenen Bedingung erfasst die Relations-Speichereinheit 228 eine Verformungsreaktionskraft-Relation zwischen einer Reaktionskraft und einer Verformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34. Die Schätzeinheit 229 schätzt eine Schätz-Reaktionskraft aus einem Messergebnis für die Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34, das von der Messeinheit 20 gemessen worden ist, und der Verformungsreaktionskraft-Relation, die in der Relations-Speichereinheit 228 gespeichert ist.
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Die Beurteilungseinheit 230 vergleicht die Schätz-Reaktionskraft, die von der Schätzeinheit 229 geschätzt wird, mit einem Referenzwert und beurteilt so den Keil 34, und sie gibt das Beurteilungsergebnis an die Bestimmungseinheit 231 aus. Die Bestimmungseinheit 231 bestimmt, ob es eine Aktualisierung des Keils 34 gibt oder nicht, und zwar aus dem Beurteilungsergebnis der Beurteilungseinheit 230, sie bestimmt eine geeignete Betriebsbedingung für die rotierende elektrische Maschine 100, und sie gibt die bestimmte Betriebsbedingung an die Anzeigeeinrichtung 240 aus. Die Betriebsbedingung schließt eine Zeit ein, um die die rotierende elektrische Maschine 100 den Betrieb fortsetzen kann (nachfolgend als betriebsfähige Zeit bezeichnet), sowie die Ausgabe der rotierenden elektrischen Maschine 100 (nachfolgend als geeignete Ausgabe bezeichnet). In diesem Fall kann die Bestimmungseinheit 231 die betriebsfähige Zeit und die geeignete Ausgabe aus dem Lockerungswert und der Lockerungs-Auftretensposition des Keils 34 berechnet.
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Eine elektromagnetische Erregungskraft, die auf den Keil 34 ausgeübt wird, hängt von der Ausgabe der rotierenden elektrischen Maschine 100 ab. Indem die Ausgabe der rotierenden elektrischen Maschine 100 verringert wird, kann daher die an den Keil 34 ausgeübte elektromagnetische Erregungskraft verringert werden. Die betriebsfähige Zeit ist eine Zeit, die als Kriterium für ein Timing dient, wenn eine Reparatur oder ein Teiletausch durchgeführt werden soll, und sie ist eine Zeit, während der die rotierende elektrische Maschine 100 stabil betrieben werden kann, und zwar vom Beginn des Betriebs an, in einem Fall, in dem die rotierende elektrische Maschine 100 mit der geeigneten Ausgabe betrieben wird.
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Die Anzeigeeinrichtung 240 zeigt die Betriebsbedingung an, die von der Bestimmungseinheit 231 vorgegeben wird. Der Arbeiter kann die rotierende elektrische Maschine 100 auf die geeignete Ausgabe auf der Basis der Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 240 einstellen, so dass die Lebensdauer der rotierenden elektrischen Maschine 100 verlängert werden kann, obwohl die Ausgabe begrenzt ist. Außerdem kann der Arbeiter eine Reparatur oder einen Teiletausch zum geeigneten Zeitpunkt durchführen, und zwar auf der Basis der angezeigten betriebsfähigen Zeit.
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Die Bestimmungseinheit 231 kann die bestimmte geeignete Ausgabe an eine (nicht dargestellte) Steuerungseinrichtung ausgeben und so die Ausgabe der rotierenden elektrischen Maschine 100 steuern. In diesem Fall kann die Ausgabe der rotierenden elektrischen Maschine 100 automatisch auf die geeignete Ausgabe durch die Steuerungseinrichtung eingestellt werden. Die Bestimmungseinheit 231 kann die bestimmte betriebsfähige Zeit an eine (nicht dargestellte) Alarmeinrichtung ausgeben. Wenn sich die Betriebszeit der rotierenden elektrischen Maschine 100 der betriebsfähigen Zeit nähert oder diese erreicht, kann in diesem Fall die Alarmeinrichtung einen Alarm absetzen (z. B. einen Alarmsummer). Demzufolge kann der Arbeiter leicht das Timing erkennen, wann eine Reparatur oder ein Teiletausch durchgeführt werden soll.
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Zumindest eine von der Belastungs-Verformungsverteilung im Messergebnis der Messeinheit 20, der Schätz-Reaktionskraft als der Lockerungswert im Keil 34, der von der Schätzeinheit 229 geschätzt wird oder dergleichen kann auf der Anzeigeeinrichtung 240 angezeigt werden. In diesem Fall kann der Arbeiter verschiedene Arten von Informationen erfassen, indem er die Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 240 betrachtet. Als Nächstes wird ein Verfahren zum Überprüfen der rotierenden elektrischen Maschine 100 mittels der Überprüfungseinrichtung 220 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben, die wie oben konfiguriert ist, und zwar unter Bezugnahme auf 8 bis 11.
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11A zeigt die tatsächliche Struktur des Keils 34, der Feder 35 und des Kerns 31. 11B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 11A gezeigte Struktur modelliert wird. 11C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 zeigt, der in 11A gezeigt ist. 11D zeigt einen Ausdruck, der die Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
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Wenn die rotierende elektrische Maschine 100 zusammengebaut wird oder wenn der Keil 34 keine Lockerung aufweist oder der gelockerte Keil 34 in einem Fall, wie z. B. einer regelmäßigen Überprüfung ausgetauscht wird, wo die rotierende elektrische Maschine 100 auseinandergebaut ist, wird beispielsweise ein Zufallsmuster (oder Grafikmuster) auf eine vorbestimmte Fläche des Keils 34 aufgebracht, die von der Nut 33 freiliegt, so dass die Überprüfungszielfläche 50 gebildet wird. Das Zufallsmuster auf der Überprüfungszielfläche 50 kann im Voraus vor dem Montieren des Keils 34 ausgebildet werden.
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Dann steuert die Steuerungseinheit 221 die Antriebseinrichtungen 211A, 211B und die Bildgebungseinrichtungen 210A, 210B zum Aufnehmen von Anfangsbilddaten der Überprüfungszielfläche 50 in einem Zustand, in dem keine Kraft auf den Keil 34 ausgeübt wird, und die Erfassungseinheit 222 erfasst die Anfangsbilddaten und speichert diese in der ersten Speichereinheit 223 (Schritt ST1 gemäß 8). Das Verfahren zum Erfassen von Bilddaten der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 ist auch in der folgenden Beschreibung das gleiche, und daher wird dessen Beschreibung, wenn geeignet, weggelassen.
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Als Nächstes wird beurteilt, ob oder ob nicht ein vorbestimmtes Überprüfungs-Timing gekommen ist, und zwar infolge von irgendeinem von verschiedenen Faktoren, wie z. B. der Betriebszeit (Schritt ST2 gemäß 8). Falls das Überprüfungs-Timing nicht gekommen ist (NEIN), wird Schritt ST2 wiederholt. Falls das Überprüfungs-Timing gekommen ist (JA), erfasst die Erfassungseinheit 222 die Überprüfungs-Bilddaten der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 und speichert die Überprüfungs-Bilddaten in der ersten Speichereinheit 223 (Schritt ST3 gemäß 8). Dann wird ein Belastungsanalyseprozess (Schritt ST4 gemäß 8) für den Keil 34 durchgeführt. Dieser Betrieb wird während des Überprüfungszeitraums wiederholt durchgeführt.
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Als Nächstes wird der Verarbeitungsinhalt des „Belastungsanalysesprozesses (Schritt ST4)“, gezeigt in 8, unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die Erzeugungseinheit 224 erzeugt eine Information der Belastungs-Verformungsverteilung aus den Überprüfungs-Bilddaten, die von der Erfassungseinheit 222 erfasst werden, und den Überprüfungs-Bilddaten, die in der ersten Speichereinheit 223 gespeichert sind (Schritt ST11 gemäß 9). Als Nächstes wird beurteilt, ob es eine Änderung der Belastungs-Verformungsverteilung gibt oder nicht (Schritt ST12 gemäß 9). Wenn es keine Veränderung gibt (NEIN), wird der Betrieb im Schritt ST11 wiederholt. Wenn es eine Veränderung gibt (JA), beurteilt die Überprüfungseinheit 225, ob die Belastungs-Verformungsverteilung ähnlich der angenommen Belastungs-Verformungsverteilung ist oder nicht, d. h. der Tendenz-Information, die in der zweiten Speichereinheit 226 gespeichert ist (Schritt ST14 gemäß 9).
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Wenn sie nicht ähnlich sind (NEIN), wird die Tatsache ausgegeben, dass die Messung anomal ist (Schritt ST150 gemäß 9). Wenn sie ähnlich sind (JA), dann schätzt die Schätzeinheit 229 eine Schätz-Reaktionskraft als einen Lockerungswert des Keils 34 auf der Basis des Messergebnisses von der Messeinheit 20 (Schritt ST15 gemäß 9). Als Nächstes vergleicht die Beurteilungseinheit 230 die Schätz-Reaktionskraft des Keils 34 mit einem vorbestimmten Referenzwert. Wenn die Schätz-Reaktionskraft gleich groß wie oder größer ist als der Referenzwert, beurteilt die Beurteilungseinheit 230 dann, dass der Keil 34 keine Lockerung aufweist, d. h. dass er ordentlich bzw. korrekt ist, und wenn die Schätz-Reaktionskraft kleiner als der Referenzwert ist, dann beurteilt die Beurteilungseinheit 230, dass der Keil 34 eine Lockerung aufweist, d. h. fehlerhaft ist (Schritt ST16 gemäß 9). Auf der Basis des Beurteilungsergebnisses im Schritt ST16 wird dann die Betriebsbedingung für die rotierende elektrische Maschine 100 bestimmt und an die Anzeigeeinrichtung 240 ausgegeben (Schritt ST17 gemäß 9).
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Als Nächstes wird der Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34 (Schritt ST15)“, gezeigt in 9, unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben. Zunächst erfasst die Messeinheit 20 ein Messergebnis der Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 (Schritt ST19 gemäß 10; Mess-Schritt). Genauer gesagt: Als Messverformungsverteilung wird die Verteilung von Belastungen an zwei oder mehr Punkten auf der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 gemessen. Beispielsweise werden Werte von Verformungswerten bei Y1, Y2, Yn (n ist eine Ganzzahl nicht kleiner als 2) an Messpositionen auf dem Keil 34 gemessen, wie in 11C gezeigt.
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Als Nächstes werden Informationen über die Form der Überprüfungszielfläche 50 und die Form des Keils 34, wenn keine Kraft auf den Keil 34 ausgeübt wird, von der Eingabeeinheit 227 eingegeben (Schritt ST18 gemäß 10; Eingabeschritt). Das heißt, es wird eine tatsächliche Form-Information gemäß 11A eingegeben. Als Nächstes modelliert die Relations-Speichereinheit 228 Kontaktteile 300 zwischen dem Kern 31 und dem Keil 34, und auf diesem Modell wird die Position modelliert, wo eine Reaktionskraft F der Feder 35 ausgeübt wird. Wie in 11B gezeigt, wird beispielsweise der Keil 34 als ein zweidimensionales Modell ausgedrückt, unter der Annahme, dass die Reaktionskraft F in Axialrichtung Z des tatsächlichen Keils 34 konstant ist (11A). Dann wird unter Verwendung der Kontaktteile 300 zwischen dem Keil 34 und der Nut 33 als eine Randbedingung bzw. Zwangsbedingung ein Bereich, wo die Reaktionskraft F auf den Keil 34 ausgeübt wird, als ein Last-Ausübungsbereich im Modell widergespiegelt.
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Das obige Modell wird durch numerische Analyse gelöst, wie z. B. mit einem Finite-Elemente-Verfahren oder der Festigkeitslehre, so dass die Verformungsreaktionskraft-Relation zwischen der Verformungsverteilung (Y1, Y2, ..., Yn) der Überprüfungszielfläche 50 und der Reaktionskraft F, die in 11D dargestellt ist, erfasst wird, und die Verformungsreaktionskraft-Relation wird in der Relations-Speichereinheit 228 gespeichert (Schritt ST20 gemäß 10; Relations-Speicherschritt). Hier ist das Beispiel gezeigt, bei dem die Verformungsreaktionskraft-Relation durch numerische Analyse erfasst wird, aber ohne Beschränkung darauf kann die Verformungsreaktionskraft-Relation auch experimentell erhalten werden. Das gleiche gilt für die übrigen untenstehenden Ausführungsformen, und daher wird deren Beschreibung weggelassen.
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Als Nächstes wird aus der Verformungsreaktionskraft-Relation (11D), die im Schritt ST20 gespeichert wird, und dem Messergebnis im Schritt ST19 die Reaktionskraft F der Feder 35 geschätzt und dann als eine Schätz-Reaktionskraft ausgegeben. Genauer gesagt: Die Schätzeinheit 229 gibt die Verformungsreaktionskraft-Relation, die im Schritt ST20 gespeichert wird, auf der Basis der Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 im Schritt ST19 vor, hier die Verformungswerte Y1, Y2, Yn an drei Messpositionen, und schätzt die Reaktionskraft F als eine Schätz-Reaktionskraft (Schritt ST21 gemäß 10; Schätz-Schritt).
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Wie in der Verformungsreaktionskraft-Relation zwischen der Verformungsverteilung (Y1, Y2, ..., Yn) der Überprüfungs-zielfläche 50 und der Reaktionskraft F der Feder 35 in 11C gezeigt, wird die Reaktionskraft F aus den Messpositionen, den Belastungs-Verformungswerten und der Verformungsreaktionskraft-Relation geschätzt.
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Bei der obigen Ausführungsform 1 sind Messpunkte, die Messpositionen auf der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 darstellen, nicht besonders dargestellt, aber in dieser Hinsicht wird ein anderes Beispiel unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. 12A zeigt die tatsächliche Struktur des Keils 34, der Feder 35 und des Kerns 31 an der Nut 33, wie in 4 gezeigt. 12B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 12A gezeigte Struktur modelliert wird. 12C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 zeigt, der in 12A gezeigt ist.
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Wie in 12 gezeigt, können beispiels-weise die Messpunkte der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 an einem Mittelpunkt XM (Verformungswert = YM) in Umfangsrichtung X vorgegeben werden, der ein Messpunkt auf der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 ist, wo der Belastungs-änderungswert maximal ist, und zwei Punkten XE1 (Verformungswert = YE1) und XE2 (Verformungswert = YE2) nahe den Kontaktteilen 300 mit dem Kern 31, die an den Enden der Belastungsverteilung sind, die gemessen werden kann.
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Folglich kann die Verteilung akkurat erfasst werden. Wenn Messpunkte hinzugefügt werden, kann die Verteilung außerdem genauer erfasst werden, so dass die Schätz-Reaktionskraft genau geschätzt werden kann. Das gleiche gilt für die übrigen untenstehenden Ausführungsformen, und daher wird deren Beschreibung weggelassen, falls zweckmäßig.
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Bei der obigen Ausführungsform 1 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Verformungsverteilung im Keil 34 die Belastungs-Verformungsverteilung ist, die durch Digitalbild-Korrelation erhalten wird. Ohne Beschränkung darauf kann jedoch auch beispielsweise die Verformungsverteilung von entweder der Verschiebung oder dem Winkel der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 verwendet werden. Als ein Parameter zum Messen der Verformungsverteilung kann ein Parameter ausgewählt werden, für den die Messung leicht durchgeführt werden kann. Die Messeinrichtung kann Folgendes sein: Ein Dehnungsmessstreifen, ein Lichtleiter, ein Dehnungssensor, eine Abtast-Moire-Kamera oder dergleichen. Das gleiche gilt für die übrigen untenstehenden Ausführungsformen, und daher wird deren Beschreibung weggelassen, falls zweckmäßig.
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Bei der obigen Ausführungsform 1 ist die Überprüfungseinrichtung 220 mit jeweiligen Teilen wie in 7 gezeigt dargestellt. Selbstverständlich kann die Überprüfungseinrichtung 220 jedoch auch so verwirklicht werden, dass sie beispielsweise einen Prozessor 51 zum Implementieren zumindest einiger der Funktionen in Software und einen Speicher 52 zum Speichern von Informationen aufweist, wie in 13 gezeigt. Das gleiche gilt für die übrigen untenstehenden Ausführungsformen, und daher wird deren Beschreibung weggelassen, falls zweckmäßig.
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Bei der obigen Ausführungsform 1 ist ein Beispiel gezeigt, bei welchem der Stator einen Keil zum Fixieren einer Wicklung mit einer zwischengefügten Feder aufweist. Ohne jede Beschränkung darauf, kann im Stator die Wicklung jedoch auch von einem Keil mit einer Federfunktion fixiert sein. In diesem Fall kann die gleiche Verarbeitung wie für die oben beschriebene Feder durchgeführt werden, und zwar auf der Basis der Reaktionskraft des Keils, der eine Federfunktion hat. Das gleiche gilt für die übrigen untenstehenden Ausführungsformen, und daher wird deren Beschreibung weggelassen, falls zweckmäßig.
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Die Überprüfungseinrichtung für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 1, wie oben beschrieben konfiguriert, dient zum Überprüfen einer rotierenden elektrischen Maschine, die einen Stator aufweist, der einen Keil zum Fixieren
- - mit einer zwischengefügten Feder oder indem er eine Federfunktion hat - einer Wicklung, die in einer Nut platziert ist, die auf der Innenseite in Radialrichtung eines ringförmigen Kerns ausgebildet ist, und einen Rotor aufweist, der auf der Innenseite in Radialrichtung des Stators mit einem vorbestimmten Intervall dazwischen angeordnet ist, wobei die Überprüfungseinrichtung Folgendes aufweist:
- eine Eingabeeinheit, in welche eine Form einer Überprüfungszielfläche des Keils, die von der Nut freiliegt, in einem Zustand, in welchem keine Kraft auf den Keil ausgeübt wird, eingegeben wird;
- eine Relations-Speichereinheit, die als eine Verformungsreaktionskraft-Relation die Relation zwischen einer Reaktionskraft der Feder oder des Keils an der Überprüfungszielfläche des Keils und der Verformungsverteilung aus der Form der Überprüfungszielfläche des Keils, die in die Eingabeeinheit eingegeben wird, erfasst und speichert;
- eine Messeinheit zum Messen einer Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils;
- eine Schätzeinheit zum Schätzen einer Schätz-Reaktionskraft aus der Messverformungsverteilung und der Verformungsreaktionskraft-Relation, und
- eine Beurteilungseinheit zum Beurteilen, ob ein korrekter oder fehlerhafter Zustand über die Lockerung des Keils vorliegt, auf der Basis der Schätz-Reaktionskraft.
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Außerdem dient das Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine zum Überprüfen einer rotierenden elektrischen Maschine, die einen Stator aufweist, der einen Keil zum Fixieren - mit einer zwischengefügten Feder oder indem er eine Federfunktion hat - einer Wicklung, die in einer Nut platziert ist, die auf der Innenseite in Radialrichtung eines ringförmigen Kerns ausgebildet ist, und einen Rotor aufweist, der auf der Innenseite in Radialrichtung des Stators mit einem vorbestimmten Intervall dazwischen angeordnet ist, wobei das Überprüfungsverfahren Folgendes aufweist:
- einen Eingabeschritt, in welchem eine Form einer Überprüfungszielfläche des Keils, die von der Nut freiliegt, in einem Zustand, in welchem keine Kraft auf den Keil ausgeübt wird, eingegeben wird;
- einen Relations-Speicherschritt, in welchem als eine Verformungsreaktionskraft-Relation die Relation zwischen einer Reaktionskraft der Feder oder des Keils an der Überprüfungszielfläche des Keils und der Verformungsverteilung aus der Form der Überprüfungszielfläche des Keils, die im Eingabeschritt eingegeben wird, erfasst und gespeichert wird;
- einen Messschritt, in welchem eine Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils gemessen wird;
- einen Schätzschritt, in welchem eine Schätz-Reaktionskraft aus der Messverformungsverteilung und der Verformungsreaktionskraft-Relation geschätzt wird; und
- einen Beurteilungsschritt, in dem beurteilt wird, ob ein korrekter oder fehlerhafter Zustand über die Lockerung des Keils vorliegt, und zwar auf der Basis der Schätz-Reaktionskraft.
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Wie oben beschrieben, wird die Lockerung des Keils aus der Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils geschätzt. Demzufolge wird es möglich, den Keil-Zustand in einer kurzen Zeit und wirksam zu überprüfen, ohne die Keil-Form und Stützstruktur zum Stützen des Keils zu ändern und ohne die rotierende elektrische Maschine auseinanderzubauen. Daher wird verhindert, dass die Festigkeit des Keils infolge der Überprüfung verringert wird.
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Die Messeinheit gibt einen Messpunkt so vor, dass er Folgendes enthält:
- den Mittelpunkt in Umfangsrichtung auf der Überprüfungszielfläche des Keils, und
- für den Fall, dass zwei oder mehr Punkte gemessen werden, den Punkt, der dem Kern auf der Überprüfungszielfläche am nächsten ist,
- so dass die Messung durchgeführt wird.
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Da eine Mehrzahl von Punkten auf dem Keil als Messpunkte vorgegeben sind, ist es folglich möglich, die Änderung der Reaktionskraft mittels bloß einer einzigen Messung zu überprüfen, ohne dass mehrere Male von Messungen benötigt werden.
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Jede von der Verformungsverteilung und der Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils die Verteilung ist irgendeines von der Belastung, der Verschiebung oder dem Winkel der Überprüfungszielfläche.
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Folglich kann eine Änderung der Lockerung des Keils sicher beurteilt werden.
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Ausführungsform 2
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Bei der vorliegenden Ausführungsform 2 unterscheidet sich der Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ im Schritt ST15, der in 9 gezeigt ist, verglichen mit der Überprüfungseinrichtung 220 und dem Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 100, die bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben sind. Daher wird nur der sich unterscheidende Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ unter Bezugnahme auf 14 und 15 beschrieben.
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14 ist ein Ablaufdiagramm, das den Inhalt von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ im Schritt ST15 zeigt, wie in 9 bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben, und zwar gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2. Die entsprechende ähnliche Verarbeitung ist gemäß 10 bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben. 15A zeigt die tatsächliche Struktur des Keils 34, der Feder 35 und des Kerns 31 an der Nut 33, wie in 4. gezeigt. 15B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 15A gezeigte Struktur modelliert wird. 15C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 zeigt, der in 15A gezeigt ist. 15D zeigt einen Ausdruck, der eine Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
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Als Nächstes wird der Unterschied von dem Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34 (Schritt ST15)“, gezeigt bei der obigen Ausführungsform 1, hauptsächlich unter Bezugnahme auf 14 und 15 beschrieben. Zunächst werden im Schritt ST24 gemäß 14 entsprechend Schritt ST18 in 10 gemäß Ausführungsform 1 zusätzlich zu den Inhalten im Schritt ST18 gemäß 10 auch die Form des Kontaktteils 300 zwischen dem Kern 31 und dem Keil 34 und die Form eines Kontaktteils zwischen dem Keil 34 und der Feder 35 in der rotierenden elektrischen Maschine 100 eingegeben. In dieser Form-Information ist die Abmessungstoleranz enthalten.
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Im Schritt ST25 gemäß 14 entsprechend Schritt ST20 in 10 gemäß Ausführungsform 1 gilt dann Folgendes: Zusätzlich zu den Inhalten im Schritt ST20 gemäß 10 bei der obigen Ausführungsform 1 wird - während Änderungen innerhalb eines Bereichs der Abmessungstoleranz für den Kontaktteil 300 zwischen dem Kern 31 und dem Keil 34 vorgenommen werden - eine Berechnung durch numerische Analyse, wie z. B. mit einem Finite-Elemente-Verfahren oder der Festigkeitslehre durchgeführt und so die Verformungsreaktionskraft-Relation erfasst, die die Relation zwischen der Reaktionskraft und der Verformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 ist. Genauer gesagt: Wie in 15 gezeigt, wird eine Berechnung durch numerische Analyse, wie z. B. mit einem Finite-Elemente-Verfahren oder der Festigkeitslehre für jeden Kontaktteil zwischen dem Kern 31 und dem Keil 34 durchgeführt und so die Relation zwischen der Reaktionskraft und der Verformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 erfasst, wie in 15 gezeigt. Das erfasste Ergebnis wird in der Relations-Speichereinheit 228 gespeichert.
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Als Nächstes werden die Verformungsreaktionskraft-Relation, die im Schritt ST25 gespeichert wird, und das Ergebnis der Messung der Belastung an zwei oder mehr Punkten als Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 eingegeben, die im Schritt ST19 gemäß 14 erfasst werden. Aus dem Messergebnis im Schritt ST19 gemäß 14 wird dann eine Schätz-Reaktionskraft im Schritt ST26 in 14 geschätzt. Wie in der Relation zwischen der Reaktionskraft und der Verformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 in 15 dargestellt, wird aus der Messposition und dem Belastungs-Verformungswert sowie der Verformungsreaktionskraft-Relation, die in der Relations-Speichereinheit 228 gespeichert ist, ein Kontaktort zwischen dem Kern 31 und dem Keil 34 bestimmt, wo die Belastungsposition und Wertverteilung am meisten übereinstimmen. Unter Verwendung des Kontaktorts als Randbedingung wird als Nächstes die Verformungsreaktionskraft-Relation zwischen der Reaktionskraft und der Verformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 aus der Relations-Speichereinheit 228 ausgewählt, und das Messergebnis im Schritt ST19 wird dorthinein eingegeben.
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Dadurch wird eine Schätz-Reaktionskraft geschätzt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform 2 gilt Folgendes: Da die Abmessungstoleranz zwischen dem Keil 34 und dem Kern 31 und der Feder 35, die als eine Struktur zum Halten des Keils 34 dient, hinzugefügt ist, kann die Verteilung beispielsweise wie in 12 bei der obigen Ausführungsform 1 erfasst werden, eine Messung am Mittelpunkt XM (Verformungswert = YM) in Umfangsrichtung X durchgeführt werden, was die Messposition auf der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 ist, wo der Belastungs-änderungswert maximal ist, und den zwei Punkten XE1 (Verformungswert = YE1) und XE2 (Verformungswert = YE2) nahe den Kontaktteilen 300 mit dem Kern 31, die Enden der Belastungsverteilung sind, die gemessen werden kann.
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Außerdem sind die Positionen, die um den Maximalwert und den Minimalwert der Abmessungstoleranz vom Mittelpunkt XM in Umfangsrichtung X der Überprüfungszielfläche 50 verschoben sind, als Messpunkte hinzugefügt, so dass selbst dann, wenn der Kontaktteil zwischen dem Kern 31 und dem Keil 34 verschoben ist, der Maximalwert des Änderungswerts erhalten werden kann, und demzufolge kann die Schätz-Reaktionskraft genau geschätzt werden.
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Bei der Überprüfungseinrichtung und dem Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 2, die wie oben beschrieben konfiguriert sind, werden die gleichen Wirkungen wie bei der obigen Ausführungsform 1 erhalten.
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Außerdem wird die Abmessungstoleranz zwischen dem Keil und einer Struktur zum Halten des Keils, wenn die rotierende elektrische Maschine zusammengebaut wird, in die Eingabeeinheit eingegeben, und die Verformungsreaktionskraft-Relation, die in der Relations-Speichereinheit gespeichert werden soll, wird erfasst, während sie innerhalb der Abmessungstoleranz verändert wird.
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Im Eingabeschritt wird indessen die Abmessungstoleranz zwischen dem Keil und einer Struktur zum Halten des Keils, wenn die rotierende elektrische Maschine zusammengebaut wird, eingegeben, und im Relations-Speicherschritt wird die Verformungsreaktionskraft-Relation erfasst, die gespeichert werden soll, während sie innerhalb der Abmessungstoleranz verändert wird.
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Demzufolge kann die Lockerung des Keils beurteilt werden, unter Berücksichtigung des Keils und der Struktur zum Halten des Keils, beispielsweise der Kern-Kontaktbedingung, so dass die Beurteilungsgenauigkeit der Lockerung verbessert werden kann.
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Die Messeinheit gibt einen Messpunkt vor, so dass er Folgendes enthält:
- den Mittelpunkt in Umfangsrichtung auf der Überprüfungszielfläche des Keils,
- für den Fall, dass zwei oder mehr Punkte gemessen werden, den Punkt, der dem Kern auf der Überprüfungszielfläche am nächsten ist, und
- für den Fall, dass drei oder mehr Punkte gemessen werden, einen Punkt, der in Umfangsrichtung vom Mittelpunkt auf der Überprüfungszielfläche des Keils um einen Maximalwert oder einen Minimalwert der Abmessungstoleranz verschoben ist, und zwar für eine Kontaktposition zwischen dem Keil und dem Kern, wenn die rotierende elektrische Maschine zusammengebaut wird.
- dadurch wird die Messung durchgeführt.
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Da eine Mehrzahl von Punkten auf dem Keil als Messpunkte vorgegeben ist, ist es folglich möglich, die Änderung der Reaktionskraft mittels bloß einer einzigen Messung zu überprüfen, ohne dass mehrere Male von Messungen benötigt werden.
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Ausführungsform 3
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Bei der vorliegenden Ausführungsform 3 unterscheidet sich der Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ im Schritt ST15, der in 9 gezeigt ist, verglichen mit der Überprüfungseinrichtung 220 und dem Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 100, die bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben sind. Daher wird nur der sich unterscheidende Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ unter Bezugnahme auf 16 und 17 beschrieben.
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16 ist ein Ablaufdiagramm, das den Inhalt von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ im Schritt ST15 zeigt, wie gemäß 9 bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben, und zwar gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3. Die entsprechende ähnliche Verarbeitung ist gemäß 10 bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben. 17A zeigt die tatsächliche Struktur des Keils 34, der Feder 35 und des Kerns 31 an der Nut 33, wie in 4 gezeigt. 17B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 17A gezeigte Struktur modelliert wird. 17C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 zeigt, der in 17A gezeigt ist. 17D zeigt einen Ausdruck, der eine Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
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Als Nächstes wird der Unterschied von dem Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34 (Schritt ST15)“, gezeigt bei der obigen Ausführungsform 1 hauptsächlich unter Bezugnahme auf 16 und 17 beschrieben. Zunächst wird die Verformungsreaktionskraft-Relation erfasst und gespeichert, wie im Schritt ST18 und Schritt ST20 gemäß 10 gemäß Ausführungsform 1. Als Nächstes wird als Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 die Belastung an einem oder mehr Punkten mehrere Male gemessen und eingegeben (Schritt ST29 gemäß 16).
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Als Nächstes wird aus der Verformungsreaktionskraft-Relation, die im Schritt ST20 gespeichert wird, und dem Messergebnis im Schritt ST29 ein Reaktionskraft-Änderungswert als eine Schätz-Reaktionskraft geschätzt (Schritt ST32 gemäß 16). Genauer gesagt: Die Messung im Schritt ST29 wird mehrere Male in gewissen Zeitintervallen durchgeführt, und die Differenz zwischen den gemessenen Verformungswerten wird berechnet. Wie in 17C gezeigt, wird ein Änderungswert ΔY berechnet, der die Differenz der Verformung der Überprüfungszielfläche 50 ist.
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Als Nächstes werden der Änderungswert ΔY und die Verformungsreaktionskraft-Relation zwischen der Reaktionskraft und dem Änderungswert ΔY der Verformung der Überprüfungszielfläche 50, gespeichert im Schritt ST20, aus der Relations-Speichereinheit 228 ausgewählt, und der Änderungswert ΔY wird eingegeben, so dass ein Reaktionskraft-Änderungswert ΔF als eine Schätz-Reaktionskraft geschätzt wird. Im anschließenden Prozess wird eine Beurteilung darüber, ob der Keil 34 korrekt bzw. intakt oder fehlerhaft ist, und dergleichen durchgeführt, und zwar auf der Basis des Reaktionskraft-Änderungswerts ΔF, der die Schätz-Reaktionskraft ist.
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Bei der Überprüfungseinrichtung und dem Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 3, die wie oben beschrieben konfiguriert sind, werden die gleichen Wirkungen wie bei der obigen Ausführungsform 1 erhalten.
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Außerdem misst die Messeinheit die Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils mehrere Male, und die Schätzeinheit berechnet einen Reaktionskraft-Änderungswert als Schätz-Reaktionskraft, und zwar aus der Verformungsreaktionskraft-Relation und mehreren Malen von zeitlichen Änderungen der Messverformungsverteilung.
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Im Messschritt wird indessen die Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils mehrere Male gemessen, und im Schätzschritt wird ein Reaktionskraft-Änderungswert als Schätz-Reaktionskraft berechnet, und zwar aus der Verformungsreaktionskraft-Relation und mehreren Malen von zeitlichen Änderungen der Messverformungsverteilung.
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Folglich kann die Anzahl von Messpunkten auf der Überprüfungszielfläche des Keils verringert werden, so dass die Messzeit verkürzt werden kann.
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Ausführungsform 4
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Bei der vorliegenden Ausführungsform 4, unterscheidet sich der Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ im Schritt ST15, der in 9 gezeigt ist, verglichen mit der Überprüfungseinrichtung 220 und dem Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine 100, die bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben sind. Daher wird nur der sich unterscheidende Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ unter Bezugnahme auf 18 und 19 beschrieben. Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform 4 die Verformungsreaktionskraft-Relation erfasst, während sie innerhalb der Abmessungstoleranz verändert wird, wie bei der obigen Ausführungsform 2.
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18 ist ein Ablaufdiagramm, das den Inhalt von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34“ im Schritt ST15 zeigt, wie gemäß 9 bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben, und zwar gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4. Die entsprechende ähnliche Verarbeitung ist gemäß 10 bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben. 19A zeigt die tatsächliche Struktur des Keils 34, der Feder 35 und des Kerns 31 an der Nut 33, wie in 4 gezeigt. 19B ist ein Diagramm, das erhalten wird, indem die in 19A gezeigte Struktur modelliert wird. 19C ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer Messposition und einem Verformungswert der Überprüfungszielfläche 50 des Keils 34 zeigt, der in 19A gezeigt ist. 19D zeigt einen Ausdruck, der eine Verformungsreaktionskraft-Relation gemäß Ausführungsform 4 darstellt.
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Als Nächstes wird der Unterschied von dem Inhalt der Verarbeitung von „Schätzen des Lockerungswerts des Keils 34 (Schritt ST15)“, gezeigt bei der obigen Ausführungsform 1 hauptsächlich unter Bezugnahme auf 18 und 19 beschrieben. Wie im Schritt ST24 und Schritt ST25 gemäß 14 gemäß Ausführungsform 2 wird zunächst die Verformungsreaktionskraft-Relation erfasst und in der Relations-Speichereinheit 228 gespeichert. Außerdem wird die Messung auf die gleiche Weise wie im Schritt ST29 gemäß Ausführungsform 3 durchgeführt.
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Als Nächstes wird aus der Verformungsreaktionskraft-Relation, die im Schritt ST25 gespeichert wird, und dem Messergebnis im Schritt ST29 eine Schätz-Reaktionskraft geschätzt (Schritt ST37 gemäß 18). Zunächst wird die Messung im Schritt ST29 mehrere Male in gewissen Zeitintervallen durchgeführt, und ein Änderungswert, der die Differenz zwischen den gemessenen Verformungswerten ist, wird berechnet. Genauer gesagt: Wie in 19 gezeigt, wird ein Änderungswert ΔY berechnet, der die Differenz des Verformungswerts der Überprüfungszielfläche 50 ist.
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Wie in der Relation zwischen der Reaktionskraft und der Verformung der Überprüfungszielfläche 50 in 19 dargestellt, wird ein Kontaktort zwischen dem Kern 31 und dem Keil 34 bestimmt, wo die gemessene Belastungsposition und der Änderungswert ΔY sowie die Position und der Belastungs-Verformungswert, die in der Relations-Speichereinheit 228 gespeichert sind, übereinstimmen. Unter Verwendung des Kontaktorts als Randbedingung wird als Nächstes die Relation zwischen der Reaktionskraft und dem Änderungswert ΔY der Verformung der Überprüfungszielfläche 50 aus der Relations-Speichereinheit 228 ausgewählt, und das Messergebnis im Schritt ST29 wird dorthinein eingegeben. Dadurch wird eine Schätz-Reaktionskraft geschätzt.
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Bei der Überprüfungseinrichtung und dem Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 4 die wie oben beschrieben konfiguriert sind, werden die gleichen Wirkungen wie bei der obigen Ausführungsform 1 usw. erhalten.
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Außerdem misst die Messeinheit die Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils mehrere Male, und die Schätzeinheit berechnet einen Reaktionskraft-Änderungswert als Schätz-Reaktionskraft, und zwar aus der Verformungsreaktionskraft-Relation und mehreren Malen von zeitlichen Änderungen der Messverformungsverteilung.
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Im Messschritt wird indessen die Messverformungsverteilung der Überprüfungszielfläche des Keils mehrere Male gemessen, und im Schätzschritt wird ein Reaktionskraft-Änderungswert als Schätz-Reaktionskraft berechnet, und zwar aus der Verformungsreaktionskraft-Relation und mehreren Malen von zeitlichen Änderungen der Messverformungsverteilung.
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Folglich kann die Anzahl von Messpunkten auf der Überprüfungszielfläche des Keils verringert werden, so dass die Messzeit verkürzt werden kann.
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Außerdem kann die Lockerung des Keils beurteilt werden, unter Berücksichtigung des Keils und der Struktur zum Halten des Keils, beispielsweise der Kern-Kontaktbedingung, so dass die Beurteilungsgenauigkeit der Lockerung verbessert werden kann.
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Ausführungsform 5
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Bei der vorliegenden Ausführungsform 5 unterscheidet sich der Inhalt der Verarbeitung in der Bestimmungseinheit 231, die in 7 gezeigt ist, im Vergleich mit der Überprüfungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1. Nur dieser Unterschied wird beschrieben. 20 zeigt ein Ablaufdiagramm des Überprüfungsverfahrens für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 5.
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Irgendeine der Schätz-Reaktionskräfte, die in den obigen Ausführungsformen erhalten werden, wird eingegeben (Schritt ST40 gemäß 20). Als Nächstes wird eine Kraft, die auf den Keil 34 während des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine 100 ausgeübt wird, die Form der Wicklung 36 und der Wert des Stroms, der durch die Wicklung 36 fließt, eingegeben (Schritt ST41 gemäß 20). Als Nächstes wird aus den Eingaben im Schritt 40 und Schritt ST41 ein Vibrationswert der Wicklung 36 während des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine 100 geschätzt (Schritt ST42 gemäß 20). Genauer gesagt: Eine elektromagnetische Erregungskraft, die während des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine 100 erzeugt wird, wird aus der Eingabe im Schritt ST41 geschätzt, und wenn die elektromagnetische Erregungskraft größer als die Schätz-Reaktionskraft geworden ist, die im Schritt ST40 eingegeben wird, wird beurteilt, dass die Wicklung 36 vibriert.
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Die Relation zwischen einem Vibrationswert und der Anzahl von Keilen, deren Reaktionskräfte kleiner als die elektromagnetische Erregungskraft geworden sind, wird im Voraus durch numerische Analyse berechnet, und ein Vibrationswert der Wicklung 36 wird aus der Verteilung geschätzt, und zwar im Kern 31 aus den Schätz-Reaktionskräften der Keile 34, die gemessen worden sind. Als Nächstes wird auf der Basis des Schätzergebnisses im Schritt ST42 beurteilt, ob oder ob nicht der Vibrationswert gleich groß wie oder größer ist als ein vorbestimmter Referenzwert für den Vibrationswert der Wicklung 36. Es wird eine Aktualisierung der Keile 34 in der Nut 33 bestimmt, für die der Vibrationswert so geschätzt wird, dass er gleich groß wie oder größer ist als der Referenzwert (Schritt ST43 gemäß 20).
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Bei der Überprüfungseinrichtung und dem Überprüfungsverfahren für die rotierende elektrische Maschine gemäß Ausführungsform 5, die wie oben beschrieben konfiguriert sind, werden die gleichen Wirkungen wie in den obigen Ausführungsformen erhalten.
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Außerdem weist das Verfahren ferner einen Bestimmungsschritt auf, in dem - aus einer Form-Information über den Stator und die Wicklung der rotierenden elektrischen Maschine, einer externen Kraft, die auf den Keil während des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine ausgeübt wird, und der Schätz-Reaktionskraft - ein Vibrationswert geschätzt wird, bei dem die Gesamtheit der Wicklung, die in der Nut des Kerns platziert ist, während des Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine vibriert, um zu bestimmen, ob es eine Aktualisierung des Keils in der Nut gibt oder nicht.
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Folglich kann der Keil-Aktualisierungs-Ort auf der Nut-Basis bestimmt werden, so dass die Keil-Aktualisierungszeit verkürzt werden kann.
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Obwohl die Erfindung oben in Form von verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben ist, versteht es sich, das die verschieden Merkmale, Aspekte und Funktionalitäten, die in einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, in deren Anwendbarkeit nicht auf die besondere Ausführungsform beschränkt sind, mit denen sie beschrieben sind, sondern stattdessen auch - allein oder in verschiedenen Kombinationen - mit einer oder mehreren der Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können.
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Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen verwendet werden können, die nicht beispielhaft beschrieben worden sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann mindestens eine der Komponenten modifiziert, hinzugefügt oder weggelassen werden. Mindestens eine der Komponenten, die in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen erwähnt sind, können ausgewählt werden und mit den Komponenten kombiniert werden, die in einer anderen bevorzugten Ausführungsform erwähnt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rahmen
- 100
- rotierende elektrische Maschine
- 2
- Gaskühler
- 20
- Messeinheit
- 210A
- Bildgebungseinrichtung
- 210B
- Bildgebungseinrichtung
- 211A
- Antriebseinrichtung
- 211B
- Antriebseinrichtung
- 220
- Überprüfungseinrichtung
- 221
- Steuerungseinheit
- 222
- Erfassungseinheit
- 223
- erste Speichereinheit
- 224
- Erzeugungseinheit
- 225
- Überprüfungseinheit
- 226
- zweite Speichereinheit
- 227
- Eingabeeinheit
- 228
- Relations-Speichereinheit
- 229
- Schätzeinheit
- 230
- Beurteilungseinheit
- 231
- Bestimmungseinheit
- 240
- Anzeigeeinrichtung
- 3
- Stator
- 31
- Kern
- 32A
- Spulen-Endbereich
- 33
- Nut
- 34
- Keil
- 35
- Feder
- 36
- Wicklung
- 37
- Leiter
- 38
- Isolierbereich
- 4
- Rotor
- 41
- Drehwelle
- 42
- Rotorkern
- 43A
- Sicherungsring
- 43B
- Sicherungsring
- 50
- Überprüfungszielfläche
- X
- Umfangsrichtung
- Y
- Radialrichtung
- YO
- Außenseite
- YI
- Innenseite
- Z
- Axialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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