KR20110130364A - 발전기용 브러시리스 여자기에서 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

발전기용 브러시리스 여자기에서 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20110130364A
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윌리엄 얼 피쉬
존 해롤드 파스로우
알버트 유진 스테인바흐
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

전기 기계(14)를 작동시키기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 상기 방법은 적어도 하나의 다이오드(32)를 가진 다이오드 정류기(30)를 포함하는 브러시리스 여자 시스템(10)을 제공하는 단계, 상기 적어도 하나의 다이오드(32)와 병렬로 연결된 적어도 하나의 저항(42)에 의해 발생된 열 에너지를 감지하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 저항(33)으로부터의 발생 열 에너지의 편차를 검출하는 단계를 포함한다. 또 다른 단계는 상기 발생 열 에너지의 편차가 사전결정된 임계 편차 레벨을 초과하는 경우에 다이오드 내의 에러나 고장이 나거나 결함이 있는 다이오드를 표시하는 신호를 발생시킨다.

Description

발전기용 브러시리스 여자기에서 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING FAULTS IN A BRUSHLESS EXCITER FOR A GENERATOR}
본 발명은 회전 전기 기계용 브러시리스 여자 시스템에 관한 것으로서, 특히 브러시리스 여자 시스템용 온도검출 결함 검출기에 관한 것이다.
브러시리스 여자 시스템(brushless excitation system)(또는 간단히 "브러시리스 여자기(brushless exciter)")은 전기 기계에서 회전자의 계자 코일에 직류(DC)를 인가한다. 회전자 계자 코일에 있는 전류는 예를 들어 회전자를 둘러싸는 고정자의 코일에 전류를 유도하는 전자기장을 발생시켜서 발전기에서 교류 전류를 생산한다. 대안적으로, 회전자 계자 코일로부터 발생되는 전자기장이 모터의 회전자를 회전시키기 위해 사용될 수 있다.
전형적으로, 브러시리스 여자 시스템은 전기 기계의 회전자 위에 장착되어 그 회전자와 함께 회전한다. 브러시리스 여자 시스템은 회전 전기자와 다이오드 정류기를 포함하며, 이 다이오드 정류기는 다이오드 휠로서 구성될 수 있다. 회전 전기자 내에서 발생된 교류(AC)는 다이오드 정류기에 의해 직류로 변환되며, 그것은 회전자의 계자 권선에 인가된다.
정류기의 다이오드에서의 결함은 정류기에 의한 교류의 직류로의 변환에 악영향을 준다. 다이오드 정류기는 전형적으로 정류기의 입력에 인가되는 교류 전력의 각 상에 대해 직렬로 연결된 두 개 이상의 여분의 다이오드를 가지고 있다. 여분의 다이오드의 존재로 인해 하나의 다이오드에서 결함을 신뢰성있게 검출하는 것은 일반적으로 어렵다. 하나의 다이오드의 고장은 교류를 직류 전력으로 변환시키는 정류기의 능력을 실질적으로 감소시키지 않을 수 있다. 직렬의 두 개 이상의 다이오드의 고장은 교류의 직류로의 변환을 악영향을 주고, 정류기의 고장으로 이어지며, 전기 기계의 예정되지 않은 운전 중지를 가져올 수 있다.
본 발명은 발전기용 브러시리스 여자기에서 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 적어도 하나의 다이오드를 가진 다이오드 정류기를 포함하는 브러시리스 여자 시스템을 제공하는 단계, 상기 다이오드와 병렬로 연결된 적어도 하나의 저항에 의해 발생된 열 에너지를 감지하는 단계, 상기 적어도 하나의 저항으로부터의 발생 열 에너지의 편차를 검출하는 단계를 포함하는 전기 기계 작동 방법이 제공된다. 또 다른 단계는 상기 발생 열 에너지의 편차가 사전결정된 임계 편차 레벨을 초과하는 경우에 고장이 나거나 결함이 있는 다이오드나 다이오드 내의 에러를 표시하는 신호를 발생시킨다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전기 기계용 브러시리스 여자 시스템이 제공된다. 이 시스템은 교류원에 전기적으로 결합된 다이오드 정류기를 포함하며, 이 정류기는 상기 전기 기계의 회전자의 계자 권선에 인가되는 직류를 발생시킨다. 복수의 저항은 각각 상기 다이오드 정류기 내의 정류기와 병렬로 연결되도록 구성된다. 상기 복수의 저항과 근접한 복수의 온도 센서는 각각 상기 저항의 하나로부터의 열 에너지를 감지하도록 배열되며, 각각의 온도 센서는 상기 센서에 인접한 상기 저항의 감지된 열 에너지를 표시하는 온도 신호를 발생시킨다. 컨트롤러는 상기 저항으로부터 상기 온도 신호를 표시하는 온도 데이터를 수신하며, 상기 데이터에 기초해서 상기 다이오드 중 하나가 고장이 나거나 결함이 있는 것을 검출한다.
본 발명에 따르면, 발전기용 브러시리스 여자기에서 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다.
도 1은 브러시리스 여자 시스템용 회로의 개략도이다.
도 2는 온도 센서를 구비하는 브러시리스 여자 시스템에서의 커넥터 리드를 도시하는 평면도이다.
도 1은 동기 발전기와 같은 교류 발전기(14)의 회전자(13)의 계자 코일(12)에 여자 전력을 제공하기 위한 예시적 브러시리스 여자 시스템(10)을 도시하는 개략도이다. 브러시리스 여자 시스템(10)의 구성요소들은 도 1에 도시된 균일한 대시 부호를 가진 점선 박스 내에 존재한다. 점선(11) 내에 있는 구성요소들은 발전기(14)의 회전자(13)과 함께 회전한다.
교류 발전기(14)는 전력 그리드 홈, 사업체 및 다른 시설에 적합한 주파수와 전류 레벨로 전력을 제공하는 것과 같이 전력 시설을 위해 전력을 제공하는 삼상 동기 발전기일 수 있다. 회전자(13)가 회전함에 따라, 계자 코일(12)에 의해 형성된 전자기장은 발전기의 고정자(15) 내에서 전류를 유도한다. 대안적으로, 여기에 개시된 브러시리스 여자 시스템은 전기 구동 모터에 적용될 수 있다.
전원(16)은 브러시리스 여자기 계자(18)에 직류 전력을 제공한다. 전원(16)은 교류 전류를 발생시키는 영구 자석 발전기(PMG) 또는 교류 전력의 이차공급자에 연결된 변압기일 수 있다. 전원(16)에서 공급된 교류 전력은 컨트롤러(20)에서 정류되어, 직류를 브러시리스 여자기 계자 권선(18)에 제공한다. 여자기 계자는 브러시리스 여자 시스템(10)의 전기자(26)에 자속을 인가한다. 전원(16)은 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC), 마이크로컨트롤러, 여자 레귤레이터 또는 컴퓨터와 같은 컨트롤러(20)에 의해 제어되며 감시된다. 컨트롤러(20)는 브러시리스 여자 시스템의 상태를 감시하고, 시스템(10)의 상태에 관한 데이터를 분석하며, 시스템(10)의 상태에 관한 보고와 알람을 발생시킨다.
수신기(22)는 회전자(13)과 접촉하고 있는 예를 들어 슬립 링(slip ring)이나 회전자에 부착된 무선 송신기(24)에 의해서 브러시리스 여자 시스템(10)의 회전 구성부품으로부터 데이터를 수집한다. 무선 송신기는 브러시리스 여자 시스템(10)의 상태에 관한 데이터와 함께 적외선, 무선 주파수 또는 다른 타입의 무선 신호들을 전송할 수 있다.
브러시리스 여자 시스템(10)의 여자 계자 코일(18)은 브러시리스 여자 시스템(10)을 위한 전기자(26)의 코일에 전자기적으로 결합된다. 전기자의 코일은 모터(28)에 장착되며, 그것은 발전기(14)의 회전자(13)의 단부에 부착될 수 있다. 교류 전류가 전기자(26)의 여자기 코일에서 여자기 계자 권선(18)에 의해 유도된다. 전기자(26) 내의 여자기 계자 코일로부터의 교류 전력은 다이오드 정류기(30)에 인가된다. 교류 전력은 다이오드 정류기(30)에 의해 직류 전력으로 변환된다. 다이오드 정류기(30)로부터의 직류 전력은 발전기(14)를 위한 회전자(13)의 회전자 계자 코일(12)에 인가된다.
다이오드 정류기(30)는 여자기 회전자 전기자 코일(26)로부터의 교류 전류의 각 상, 예를 들어 삼 전류 상에 대한 다이오드 어레이를 포함할 수 있다. 다이오드들은 다이오드 휠 상에 배열될 수 있다. 다이오드 정류기(30)의 출력 단자(34)는 회전자 계자 코일(12)에 결합된 커넥터 리드(35)에 직류 전력을 공급한다. 다이오드 정류기에 대한 입력 단자(36)는 교류 전력을 공급받기 위해서 전기자의 코일에 연결된다. 각 어레이의 다이오드(32)들은 전류가 한 방향으로 흐르게 해주며, 그에 의해 교류 전류를 직류 전류로 변환한다. 다이오드(32)는 직렬로 배열되어 있다. 입력 단자(36)의 교류 전류는 다이오드(32)를 통해 단방향으로 흐른다.
다이오드(32)는 직류가 회전자 계자 코일(12)에 인가되는 것을 보장한다. 두 개 이상의 다이오드가 정류기에 잉여성을 제공하기 위해서 직렬로 연결되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 다이오드(32)가 다이오드의 각 어레이에서 고장이 난다면, 교류 전류의 정류가 그 어레이에 있든 잉여 다이오드에 의해서 충분히 수행될 수 있다. 고장이 난 다이오드와 직렬의 다른 다이오드가 그 정류를 수행할 수 있기 때문에 단일 다이오드(32)의 고장은 교류의 직류로의 변환에 실질적으로 악영향을 미치지 않을 수 있다. 만일 직렬의 두 다이오드가 고장이 난다면, 상의 변환이 고장이 날 것이다. 만일 어레이 내의 2개 이상의 두 다이오드가 고장이 난다면, 교류가 고장이 난 다이오드를 통해 흐를 수 있으며 회전자 계자 코일(12)에 인가될 수 있다. 회전자 계자 권선에 인가된 교류는 회전자에 의한 전자기장의 형성과 간섭되고, 발전기(14)의 전력 발전 효율을 감소시키며 전형적으로 발전기를 운전중지시킨다.
각각의 다이오드(32)를 가로지르는 저지 또는 역 전압 진폭이 통상 40V 내지 500V 사이로 비교적 클 수 있다. 몇몇 응용이나 상태에서, 이 전압은 1000V까지가 될 수 있다.
큰 오옴의 고전압 저항(33)을 다이오드(32)에 병렬로 그리고 RTD(resistance temperature detector; 저항 온도 검출기) 또는 온도 검출 장치(42)에 인접하게 근거리에 부가하면, 정상 작동 상태를 나타내는 주위 온도보다 높은 식별가능한 온도가 발생될 것이다. 이러한 병렬 저항(33)을 부가하면, 다이오드(32)의 작동이나 고장의 열적 특성이 증폭된다. 다이오드(32)가 순방향 작동 상태에 있는 동안에는, 전압 강하가 작으며 거의 열을 발생시키지 않는다. 다이오드(32)가 폐쇄되는 때에는, 봉쇄된 전위가 저항(33)을 통과해서 열을 발생시킨다. 두 개의 다이오드(32)가 직렬로 되어 있으며 그 다이오드 중 하나가 고장이 난 단락 상태에 있는 경우에, 봉쇄 전위는 거의 열을 발생시키지 않는 반면에 기능 다이오드와 병렬로 되어 있는 저항(33)은 정상 상태의 열의 거의 두 배에 달하는 열을 발생시킬 것이다. 다이오드-저항 어레이에 비교 알고리즘을 사용하면, 다이오드의 에러, 단락적으로 고장이 난 다이오드 또는 개방되어 고장이 난 다이오드를 판단할 수 있을 것이다. 저항(33)-RTD(42) 쌍은 RTD(42)가 소산 전력을 최소화하기 위해서 저항을 이용해서 식별가능한 온도를 검출하는 방식으로 장착되거나 격리될 수 있다.
각 저항(33)의 온도는 다이오드(32)가 고장이 났는 지의 여부를 표시한다. 브러시리스 여자기 시스템에서의 다이오드의 고장은 거의 언제나 다이오드의 단락이나 거의 단락된 회로로 귀결된다. 기능 다이오드를 가로질러 연결된 저항들과 비교할 때, 고장이 난 다이오드와 병렬로 연결된 저항은 감소된 전류 흐름과 감소된 온도를 경험할 것이다. 마찬가지로, 하나의 고장이 난 다이오드를 가진 다이오드 모듈 쌍에서 기능 다이오드를 가로지르는 반려 저항은 정상 작동 상태에서 저항의 에너지의 거의 두 배가 되는 에너지를 방출할 것이다.
온도 센서(42)는 각 저항(33)의 근처에 배치되며, 바람직하게는 저항과 열적으로 격리되어 있다. 저항 온도 검출기(RTD)와 같은 온도 센서(42)는 인접 저항(33)의 작동 온도를 나타내는 출력 신호를 발생시킨다. 온도 센서로부터의 온도 신호는 전선에 의해 송신기(24)로 전달될 수 있다. 송신기는 온도 신호를 수신기(22)와 컨트롤러(20)로 전송한다. 대안적으로, 온도 센서로부터의 온도 신호는 무선 링크(예를 들어, 무선 주파수, RFID 태그 등)에 의해 송신기(24)로 전송될 수 있다.
고장이 난 다이오드(32)를 검출하기 위해서, 컨트롤러(20)는 각각의 온도 센서(42)로부터의 온도 신호를 감시한다. 이 온도 신호는 센서 및 작동 환경에 인접한 저항의 온도를 표시한다. 컨트롤러가 저항의 온도가 떨어지거나 정해진 또는 비교 임계값 이상으로 상승하는 것을 검출할 때, 컨트롤러는 그 다이오드가 고장이 난 것으로 판단한다. 컨트롤러는 고장이 난 다이오드를 식별하는 알람이나 보고를 발생시킬 수 있다. 컨트롤러는 또한 어느 다이오드가 고장이 났는 지 및/또는 낮은 또는 높은 다이오드 병렬 저항 온도 신호를 발생시키는 온도 센서를 표시할 수 있다.
센서(42)로부터의 온도 신호가 고장이 난 다이오드를 표시하는 지를 판단하기 위해서, 컨트롤러(20)는 그 신호를 다른 온도 센서들(42)로부터의 신호들과 비교한다. 이 비교는 정류기 내의 모든 센서(42)로부터의 모든 온도 신호의 평균을 계산하며, 또한 평균 온도 신호 아래로 약 섭씨 5도 이상과 같이 임계량 이상으로 평균 위 또는 아래에 있는 신호를 체크한다. 평균 온도 신호는 마지막 일분의 기간에 걸친 모든 온도 신호의 평균과 같이 최근의 기간에 걸쳐서 측정된다. 추가적으로, 컨트롤러는 직렬의 다이오드에서의 각 저항의 온도를 교류 상들의 하나에 대해 비교할 수 있다. 만일 직렬의 저항 중 하나가 예를 들어 약 섭씨 5도 만큼 높거나 낮거나 한 것처럼 실질적으로 낮거나 높은 온도에 있을 때, 컨트롤러(20)는 적당한 다이오드가 고장이 났다고 판단한다.
단지 비제한적 예로서, 만일 다이오드(32A)는 단락에 의해 고장이 나며 반면에 다이오드(32B)는 기능적으로 유지된다면, 저항(33B)과 비교할 때 저항(33A)는 감소된 전류 흐름을 경험하게 될 것이다. 결과적으로, 저항(33A)는 저항(33B)에 비하여 "차가울" 것이다. 상대적으로 "뜨거운" 저항(33B)은 고장이 난 다이오드(32A)를 표시할 것이다. 마찬가지로, 상대적으로 "차가운" 저항(33A)"은 고장이 난 다이오드(32A)를 표시할 수 있을 것이다.
또한, 브러시리스 여자 시스템에 의해 발생된 직류와 전력은 다이오드 정류기(30)와 회전자의 계자 권선(12) 사이에 연장되어 있는 커넥터 리드(35)의 각각에 장착된 온도 센서(44)와 전기 접점(46)에 의해 측정될 수 있다. 온도 센서(44), 예를 들어 RTD는 커넥터 리드(35)의 중간 그리고 전기 접점(46)이 리드에 접합되는 두 지점의 중간에 배치될 수 있다. 커넥터 리드의 각각의 저항은 리드의 온도의 함수이다. 커넥터 리드의 온도를 측정함에 의해서, 커넥터 리드의 저항이 신뢰성있게 측정될 수 있다.
커넥터 리드 내의 전류는 리드 커넥터(35)를 가로지르는 전압을 검출하며 리드 커넥터의 저항을 계산하여 결정될 수 있다. 커넥터의 먼 단부에 있는 두 점에서 전압 전위는 전기 접점(46)에서 전압 전위의 차이를 측정함에 의해서 결정된다. 연산 증폭기(48)의 출력은 리드 커넥터 상의 두 개의 점 사이에서 전압 차이를 표시한다. 연산 증폭기로부터의 전압차 신호와 센서(44)로부터의 온도 신호는 컨트롤러(20)로 전송된다. 오옴의 법칙을 통해서, 전압은 전류와 저항의 곱과 같다는 것이 알려져 있다. 컨트롤러는 커넥터를 가로지르는 전압차를 전기 접점(46)이 연결된 두 점 사이의 저항으로 나누어서 리드 컨트롤러 내에서의 전류를 결정할 수 있다.
도 2는 온도 센서(44)와 커넥터에 접착되며 이격된 전기 접점(46)을 가진 리드 커넥터(35)를 도시하는 정면도이다. 리드 커넥터는 브러시리스 여기 시스템과 회전자의 계자 코일 사이에서 연장되어 있는 도체 바(conductive bar)나 띠(strap)일 수 있다. 이 바는 스트레스 완화를 위한 두 개 이상의 병렬 리프(parallel leaf)로 되어 있다.
리드 커넥터 상에서의 거리(D)는 전기 리드(46) 사이에서 알려져 있다. 전기 리드 사이에서의 전기 저항은 거리(D)와 커넥터 리드의 온도에 기초해서 컨트롤러에 의해 결정된다. 컨트롤러는 예를 들어 커넥터 리드의 온도에 기초해서 전기 리드(46) 사이의 저항을 식별하는 룩업 테이블(look-up table)이나 수식(formula)을 저장할 수 있다.
온도 센서(42)가 다이오드 정류기에서의 고장을 검출하기 위해서 적용된다. 다이오드 고장을 검출하게 되면, 시스템이 회전자 계자 권선을 위해 충분한 직류 전력을 발생시키는 것에 완전히 실패하기 전에 브러시리스 여자 시스템에서 다이오드 정류기가 수리될 필요가 있을 때를 보고하게 되는 기술적 효과가 제공된다. 예를 들면, 다이오드 어레이 내에서 단일 다이오드의 고장이 검출되면, 필요한 수리가 표시될 수 있다. 다이오드 에레이 내에서 하나의 다이오드가 고장이 나면, 전체 다이오드 정류기가 고장나게 되는 것은 아니다. 그러나, 다이오드 어레이 내의 직렬로 된 두 개 이상의 다이오드가 고장이 나면, 다이오드 정류기가 고장이 나게 될 수 있다. 단일 다이오드가 고장이 났다는 표시를 확인하게 되면, 브러시리스 여자 시스템의 작업자에게 발전기의 다음의 계획된 운전 정지중에 수리가 필요하다는 것을 알려주게 된다. 고장이 난 단일의 다이오드를 즉시 수리하면, 전체 다이오드 정류기가 고장이 나거나 발전기의 예정되지 않은 운전 정지를 발생시킬 위험이 감소된다.
온도 센서(44)가 각각의 리드 커넥터에서의 직류를 결정하기 위해서 적용된다. 브러시리스 여자 시스템으로부터의 직류를 실시간으로 판독하게 되면, 컨트롤러나 발전기의 운전자에게 회전자 계자 권선과 발전기의 운전 상태에 대한 표시를 제공하게 된다.
본 발명이 현재 가장 실용적이며 바람직한 실시예라고 여겨지는 것과 연계하여 기술되었지만, 본 발명은 개시된 실시예로 한정되지 않으며 반대로 첨부된 특허청구범위의 사상과 범위내에 포함되는 다양한 변형과 균등물들을 포괄하도록 의도되어 있다는 것이 이해되어야 한다.
10: 브러시리스 여자 시스템
14: 발전기
16: 전원
20: 컨트롤러
22: 수신기
24: 송신기
26: 전기자
30: 다이오드 정류기
35: 커넥터 리드
42: 온도 센서

Claims (10)

  1. 전기 기계 작동 방법에 있어서,
    적어도 하나의 다이오드(32)를 가진 다이오드 정류기(30)를 포함하는 브러시리스 여자 시스템(a brushless excitation system)(10)을 제공하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 다이오드(32)와 병렬로 연결된 적어도 하나의 저항(42)에 의해 발생된 열 에너지를 감지하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 저항(33)으로부터의 발생 열 에너지의 편차를 검출하는 단계와,
    상기 발생 열 에너지의 편차가 사전결정된 임계 편차 레벨을 초과한다면 다이오드 내에서의 에러를 표시하는 신호를 발생시키는 단계를 포함하는
    전기 기계 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 에너지를 감지하는 단계는 상기 적어도 하나의 저항(33)에 근접한 온도 센서(42)를 이용해서 수행되는
    전기 기계 작동 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 센서(42)는 상기 적어도 하나의 저항(33)에 부착된 방열판(heat sink) 내에 내장되어 있는
    전기 기계 작동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다이오드(32)는 복수의 다이오드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 저항(33)은 복수의 저항을 포함하고, 상기 열 에너지를 감지하는 단계는 상기 복수의 각각의 저항으로부터의 열 에너지를 감지하는 것을 포함하며, 상기 편차를 검출하는 단계는 상기 복수의 저항의 열 에너지의 평균으로부터 상기 저항의 하나의 열 에너지에서의 편차를 검출하는 것을 포함하는
    전기 기계 작동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 편차를 검출하는 단계는 상기 적어도 하나의 저항(33)으로부터의 열 에너지를 상기 다이오드 정류기 내의 다른 저항들에 의해 발생된 열 에너지의 양과 비교함으로써 결정되는
    전기 기계 작동 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다이오드(32)는 다이오드 어레이를 포함하고, 하나의 저항(33)은 하나의 다이오드와 병렬로 연결되고, 상기 열 에너지를 감지하는 단계는 상기 어레이 내의 상기 각각의 저항으로부터의 열 에너지를 감지하는 것을 포함하며, 상기 편차는 상기 어레이 내의 다른 저항들과 비교되는 상기 어레이 내의 하나의 저항으로부터의 상기 열 에너지의 편차를 포함하는
    전기 기계 작동 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 에너지를 감지하는 단계는 상기 어레이 내의 저항의 각각에 인접한 온도 센서(42)를 포함하는
    전기 기계 작동 방법.
  8. 전기 기계(14)용 브러시리스 여자 시스템(a brushless excitation system)(10)에 있어서,
    교류원에 전기적으로 결합되며, 상기 전기 기계(14)의 회전자(13)의 계자 권선(12)에 인가되는 직류를 발생시키는 다이오드 정류기(30)와,
    각각 상기 다이오드 정류기(30) 내의 다이오드(32)와 병렬로 연결된 복수의 저항(33)과,
    상기 복수의 저항과 근접하고, 상기 저항(33)의 하나로부터의 열 에너지를 감지하도록 배열되며, 각각 상기 센서에 인접한 상기 저항의 감지된 열 에너지를 표시하는 온도 신호를 발생시키는 복수의 온도 센서(42)와,
    상기 저항으로부터 상기 온도 신호를 표시하는 온도 데이터를 수신하며, 상기 온도 데이터에 기초해서 상기 다이오드(32) 중 하나가 고장이 나거나 결함이 있는 것을 검출하는 컨트롤러(20)를 포함하는
    브러시리스 여자 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 다른 저항들보다 낮은 온도에서 작동하는 하나의 저항을 상기 온도 데이터로부터 식별함으로써 상기 고장이 나거나 결함이 있는 다이오드를 검출하는
    브러시리스 여자 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도 센서(33)는 각각 저항 온도 검출기인
    브러시리스 여자 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101663124B1 (ko) * 2016-04-19 2016-10-07 (주)코스탈파워 원격 계측 가능한 발전 시스템
KR102202298B1 (ko) * 2020-08-04 2021-01-13 주식회사 대흥기전 회전자 상태 검출 기능을 갖는 브러시리스 동기 발전기
KR20220155832A (ko) * 2021-05-17 2022-11-24 한국전력공사 감시 센서를 통한 동기 조상기 또는 발전기의 엔드 영역 문제 경감 시스템 및 방법

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5238596B2 (ja) * 2009-04-27 2013-07-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 回転電機の放電量測定装置および放電量測定方法
US20110125228A1 (en) * 2009-11-26 2011-05-26 Larry Lytle Laser based medical instrument and method having interchangeable cards
US9966872B2 (en) 2010-06-01 2018-05-08 Koninklijke Philips N.V. Voltage rectifier with specific diode arrangement
US8536816B2 (en) * 2011-09-12 2013-09-17 General Electric Company Method and system for detecting faults in a brushless exciter
BR112014005976B1 (pt) * 2011-09-16 2020-09-29 Siemens Aktiengesellschaft Dispositivo e método para proteger uma carga
US9112444B2 (en) * 2013-03-14 2015-08-18 Remy Technologies, L.L.C. Electric machine including a temperature sensing system
GB201400701D0 (en) * 2014-01-16 2014-03-05 Rolls Royce Plc Fault detection in brushless exciters
GB201521408D0 (en) * 2015-12-04 2016-01-20 Rolls Royce Plc Electrical machine component failure detection apparatus and method
CN106168651B (zh) * 2016-07-06 2018-10-19 重庆理工大学 基于同步时窗的励磁功率单元在线故障诊断方法及系统
EP3396392B1 (en) 2017-04-26 2020-11-04 ElectDis AB Apparatus and method for determining a power value of a target
CN112763835B (zh) * 2021-01-07 2022-01-04 临沂合力电子有限公司 一种晶体管pn结正向电阻检测装置
CN113341293B (zh) * 2021-06-08 2022-09-09 西南交通大学 一种基于参数辨识的地铁牵引整流器二极管结温提取方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06153475A (ja) * 1992-11-04 1994-05-31 Toshiba Corp ブラシレス同期電動機及びその運転方法
US7564230B2 (en) * 2006-01-11 2009-07-21 Anadigics, Inc. Voltage regulated power supply system
US20090296777A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 General Electric Company Method and apparatus for detecting a fault in a brushless exciter for a generator
US9160164B2 (en) * 2010-03-02 2015-10-13 Accumetrics, Inc. Method and apparatus for fault detection of series diodes in rectifiers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101663124B1 (ko) * 2016-04-19 2016-10-07 (주)코스탈파워 원격 계측 가능한 발전 시스템
KR102202298B1 (ko) * 2020-08-04 2021-01-13 주식회사 대흥기전 회전자 상태 검출 기능을 갖는 브러시리스 동기 발전기
KR20220155832A (ko) * 2021-05-17 2022-11-24 한국전력공사 감시 센서를 통한 동기 조상기 또는 발전기의 엔드 영역 문제 경감 시스템 및 방법

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