JPH05501298A - 発電機の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発電機の検査方法 従来技術 本発明は、脈動直流電流を供給する発電機および発電機として駆動されるモータ の検査方法に関する。発電機において測定可能な電圧または供給された電流の経 過をオシロスクープに表示することは一般に公知の技術である。この可視的な検 査により、例えば巻線短絡、断線または欠陥のある整流器ダイオードのような明 白な障害の検出が行われる。例えば整流器の緩慢に変化する順方向電圧または例 えば発電機製造の際に生じた角度誤差のような比較的小さな欠陥は直ちには検出 可能でない。

本発明の課題は、発電機または発電機に接続されている負荷において発生する信 号から導出可能であるすべての考えられる障害の客観的な測定を許容する、脈動 直流電流を供給する発電機および発電機として駆動されるモータの検査方法を提 供することである。

発明の利点 本発明の方法はまず、適応が容易であるという利点を有する。発電機または発電 機に接続されている負荷への接続が必要なだけである。発電機が車両における電 流発生器として設けられている場合、例えばシガレットライターへの接続が可能 である。特別なセンサは必要ない。

本発明の方法の別の利点は、脈動直流電流を供給する種々の型式の発電機が検査 可能であることである。

それには直流発電機並びに整流器を含んでいる交流発電機／３相交流発電機が挙 げられる。

巻線間の短絡または断線並びに整流器における欠陥による完全な故障の他に、殊 に発電機製造において品質保証の際に考慮すべきである、例えば巻線公差、整流 器公差または角度公差のような比較的小さな障害も検出可能である。

発電機の他に、発電機として駆動されかつ脈動直流電流を供給するときはモータ も検査可能である。

本発明の方法の有利な実施例はその他の請求項に記載されている。

簡単な検査は、発電機または負荷において発生する信号Ｕの連続する時間区間Ｔ ｉの評価によって可能である。

発生した障害並びに障害の場所に関する精確な情報は、パルス持続時間Ｔｉの評 価によって可能であり、その場合信号処理装置においてそれぞれのＴｉが表示さ れる。多数のパルス持続時間Ｔｉから計算される平均値に正規化しかつ平均値か らの偏差のみを表示することも可能である。平均値からの偏差はランダムではな いので、信号処理装置は、それに応じて障害像が繰り返される、パルス持続時間 Ｔ４所定の数をめる。

完全な故障も検出かつ位置標定可能とする、パルス持続時間Ｔｉに対する限界値 を予め定めると特別有利である。

本発明の方法の有利な実施例は、発電機または負荷に発生する信号Ｕの信号処理 に関し、この信号から脈動電流または脈動電圧のパルス持続時間Ｔｉを有する信 号成分がめられる。適応形フィルタの使用により、信号Ｕに重畳されている障害 信号は最適に除去される。

本発明の方法の有利な実施例は、整流器を有する交流／３相交流発電機において パルス持続時間Ｔｆの間に短時間発生する整流振動からパルス持続時間Ｔｉをめ ることに関する。

発電機の検査は、回転数が変化する場合にも行うことができる。その理由は検出 された信号に回転数情報が含まれているからである。

本発明の方法は、内燃機関の電流発生器として駆動される発電機を検査するのに 特別適しており、殊に車両に組み込まれた、内燃機関によって駆動される発電機 の検査に適しており、その際発電機は搭載電源におけるたった１つの接続端子に て詳細に検査可能である本発明の方法の有利な実施例および改良例について以下 図面を用いて詳細に説明する。

図面 第１図は、脈動パルス持続時間Ｔｉを有する脈動信号Ｕの経過を示し、第２図は 、所定数のパルス持続時間Ｔｉの、平均値を基準とした分布を示しており、第３ 図は、信号処理装置のブロック回路を示す図であり、第４図は、第１図に示され た信号経過を一層高い時間的な分解能で示す図であり、第５図は、脈動パルス持 続時間Ｔｉをめるための別の信号処理装置のブロック回路を示す図である。

第１図は、発電機または発電機から電気エネルギーを供給される負荷において発 生する信号Ｕを示している。信号Ｕは、種々の長さの脈動パルス持続時間Ｔｊを 有する信号成分を有している。同様、個々のパルス間で振幅の相異が生じる可能 性がある。

第２図は、６つの連続するパルス持続時間Ｔｉを柱状グラフにて示している。

第３図は、信号処理装置のブロック回路を示している。参照番号１０にて、少な くとも１つの発電機１１を駆動する内燃機関が示されている。発電機１１は電気 エネルギーを例えば、発電機１１が車両に配設されている場合車両の搭載電源に 相応する負荷１２に供給する。負荷１２に発生する信号Ｕは、信号フィルタ１３ に供給され、該フィルタの出力信号はいき値段１４並びにフィルタ１３に供給さ れる。フィルタ１３の出力側には、パルス持続時間Ｔｉを有する信号Ｕの信号成 分が発生し、該信号からいき値段１４が適当な信号、有利にはデジタル信号を後 続の評価ユニット１５に対して供給する。評価ユニット１５は出力信号を出方部 １７に送出する。

第４図には、第１図にて示されている信号Ｕの部分が時間的に一層高い分解能に て示されている。パルス持続時間Ｔｉの間に、周期Ｔｋを有する短時間の整流振 動２０が存在する。

第５図には、パルス持続時間Ｔｉをめるための信号処理装置が示されている。信 号Ｕは高域フィルタ３０を介して信号形成器３１に供給され、その出力側に時間 Ｔｉを有する信号が現れる。

発電機または発電機として駆動されるモータの検査のための本発明の方法を、第 ３図に図示のブロック回路図に基づいて第１因に図示の信号Ｕと関連して説明す るコ 例えば内燃機関１０または別の機関によりて駆動される発電機１１は例えば負荷 １２に電気エネルギーを供給する。負荷１２が存在している必要はない。その理 由は信号Ｕは負荷が接続されていない発電機１１にも負荷１２にも発生するから である。信号Ｕは例えば、発電機または負荷１２に発生する電圧である。しかし 信号Ｕは、負荷１２を流れる、発電機１１がら供給される電流に対する尺度にも なりつる。

できる。発電機１１は直流発電機または交流発電機とすることができる。交流発 電機は単相または複数の相を有することができる。交流発電機の個々の相は例え ば、脈動直流電圧が生じるように、整流器に接続されている。この発電機の型式 は交流発電機と称されかつ有利には車両において搭載電源に電気エネルギーを供 給するために使用される。第１図に図示の特徴的なパルス持続時間Ｔｉが信号Ｕ において発生することが重要である。パルス持続時間Ｔｉは直流発電機では別個 の電機子巻線の数に依存しておりかつ交流発電機では設定された相の数に依存し ている。パルス持続時間Ｔｉは回転数かつ場合に応じて内燃機関ｌＯと駆動され る発電機１１との間の変換比に依存している。パルス持続時間Ｔｉを有する信号 Ｕの特徴的な信号経過は第１図には例として直流が供給される負荷１２に対して 示されており、その際著しく高い直流電圧成分を取り除いて比較的小さな交流電 圧成分のみが示されている発電機１１を検査するためにまず、帯域通過フィルタ として形成されているフィルタ１３によってパルス持続時間Ｔｉを有する信号Ｕ の信号成分が取り出される。フィルタ１３は、例えば場合により存在する発電機 調整器または負荷１２のその他の切換過程が原因で生じるような不都合な低周波 障害信号並びに高周波障害信号を取り除く。

有利な実施例においてフィルタ１３は適応形フィルタとして形成されており、こ のために殊に、デジタルフィルタまたは容量が接続されているフィルタとして実 現するのが好適である。デジタルフィルタはソフトウェアにおいて完全に実現で きるという大きな利点を有している。フィルタ１３に供給される信号Ｕを判定す るために、帯域通過フィルタを例えば、周波数帯域全体に関して同調しかつフィ ルタの出力振幅を振幅測定によって評価することができる。障害は散発的にしか 発生せず、これに対して時間Ｔｉを有する準周期的な過程は連続的に存在するの で、このようにしてデジタルフィルタまたは容量が接続されているフィルタの帯 域通過パラメータの正確な設定が可能である。

場合により設けられているいき値段１４は、パルス持続時間Ｔｉを含んでいる信 号を評価ユニット１５における引き続く処理に対して適する形に調製する。

評価ユニット１５は、比較的簡単な実施例では連続するパルス持続時間Ｔｉおよ びＴ　（ｉ　＋　１）　（Ｄ差）ｆｒ：求め、かつ結果を出力部１７を介して送 出する。差測定によって既に、発電機１１に関する定性情報が得られる。評価ユ ニット１５はパルス持続時間Ｔｉから詳しく図示されていない入カニニットを介 する条件設定に基づいて一層複雑な評価を実施することができかつ出力部１７を 介して指示することができ、その際出力部１７は例えば一層大きな診断系とする こともできる。

パルス持続時間Ｔｉは個別に評価することもできる。第２図にはその結果生じる 柱状グラフ図が示されており、その際仮に、パルス持続時間Ｔｉがｉ＝７から繰 り返されるものとしている。パルス持続時間Ｔｌ−Ｔ６の和は丁度、発電機の１ 回転に相応するかまたは電気的な１周期に相応している。ｉ＝６を有するここに 選択された例は例えば、３相交流発電機に基づいている。

連続するパルス持続時間Ｔｉの偏差に対する原因として例えば、巻線公差、整流 器公差（整流器ダイオードの種々異なった順方向電圧）または例えば極の角度公 差が挙げられる。この型式の障害は第２図から個別の柱の高さを用いた算術演算 によってめられる。種々の偏差により、常に典型的な柱状グラフ表示が生じる。

リーズナブルネステストによって、評価ユニット１５は発電機１１における比較 的大きな欠陥をめることもできる。例えば整流器の故障によって所定のパルス持 続時間Ｔｉはもはや発生しないはずである。その場合評価ユニットは第２図に示 された柱状グラフをｉ＝５に制限し、その際１つの柱は平均値Ｔｍから上方また は下方に非常に大きな偏差を呈することになる。限界値を予め定めることによっ て、リーズナブルネステストにより正しい障害の検出が行われる。

別の実施例においてはそれぞれのＴｉを多数の過程から計算される平均値Ｔｍに 正規化しかつ更に平均値からの偏差のみを引き続き追跡することができる。

本発明の方法の有利な実施例によれば、パルス持続時間Ｔｉは、第４図に示され た、周期Ｔｋを有する整流振動２０からめられる。振動２０は、発電機１１が整 流器を有する交流／３相交流発電機として形成されているときに生じる。

第５図に示された装置によれば、信号Ｕは、最も簡単な場合には高域フィルタと して形成されているフィルタ３０に供給され、その下側の遮断周波数は整流振動 ２０の周波数に同調されている。フィルタ３０の出力信号は、例えば単安定マル チバイブレータ素子として形成されている信号形成器３１に導かれる。この素子 は、振動群がパルス形成器３１の出力側においてその都度唯一のパルスしかトリ ガしないように再トリガを可能にするものである。第５図に示された信号処理装 置によりめられた信号もリーズナブルネステストを受け、これにより耐障害度は 高められる。誤ったパルス持続時間Ｔ１を来すおそれがある使用不能または誤っ たパルスは例えば、場合により存在する発電機調整器の切換過程または発電機に 接続されている別の電気的な負荷によって惹き起こされる可能性がある。パルス 持続時間Ｔｉを有する信号の引き続く処理は第２図に示されている装置において 既述のように行われる第３図および第５図に示されている信号処理装置１３−１ ７．３０．３１はすべてまたは部分的に計算機におけるソフトウェアとして実現 することができる。

Ｓ＾　４０４７７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．脈動電流または電圧のパルス持続時間Ｔｉを発電機（１１）または負荷（１ ２）において発生する信号（ｕ）から求める、脈動直流電流を供給する発電機（ １１）または発電機として駆動可能なモータの検査方法。 ２．連続するパルス持続時間（Ｔｉ）の時間差を求める請求項１記載の方法。 ３．パルス持続時間（Ｔｉ）から平均パルス持続時間Ｔｍを計算しかつ前記パル ス持続時間（Ｔｉ）を前記平均値Ｔｍを基準にして評価する請求項１記載の方法 。 ４．少なくとも１つの最小限界値および少なくとも１つの最大限界値を予め定め ることによってパルス持続時間（Ｔｉ）のりーズナブルネステストを行う請求項 １記載の方法。 ５．パルス持続時間（Ｔｉ）を有する信号成分を、適応形フィルタ（１３）によ って信号（Ｕ）から取り出す請求項１から４までのいずれか１項記載の方法６． パルス持続時間（Ｔｉ）を有する信号成分を信号（Ｕ）の整流振動（２０）から 求める信号処理装置（３０，３１）を用いる請求項１から４までのいずれか１項 記載の方法。 ７．別の信号処理装置（３０，３１）から送出される信号のリーズナブルネステ ストを行う請求項６記載の方法。 ８．回転数に相応する信号を検出されたパルス持続時間（Ｔｉ）を補正するため の評価ユニット（２５）に送出する回転数測定装置を用いる請求項１から７まで のいずれか１項記載の方法。 ９．内燃機関によって駆動される発電機（１１）において使用される請求項１か ら８までのいずれか１項記載の方法。 １０．内燃機関は車両に配設されている請求項９記載の方法。