KR20190099861A - System and method for detecting damper bar breakage of 3-phase salient pole synchronous machines - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a system and a method for diagnosing a damper bar fault of a three-phase alternating-current salient-pole synchronizer and a recording medium having a computer-readable program for performing the same. The system for diagnosing a damper bar fault of a three-phase alternating-current salient-pole synchronizer comprises a magnetic flux measurement unit, a frequency analysis unit, and a damper bar diagnosis unit. The magnetic flux measurement unit measures the magnetic flux in a gap between a rotor and a stator of a three-phase alternating-current salient-pole synchronizer. The frequency analysis unit calculates the magnitude of the measured magnetic flux in response to a frequency. The damper bar diagnosis unit diagnoses a fault of a damper bar of the three-phase alternating-current salient-pole synchronizer if the calculated magnitude of the magnetic flux is larger than a preset reference value in a preset diagnosis frequency band. The diagnosis frequency band (f_damper) is calculated by the equation of: f_damper = f_s +/- k(1-s/p)f_s = (1 +/- k(1-s)/p)fs, wherein f_s is a power frequency of the synchronizer, p is the number of pole pairs, s is a slip of the synchronizer, and k is a positive integer excluding multiples of 2p.

Description

3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 {SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING DAMPER BAR BREAKAGE OF 3-PHASE SALIENT POLE SYNCHRONOUS MACHINES}A recording medium recording a damper bar failure diagnosis system, method, and a computer-readable program for executing the method of a three-phase alternating current pole type synchronizer.

본 발명은 전력 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동기나 발전기와 같은 동기기의 결함을 진단하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to power equipment, and more particularly, to a system and method for diagnosing a defect of a synchronizer such as an electric motor or a generator.

발전기의 95%를 차지하고 있는 동기 발전기의 1/3은 댐퍼 바를 구비하고 있으며, 고압 전동기의 5-10%를 차지하는 동기 전동기는 대부분이 댐퍼 바를 구비하고 있다. 도 1은 댐퍼 바가 구비된 동기기 회전자의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. One-third of the synchronous generators, which make up 95% of the generators, have damper bars, and most of the synchronous motors, which make up 5-10% of the high-voltage motors, have damper bars. 1 is a view schematically showing the structure of a synchronous rotor with a damper bar.

3상 교류 동기 전동기의 동작을 위해서는 고정자의 3상 권선에 전기적으로 120°의 위상차를 가지는 3상 전압 또는 전류를 인가하며, 이 경우 입력되는 전원의 주파수에 따라 일정한 속도로 회전하는 회전 자계가 만들어진다. 도 2는 3상 교류 전동기에서 발생하는 고정자 자속을 도시한 개략적인 도면이다.For the operation of a three-phase AC synchronous motor, a three-phase voltage or current having an electrical phase difference of 120 ° is applied to the three-phase winding of the stator. In this case, a rotating magnetic field is generated which rotates at a constant speed according to the frequency of the input power. . 2 is a schematic diagram illustrating stator flux generated in a three-phase AC motor.

댐퍼 바는 서로 모두 단락이 된 도체 구조로서, 고정자 권선이 만들어내는 회전 자계에 의해 댐퍼 바에 발생된 전류로 인해 전동기의 기동 토크를 발생시켜 전동기의 기동을 가능하게 해 준다. 댐퍼 바는 전동기의 기동 외에도 속도를 유지시켜 전동기의 회전을 안정시키는 역할도 수행한다.The damper bar is a short-circuit conductor structure that generates starting torque of the motor due to the current generated in the damper bar by the rotating magnetic field generated by the stator winding, thereby enabling the starting of the motor. In addition to starting the motor, the damper bar also maintains the speed to stabilize the rotation of the motor.

댐퍼 바는 동기 전동기의 기동을 위해 꼭 필요하다. 그런데 직립 기동을 반복하게 되면 댐퍼 바가 끊어지는 현상이 흔히 발생한다. 댐퍼 바는 큰 기동 전류를 감당해야 하고 고속 회전을 해야 하기 때문에, 댐퍼 바에 열수축 팽창과 원심력에 의한 스트레스로 금이 가거나 부러지는 경우가 발생하는 것이다.The damper bar is essential for starting the synchronous motor. However, the damper bar is often broken when the upright maneuver is repeated. Since the damper bar must withstand a large starting current and rotate at high speed, the damper bar is cracked or broken due to heat shrinkage expansion and centrifugal stress.

이러한 결함은 작게는 기동 토크가 작아지는 현상을 일으키지만 점차 기기의 효율을 떨어뜨리고 더 나아가서는 기기의 기동 자체가 되지 않는 현상까지 야기하게 된다. 고장이 있을 경우 충분한 전류가 유기되지 않아 기동 시 토크가 약해지거나 혹은 기동을 하지 못하게 되는 것이다. Such a defect causes the starting torque to become small, but gradually lowers the efficiency of the apparatus and further causes the starting of the apparatus itself. If there is a fault, sufficient current is not induced and the torque will be weakened or unable to start.

그런데 이와 같이 예기치 못한 전동기의 고장은 큰 경제적 손실을 야기하게 된다. 보통 전동기가 기동이 되지 않으면 그때서야 고장 사실을 알게 되고, 수리 후에 사용할 수 있기 때문에, 경우에 따라서는 전동기 정지로 인해 막대한 비용의 손해가 발생하게 되는 것이다. However, this unexpected failure of the motor will cause a large economic loss. Normally, when the motor is not started, it is only known when the motor is broken and can be used after the repair. In some cases, the motor stops causing a huge cost.

그렇지만, 아직까지 동기기의 댐퍼 바를 진단하기 위한 어떠한 상용화된 진단 방법도 존재하지 않으며, 단지 내시경을 이용하여 직접 전동기(motor)나 발전기(generator)의 내부를 살펴 댐퍼 바의 고장 여부를 관찰하거나, 전동기 분해 후에 육안으로 확인하는 방법 등을 대부분 사용하고 있다. However, there are no commercially available diagnostic methods for diagnosing the damper bar of the synchronous machine yet. Just use the endoscope to directly inspect the inside of the motor or generator to observe the failure of the damper bar, or Most of the methods used for visual inspection after disassembly are used.

댐퍼 바 고장 여부를 진단하는 기술을 다룬 논문으로는 “H.C. Karmaker, “Broken damper bar detection studies using flux probe measurements and time-stepping finite element analysis for salient-pole synchronous machines”, 4th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, 2003. SDEMPED 2003.” 가 있으며, 여기서는 아주 초보적인 전류 모니터링 기법을 사용하고 있다.The paper on the diagnosis of damper bar failure is described in “H.C. Karmaker, “Broken damper bar detection studies using flux probe measurements and time-stepping finite element analysis for salient-pole synchronous machines”, 4th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, 2003. SDEMPED 2003. In this case, we use a very basic current monitoring technique.

회전자의 댐퍼 바가 부러지게 되면, salient-pole synchronous machine의 airgap flux와 current 분포가 기동 중에 변화하게 된다. 댐퍼 바를 부러뜨리게 되면 해당하는 pole의 댐퍼 바들에 흐르는 전류가 줄어들어 정상 상태와 비교했을 때 각 pole의 댐퍼 바에 흐르는 전류를 측정하여 평균을 구한 값이 줄어드는 것을 확인할 수 있다. If the rotor damper bar is broken, the airgap flux and current distribution of the salient-pole synchronous machine will change during startup. When the damper bar is broken, the current flowing through the damper bars of the corresponding pole decreases, and the average value is reduced by measuring the current flowing through the damper bars of each pole when compared with the normal state.

따라서 Flux probe를 stator bore surface에 설치하면 댐퍼 바가 부려졌는지 online monitoring을 할 수 있다. 이는 아주 초보적인 기술로 민감도가 많이 떨어지는 문제점이 있어 현장에서는 사용되지 않고 있다.Therefore, installing the Flux probe on the stator bore surface allows online monitoring of whether the damper bar is swollen. This is a very rudimentary technology, which has a problem of low sensitivity and is not used in the field.

한편, 동기기의 회전자는 그 형태에 따라 돌극형(salient pole) 회전자와 원통형(cylindrical) 회전자로 분류될 수 있다. 도 3 및 도 4는 각각 돌극형 회전자와 실린더형 회전자를 가지는 동기 전동기의 구조를 도시한 개략적인 도면이다. 그런데 돌극형 전동기는 돌극의 영향 때문에 원통형(Cylindrical rotor) 전동기에 비해 전동기의 결함을 진단하기가 더욱 어려운 문제가 있다.On the other hand, the rotor of the synchronizer may be classified into a salient pole rotor and a cylindrical rotor according to its shape. 3 and 4 are schematic diagrams showing the structure of a synchronous motor having a salient pole rotor and a cylindrical rotor, respectively. However, due to the influence of the salient pole motor, it is more difficult to diagnose a defect of the motor than the cylindrical rotor motor.

KRKR 100928536100928536 B1B1 USUS 2015008844420150088444 A1A1

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 동기 전동기나 발전기와 같은 3상 교류 동기기, 특히 돌극형 동기기의 댐퍼 바 결함을 진단하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a system and method for diagnosing a damper bar defect of a three-phase AC synchronizer such as a synchronous motor or a generator, in particular, a salient-type synchronizer.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템은 자속 측정부, 주파수 분석부, 댐퍼 바 진단부를 포함한다. 자속 측정부는 3상 교류 돌극형 동기기의 회전자와 고정자 사이의 공극에서의 자속을 측정하고, 주파수 분석부는 측정된 자속의 크기를 주파수에 대응하여 산출하며, 댐퍼 바 진단부는 산출된 자속의 크기가 미리 설정된 진단 주파수 대역에서 미리 설정된 기준값보다 커지는 경우 3상 교류 돌극형 동기기 댐퍼 바가 고장이라고 진단한다.In order to achieve the above object, a damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salient synchronous device according to the present invention includes a magnetic flux measuring part, a frequency analyzer, and a damper bar diagnosis part. The magnetic flux measuring unit measures the magnetic flux in the gap between the rotor and the stator of the three-phase alternating current pole type synchronizer, the frequency analyzer calculates the magnitude of the measured magnetic flux corresponding to the frequency, and the damper bar diagnosing unit If it exceeds the preset reference value in the preset diagnostic frequency band, it is diagnosed that the three-phase AC salient synchronous damper bar is faulty.

이때, 진단 주파수 대역(fdamper)은At this time, the diagnostic frequency band (f damper ) is

Figure pat00001
의 수학식에 의해 산출되며, fs는 상기 동기기의 전원 주파수, p는 상기 동기기의 회전자 극쌍수, s는 상기 동기기의 슬립, k는 2p의 배수를 제외한 양의 정수이다. 여기서 동기기의 슬립은 회전자 속도와 회전자계의 속도(동기속도)와의 차이를 회전자계의 속도(동기속도)로 나눈 값이다.
Figure pat00001
A is calculated by the following equation, f s is the power frequency of the synchronous machine, p is the pole of the synchronous machine rotor pair number, s is the slip of the synchronous machine, k is a positive integer other than multiples of 2p. Here, the slip of the synchronizer is a value obtained by dividing the difference between the rotor speed and the rotor speed (synchronous speed) by the rotor speed (synchronous speed).

이와 같은 구성에 의하면, 동기기에 일반적으로 설치된 자속 센서에 의해 측정된 자속을 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장을 진단할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to easily diagnose the damper bar failure of the three-phase AC salient type synchronizer by using the magnetic flux measured by the magnetic flux sensor generally installed in the synchronizer.

또한, 댐퍼 바의 진단은 미리 설정된 기동 시간에 대해 수행될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 큰 댐퍼 바 전류가 유기되는 동기기 기동 시간에 대해 댐퍼 바의 진단을 수행함으로써 댐퍼 바의 고장으로 인한 전기-자기적 불평형 진단이 더욱 용이해 진다.In addition, the diagnosis of the damper bar can be performed for a preset start time. According to such a configuration, the diagnosis of the damper bar for the synchronous start time for which a large damper bar current is induced makes it easier to diagnose the electro-magnetic imbalance due to the failure of the damper bar.

또한, 본 발명에 따른 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템은 전류 측정부, 특징값 산출부, 및 고장 진단부를 포함한다. 전류 측정부는 3상 교류 돌극형 동기기의 고정자 전류를 측정하고, 특징값 산출부는 미리 설정된 고장 주파수 대역에서의 동기기의 저항, 리액턴스, 임피던스 중 하나 이상의 특징값을 산출하며, 고장 진단부는 산출된 특징값을 미리 설정된 고장 기준 특징값과 비교하여 댐퍼 바의 고장 여부를 진단한다. 이때, 고장 주파수 대역(fd)은

Figure pat00002
의 수학식에 의해 산출되며, s는 동기기의 슬립, fs는 동기기의 전원 주파수이다. In addition, the damper bar failure diagnosis system of the three-phase AC salient type synchronizer according to the present invention includes a current measuring unit, a feature value calculation unit, and a failure diagnosis unit. The current measuring unit measures the stator current of the three-phase AC salient type synchronizer, the feature value calculating unit calculates one or more feature values of the synchronous resistance, reactance, and impedance in the preset fault frequency band, and the fault diagnosis unit calculates the calculated feature values. Is diagnosed as a failure of the damper bar by comparing with the preset fault reference feature. In this case, the fault frequency band f d is
Figure pat00002
S is the slip of the synchronizer, and f s is the power supply frequency of the synchronizer.

이와 같은 구성에 의하면, 동기기에 일반적으로 설치된 전류 센서에 의해 측정된 전류를 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장을 진단할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to easily diagnose the damper bar failure of the three-phase AC salient type synchronizer by using the current measured by the current sensor generally installed in the synchronizer.

또한, 산출된 특징값과 미리 설정된 개수 기준 특징값을 비교하여 댐퍼 바의 고장 개수를 산출하는 고장 개수 산출부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 동기기에 설치된 전류 센서를 이용하여 측정된 전류를 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 여부는 물론 고장난 댐퍼 바의 개수까지 파악할 수 있게 된다.The apparatus may further include a failure number calculator configured to calculate the number of failures of the damper bar by comparing the calculated feature value with a preset number reference feature value. According to such a configuration, it is possible to easily determine whether the damper bar of the three-phase AC salient type synchronous device is damaged and the number of failed damper bars by using the current measured using the current sensor installed in the synchronous device.

또한, 본 발명에 따른 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템은 전류 측정부, 벡터합 산출부, 및 고장 진단부를 포함한다. 전류 측정부는 3상 교류 돌극형 동기기의 고정자 전류를 측정하고, 벡터합 산출부는 미리 설정된 고장 주파수 대역에서 고정자 전류의 3상 벡터합을 산출하며, 고장 진단부는 산출된 벡터합과 미리 설정된 고장 기준 특징값을 비교하여 댐퍼 바의 고장 여부를 진단한다. 이때, 고장 주파수 대역(fd)은

Figure pat00003
의 수학식에 의해 산출되며, s는 동기기의 슬립, fs는 동기기의 전원 주파수이다.In addition, the damper bar failure diagnosis system of the three-phase AC salient type synchronizer according to the present invention includes a current measuring unit, a vector sum calculation unit, and a failure diagnosis unit. The current measuring unit measures the stator current of the three-phase alternating current pole type synchronizer, the vector sum calculating unit calculates the three-phase vector sum of the stator current in the preset fault frequency band, and the fault diagnosis unit calculates the calculated vector sum and the preset fault reference feature. Diagnose the damper bar for failure by comparing the values. In this case, the fault frequency band f d is
Figure pat00003
S is the slip of the synchronizer, and f s is the power supply frequency of the synchronizer.

이와 같은 구성에 의해서도, 동기기에 일반적으로 설치된 전류 센서에 의해 측정된 전류를 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장을 진단할 수 있게 된다.Even with such a configuration, it is possible to easily diagnose the damper bar failure of the three-phase AC salient type synchronizer using the current measured by the current sensor generally installed in the synchronizer.

아울러, 상기 시스템을 방법의 형태로 구현한 발명과 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체가 함께 개시된다.In addition, an invention in which the system is implemented in the form of a method and a recording medium recording a computer readable program for executing the method are disclosed.

본 발명에 의하면, 동기기에 계자권선 단락의 진단을 위해 설치되는 자속 센서에 의해 측정된 자속을 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장을 진단할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to easily diagnose a damper bar failure of a three-phase alternating current pole type synchronous machine by using a magnetic flux measured by a magnetic flux sensor provided for diagnosing a field winding short circuit in the synchronous machine.

또한, 동기기에 설치된 전류 센서를 이용하여 측정된 전류를 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 여부는 물론 고장난 댐퍼 바의 개수까지 파악할 수 있게 된다.In addition, it is possible to easily determine whether the damper bar of the three-phase alternating current pole type synchronous device is damaged or the number of failed damper bars by using the current measured using the current sensor installed in the synchronous machine.

또한, 큰 댐퍼 바 전류가 유기되는 동기기 기동 시간에 대해 댐퍼 바의 진단을 수행함으로써 댐퍼 바의 고장으로 인한 전기-자기적 불평형 진단이 용이해 진다.In addition, by diagnosing the damper bar for the synchronous start time for which a large damper bar current is induced, the electro-magnetic unbalance diagnosis due to the failure of the damper bar is facilitated.

또한, 동기기에 일반적으로 설치된 전류 센서에 의해 측정된 전류를 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장을 진단할 수 있게 된다.In addition, it is possible to easily diagnose the damper bar failure of the three-phase alternating current pole type synchronizer by using the current measured by the current sensor generally installed in the synchronizer.

도 1은 댐퍼 바가 구비된 동기기 회전자의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 3상 교류 전동기에서 발생하는 고정자 자속을 도시한 개략적인 도면.
도 3 및 도 4는 각각 돌극형 회전자와 실린더형 회전자를 가지는 동기 전동기의 구조를 도시한 개략적인 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템의 개략적인 블록도.
도 6 및 도 7은 3상 4극 돌극형 동기 전동기의 공극 자속의 시간-주파수 분석 파형을 정상과 결함 전동기에 대해 각각 도시한 도면.
도 8은 슬립 변화에 따라 변화하는 진단 주파수 대역을 4극 전동기를 예를 들어 나타낸 표이다.
도 9 및 도 10은 각각 저항과 리액턴스를 시간과 주파수에 대해 도시한 도면.
도 11 및 도 12는 댐퍼바 0, 1, 2, 3개의 고장이 있는 동기기에 대해 동기기의 저항과 리액턴스의 2s*f 주파수 성분의 최대(max)값을 취하여 플롯(plot)한 결과를 도시한 그래프이다.
도 11 및 도 12는 댐퍼바 0, 1, 2, 3개의 고장이 있는 동기기에 대해 동기기의 저항과 리액턴스의 2s*f 주파수 성분의 최대(max)값을 취하여 플롯(plot)한 결과를 도시한 그래프이다.
도 13 내지 도 15는 각각 댐퍼 바가 0, 1, 2개 부러진 경우 시간에 따라 변화하는 주파수 응답의 그래프.
도 16은 고장 주파수 대역에서의 3상 전류의 벡터합을 도시한 그래프.
1 schematically shows the structure of a synchronous rotor with a damper bar;
2 is a schematic diagram illustrating stator flux generated in a three-phase alternating current motor;
3 and 4 are schematic diagrams showing the structure of a synchronous motor having a salient pole rotor and a cylindrical rotor, respectively.
Figure 5 is a schematic block diagram of a damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salient synchronous according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 show time-frequency analysis waveforms of air gap magnetic flux of a three-phase four-pole salient synchronous motor for normal and defective motors, respectively.
8 is a table showing, for example, a four-pole electric motor as a diagnostic frequency band that changes according to a slip change.
9 and 10 show resistance and reactance versus time and frequency, respectively.
11 and 12 show the results of plotting the maximum (max) values of the 2s * f frequency components of the resistance and reactance of the synchronizer for the damper bars 0, 1, 2, and 3 faulty synchronizers. It is a graph.
11 and 12 show the results of plotting the maximum (max) values of the 2s * f frequency components of the resistance and reactance of the synchronizer for the damper bars 0, 1, 2, and 3 faulty synchronizers. It is a graph.
13 to 15 are graphs of the frequency response that change with time when the damper bars are broken at 0, 1 and 2, respectively.
Fig. 16 is a graph showing the vector sum of three-phase currents in the fault frequency band.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템의 개략적인 블록도이다. 도 5에서 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템(100)은 자속 측정부(110), 주파수 분석부(120), 전류 측정부(130), 특징값 산출부(140), 벡터합 산출부(150), 및 고장 진단부(160)를 포함한다.5 is a schematic block diagram of a damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salient synchronous machine according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, the damper bar failure diagnosis system 100 of the three-phase AC salient type synchronizer includes a magnetic flux measuring unit 110, a frequency analyzing unit 120, a current measuring unit 130, a feature value calculating unit 140, and a vector sum. The calculator 150 and the failure diagnosis unit 160 are included.

도 5에서, 고장 진단 시스템(100)에는 자속 측정부(110)와 전류 측정부(120)가 모두 포함되어 있으나, 자속 측정부(110)와 전류 측정부(120)는 선택적으로 포함될 수 있다. 또한, 도 5에는 전류 측정부(120)만 도시되어 있으나, 고정자 전류의 전압을 측정하기 위한 별도의 전압 측정부(미도시)가 더 포함될 수도 있다.In FIG. 5, the failure diagnosis system 100 includes both the magnetic flux measuring unit 110 and the current measuring unit 120, but the magnetic flux measuring unit 110 and the current measuring unit 120 may be selectively included. In addition, although only the current measuring unit 120 is illustrated in FIG. 5, a separate voltage measuring unit (not shown) for measuring the voltage of the stator current may be further included.

도 5에서 3상 교류 돌극형 동기기 고장 진단 시스템(100)의 각 구성들은 하드웨어로만 구현할 수도 있겠으나, 하드웨어 및 하드웨어상에서 동작하는 소프트웨어로 함께 구현되는 것이 일반적일 것이다.In FIG. 5, the components of the three-phase AC salient synchronous failure diagnosis system 100 may be implemented only in hardware, but may be generally implemented together in hardware and software operating on the hardware.

자속 측정부(110)는 3상 교류 돌극형 동기기의 회전자와 고정자 사이의 공극에서의 자속을 측정한다. 이때, 자속 측정을 위한 자속 센서는 전동기의 내부의 축 방향(axial direction), 반경 방향(radial direction), 회전 방향 (circumferential direction)의 자속을 측정할 수 있다. The magnetic flux measuring unit 110 measures the magnetic flux in the gap between the rotor and the stator of the three-phase AC salient synchronous machine. At this time, the magnetic flux sensor for measuring the magnetic flux can measure the magnetic flux in the axial direction (radial direction), radial direction (circumferential direction) of the inside of the motor.

주파수 분석부(120)는 측정된 자속의 크기를 주파수에 대응하여 산출하고, 고장 진단부(160)는 산출된 자속의 크기가 미리 설정된 진단 주파수 대역에서 미리 설정된 기준값보다 커지는 경우 3상 교류 돌극형 동기기 댐퍼 바가 고장이라고 진단한다. The frequency analyzer 120 calculates the magnitude of the measured magnetic flux corresponding to the frequency, and the failure diagnosis unit 160 generates a three-phase alternating current pole type when the magnitude of the calculated magnetic flux is greater than a preset reference value in a preset diagnostic frequency band. Diagnose that the synchronous damper bar is faulty.

이때, 진단 주파수 대역(fdamper)은At this time, the diagnostic frequency band (f damper ) is

Figure pat00004
의 수학식에 의해 산출되며, fs는 상기 동기기의 전원 주파수, p는 상기 동기기의 회전자 극쌍수, s는 상기 동기기의 슬립, k는 2p의 배수를 제외한 양의 정수이다.
Figure pat00004
A is calculated by the following equation, f s is the power frequency of the synchronous machine, p is the pole of the synchronous machine rotor pair number, s is the slip of the synchronous machine, k is a positive integer other than multiples of 2p.

또한, 이때의 미리 설정된 기준값은 사용자 등에 의해 미리 설정된 값으로서, 예를 들어, 정상 상태일 때의 진단 주파수 대역에서의 주파수 응답일 수 있다.In addition, the preset reference value at this time may be a value preset by the user or the like, and may be, for example, a frequency response in a diagnostic frequency band in a steady state.

예를 들어 설명하자면, 극쌍수(pole pair)가 p인 돌극형 동기 전동기의 경우, 전동기가 운전함에 따라 회전자 결함(편심 또는 댐퍼 바 결함, 계자 권선 결함 등), 또는 부하 결함(불평형, 오정렬, 편심 등)이 있을 경우 식 (1)과 같은 회전자 회전 성분(rotor rotational frequency) fr의 토크 맥동이 발생한다.For example, in the case of a pole type synchronous motor having a pole pair of p, rotor defects (eccentricity or damper bar defects, field winding defects, etc.) or load defects (unbalanced, misaligned, etc.) as the motor operates. , Eccentricity, etc.), the torque pulsation of the rotor rotational frequency fr as shown in equation (1) occurs.

Figure pat00005
(1)
Figure pat00005
(One)

여기서, k는 양의 정수이며, s는 전동기의 슬립(동기 속도-회전자 속도)/동기 속도), p는 전동기의 극쌍수, fs는 전원의 주파수(60Hz)이다. 일반적으로 진동을 분석하면 이 성분이 나타나며, 전류나 자속의 주파수 스펙트럼을 분석할 경우, 식(2)에 보인 것과 같이 전원 주파수의 사이드밴드(sideband)로 나타나게 된다.Where k is a positive integer, s is slip of the motor (synchronous speed-rotor speed) / synchronous speed), p is the number of pole pairs of the motor, and f s is the frequency of the power source (60 Hz). In general, this component appears when the vibration is analyzed, and when analyzing the frequency spectrum of the current or the magnetic flux, it appears as a sideband of the power frequency as shown in Equation (2).

Figure pat00006
(2)
Figure pat00006
(2)

돌극형 전동기의 특성상 P(=2p)극 전동기의 경우, k는 2p의 배수 성분이 돌극형 회전자로 인해 결함과 관계없이 진동이나 전류에 유기된다. 예를 들어, 4극 (p=2) 전동기의 경우 k= 4, 8, 12,… 성분이 항상 유기된다. In the case of a P (= 2p) pole motor, k is induced by vibration or electric current regardless of a defect due to the spin pole type rotor. For example, for a four-pole (p = 2) motor, k = 4, 8, 12,... The ingredients are always organic.

자속 센서를 한 개 설치하면 P(=2p)극 전동기의 경우, k는 P의 배수 성분이 돌극 회전자로 인해 결함과 관계없이 자속 신호에 유기된다. 댐퍼 바 결함이 있을 경우, 전류, 진동, 자속 신호에서 모든 양의 정수 k에서 대해 성분이 유기되는 것을 감안하면 댐퍼 바 결함을 진단할 수 있다. If a magnetic flux sensor is installed, in the case of a P (= 2p) pole motor, k is a drainage component of P induced in the flux signal regardless of the defect due to the rotor rotor. If there is a damper bar fault, the damper bar fault can be diagnosed by considering that the component is induced at all positive integers k in the current, vibration and flux signals.

한편, 댐퍼 바의 진단은 미리 설정된 기동 시간에 대해 수행될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 큰 댐퍼 바 전류가 유기되는 동기기 기동 시간에 대해 댐퍼 바의 진단을 수행함으로써 댐퍼 바의 고장으로 인한 전기-자기적 불평형 진단이 더욱 용이해 진다.On the other hand, the diagnosis of the damper bar can be performed for a preset start time. According to such a configuration, the diagnosis of the damper bar for the synchronous start time for which a large damper bar current is induced makes it easier to diagnose the electro-magnetic imbalance due to the failure of the damper bar.

댐퍼 바 고장 성분이 동기기 기동 중에 특히 민감하게 나타나기 때문이며, 이 성분의 증가는 동기기의 기동 중은 물론 운전 중에도 관찰할 수 있다. 하나의 예로, 3상 4극 돌극형 동기 전동기의 기동과 정상 상태에서 공극 자속의 시간-주파수 분석 파형을 정상과 결함 전동기에 대해 각각 도 6 및 도 7에 나타내었다. This is because the damper bar fault component is particularly sensitive during synchronous start-up, and an increase in this component can be observed during operation as well as during synchronous start-up. As an example, the time-frequency analysis waveforms of the air gap flux in the start and steady state of a three-phase four-pole salient synchronous motor are shown in FIGS. 6 and 7, respectively, for a normal and a defective motor.

도 6 및 도 7은 3상 4극 돌극형 동기 전동기의 공극 자속의 시간-주파수 분석 파형을 정상과 결함 전동기에 대해 각각 도시한 도면이고, 도 8은 슬립 변화에 따라 변화하는 진단 주파수 대역을 4극 전동기를 예로 나타낸 표이다.6 and 7 show time-frequency analysis waveforms of air gap flux of a three-phase four-pole salient synchronous motor for a normal and a defective motor, respectively, and FIG. 8 shows four diagnostic frequency bands that change according to a slip change. The table shows an example of a pole motor.

도 6 및 도 7에서, 기동 중(1-3초)과 운전 중(3.5초 이후)에 다른 성분이 나타남을 확인할 수 있다. 예시의 전동기는 4극 전동기로 결함 유무와 관계없이 k=4, 8, 12, 16,… 인 경우에 대해 모든 성분이 기동과 운전 중에 나타나지만, 이를 제외한 k=1, 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11,… 의 성분들은 결함 전동기에서만 나타나거나 크게 증가하는 것을 알 수 있다.In Figures 6 and 7, it can be seen that different components appear during startup (1-3 seconds) and during operation (3.5 seconds later). The example motor is a 4-pole motor with k = 4, 8, 12, 16,... For all cases, all components appear during start-up and operation, but k = 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11,... It can be seen that the components of are only present in the defective motor or increase greatly.

이 성분들은 특히 기동 중에 두드러지게 증가하는 것을 알 수 있으며, 자속, 전류, 그리고 진동 신호에서 이 성분들을 관찰하면 댐퍼 바의 결함 여부를 신뢰성 있게 관찰할 수 있게 된다. It can be seen that these components increase significantly, especially during start-up, and observing these components in the flux, current, and vibration signals can reliably monitor the damper bar for defects.

전류 측정부(130)는 3상 교류 돌극형 동기기의 고정자 전류를 측정하고, 특징값 산출부(140)는 미리 설정된 고장 주파수 대역에서의 동기기의 저항, 리액턴스, 임피던스 중 하나 이상의 특징값을 산출한다. 이때, 고장 주파수 대역(fd)은

Figure pat00007
의 수학식에 의해 산출되며, s는 동기기의 슬립, fs는 동기기의 전원 주파수이다. 댐퍼 바에 고장이 발생하는 경우, 슬립 주파수의 2배에 해당하는 사이드밴드 성분이 전류, 자속 스펙트럼에 나타나기 때문이다. The current measuring unit 130 measures the stator current of the three-phase AC salient synchronous type, and the feature value calculating unit 140 calculates one or more characteristic values of the synchronous resistance, reactance, and impedance in the preset fault frequency band. . In this case, the fault frequency band f d is
Figure pat00007
S is the slip of the synchronizer, and f s is the power supply frequency of the synchronizer. When a failure occurs in the damper bar, the sideband component corresponding to twice the slip frequency appears in the current and magnetic flux spectra.

이 경우, 고장 진단부(160)는 산출된 특징값을 미리 설정된 고장 기준 특징값과 비교하여 댐퍼 바의 고장 여부를 진단한다. 이때, 고장 기준 특징값은 사용자등에 의해 미리 설정된 값으로서, 예를 들어, 정상 상태에서의 동기기의 저항, 리액턴스, 임피던스 중의 하나 이상일 수 있다.  In this case, the failure diagnosis unit 160 compares the calculated feature value with a preset failure reference feature value to diagnose whether the damper bar has failed. In this case, the failure reference characteristic value may be a value preset by a user or the like, and may be, for example, one or more of resistance, reactance, and impedance of the synchronizer in a steady state.

이와 같은 구성에 의하면, 동기기에 일반적으로 설치된 전류 센서에 의해 측정된 전류를 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장을 진단할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to easily diagnose the damper bar failure of the three-phase AC salient type synchronizer by using the current measured by the current sensor generally installed in the synchronizer.

또한, 고장 진단부(160)는 산출된 특징값과 미리 설정된 개수 기준 특징값을 비교하여 댐퍼 바의 고장 개수를 산출할 수 있다. 미리 설정된 개수 기준 특징값 역시 사용자 등에 의해 미리 설정된 값으로서, 예를 들어, 각각의 고장 개수에 대응하여 설정된 동기기의 저항, 리액턴스, 임피던수 중 하니 이상일 수 있다.In addition, the failure diagnosis unit 160 may calculate the number of failures of the damper bar by comparing the calculated feature value with a preset number reference feature value. The preset number reference feature value is also a value preset by the user or the like, and may be, for example, one or more of resistance, reactance, and impedance of the synchronous device set corresponding to each failure number.

이와 같은 구성에 의하면, 동기기에 설치된 전류 센서를 이용하여 측정된 전류를 이용하여 용이하게 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 여부는 물론 고장난 댐퍼 바의 개수까지 파악할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to easily determine whether the damper bar of the three-phase AC salient type synchronous device is damaged and the number of failed damper bars by using the current measured using the current sensor installed in the synchronous device.

보다 구체적으로, 동기기의 고정자에 인가되는 전압과 전류를 이용하여 모터의 Resistance(R)와 Reactance(X)를 구해낼 수 있다. 회전자의 댐퍼 바(Damper Bar)가 부러지게 되면 저항 R과 리액턴스 X를 도 9 및 도 10과 같이 STFT를 통해 플롯(plot)할 수 있다. 도 9 및 도 10은 각각 저항과 리액턴스를 시간과 주파수에 대해 도시한 도면이다.More specifically, the resistance (R) and the reactance (X) of the motor can be obtained using the voltage and current applied to the stator of the synchronous machine. When the damper bar of the rotor is broken, the resistance R and the reactance X may be plotted through the STFT as shown in FIGS. 9 and 10. 9 and 10 show resistance and reactance versus time and frequency, respectively.

DC 값을 제외했을 때 두드러지게 나타나고 있는 2s*f 성분은 부러진 Bar의 개수가 증가함에 따라 R과 X가 증가하는 경향을 보인다. 다시 말해, R과 X의 크기 증가를 통해 댐퍼 바(Damper Bar)의 부러짐 여부를 판단할 수 있다. 도 11 및 도 12는 동기기의 저항과 리액턴스의 2s*f 주파수 성분의 max값을 취하여 플롯(plot)한 결과를 도시한 그래프이다.  The 2s * f component, which is prominent when the DC value is excluded, tends to increase as R and X increase as the number of broken bars increases. In other words, it is possible to determine whether the damper bar is broken by increasing the sizes of R and X. 11 and 12 are graphs showing the results of plotting the max value of the 2s * f frequency components of the resistance and the reactance of the synchronous device.

벡터합 산출부(150)는 미리 설정된 고장 주파수 대역에서 고정자 전류의 3상 벡터합을 산출하며, 이때, 고장 진단부(160)는 산출된 벡터합과 미리 설정된 고장 기준 특징값을 비교하여 댐퍼 바의 고장 여부를 진단한다. 이때, 고장 주파수 대역(fd)은

Figure pat00008
의 수학식에 의해 산출되며, s는 동기기의 슬립, fs는 동기기의 전원 주파수일 수 있다. The vector sum calculator 150 calculates a three-phase vector sum of the stator currents in a preset fault frequency band. In this case, the fault diagnosis unit 160 compares the calculated vector sum with a preset fault reference characteristic value to provide a damper bar. Diagnose whether there is a fault. In this case, the fault frequency band f d is
Figure pat00008
S is a slip of the synchronizer, and f s may be a power supply frequency of the synchronizer.

보다 구체적으로, 고정자에 흐르는 3상 전류의 벡터합을 구하여 도 13 내지 도 15에 도시된 3개의 plot과 같이 STFT를 할 수 있다. 도 13 내지 도 15는 각각 댐퍼 바가 0, 1, 2개 부러진 경우 시간에 따라 변화하는 주파수 응답의 그래프이다.More specifically, STFT may be performed as shown in three plots shown in FIGS. 13 to 15 by obtaining a vector sum of three-phase currents flowing through the stator. 13 to 15 are graphs of a frequency response that changes with time when the damper bars are broken into zero, one, or two, respectively.

그리고 이 STFT에서 두드러지게 나타나는 (1-2s)fs성분의 최대(maximum)값을 트래킹하면 도 16에 도시된 플롯(plot)을 얻을 수 있다. 도 16은 고장 주파수 대역에서의 3상 전류의 벡터합을 도시한 그래프이다. 도 16에서 플롯(Plot)한 것을 보면 댐퍼 바의 부러진 개수가 증가함에 따라 전류를 STFT한 값의 크기가 증가하는 것을 쉽게 확인할 수 있다.By tracking the maximum value of the (1-2 s) fs component prominent in this STFT, the plot shown in FIG. 16 can be obtained. 16 is a graph showing the vector sum of three-phase currents in the fault frequency band. Referring to the plot in FIG. 16, it can be easily confirmed that as the number of broken bars of the damper bar increases, the magnitude of the STFT current increases.

본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.Although the present invention has been described in terms of some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereby, but should be construed as modifications or improvements of the embodiments supported by the claims.

100: 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템
110: 자속 측정부
120: 주파수 분석부
130: 전류 측정부
140: 특징값 산출부
150: 벡터합 산출부
160: 고장 진단부
100: Damper bar fault diagnosis system for three-phase AC pole type synchronizer
110: magnetic flux measuring unit
120: frequency analyzer
130: current measuring unit
140: feature value calculator
150: vector sum calculation unit
160: fault diagnosis unit

Claims (13)

3상 교류 돌극형 동기기의 회전자와 고정자 사이의 공극에서의 자속을 측정하는 자속 측정부;
상기 자속의 크기를 주파수에 대응하여 산출하는 주파수 분석부; 및
미리 설정된 진단 주파수 대역에서 상기 산출된 자속의 크기가 미리 설정된 기준값보다 커지는 경우 상기 3상 교류 돌극형 동기기 댐퍼 바가 고장이라고 진단하는 고장 진단부를 포함하며,
상기 진단 주파수 대역(fdamper)은
Figure pat00009
의 수학식에 의해 산출되며, fs는 상기 동기기의 전원 주파수, p는 상기 동기기의 회전자 극쌍수, s는 상기 동기기의 슬립, k는 2p의 배수를 제외한 양의 정수인 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
A magnetic flux measuring unit for measuring magnetic flux in a gap between the rotor and the stator of the three-phase alternating current pole type synchronizer;
A frequency analyzer for calculating the magnitude of the magnetic flux corresponding to the frequency; And
Including a fault diagnosis unit for diagnosing that the three-phase AC salient synchronous damper bar is a failure when the magnitude of the calculated magnetic flux in the preset diagnostic frequency band is larger than a preset reference value,
The diagnostic frequency band f damper
Figure pat00009
S is a power frequency of the synchronizer, p is the number of poles of the rotor of the synchronizer, s is the slip of the synchronizer, and k is a positive integer excluding a multiple of 2p. Damper bar failure diagnosis system of AC salient type synchronizer.
청구항 1에 있어서,
상기 댐퍼 바의 진단은 미리 설정된 기동 시간에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
Diagnosis of the damper bar is a damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salvo type synchronous, characterized in that performed for a predetermined start time.
3상 교류 돌극형 동기기의 고정자 전류를 측정하는 전류 측정부;
미리 설정된 고장 주파수 대역에서의 상기 동기기의 저항, 리액턴스, 임피던스 중 하나 이상의 특징값을 산출하는 임피던스 산출부; 및
상기 산출된 특징값과 미리 설정된 고장 기준 특징값을 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 여부를 진단하는 고장 진단부를 포함하며,
상기 고장 주파수 대역(fd)은
Figure pat00010
의 수학식에 의해 산출되며, s는 상기 동기기의 슬립, fs는 상기 동기기의 전원 주파수인 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
A current measuring unit measuring a stator current of the three-phase AC salient synchronous machine;
An impedance calculator for calculating at least one characteristic value of resistance, reactance, and impedance of the synchronizer in a preset fault frequency band; And
A failure diagnosis unit for diagnosing a failure of the damper bar by comparing the calculated feature value with a preset failure reference feature value;
The fault frequency band f d is
Figure pat00010
The damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salient type synchronizer, wherein s is slip of the synchronous device, and f s is a power frequency of the synchronous device.
청구항 3에 있어서,
상기 고장 진단부는 상기 특징값과 미리 설정된 개수 기준 특징값을 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 개수를 더 산출하는 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
The method according to claim 3,
And wherein the fault diagnosis unit further calculates the number of faults of the damper bar by comparing the feature value with a preset number reference feature value.
3상 교류 돌극형 동기기의 고정자 전류를 측정하는 전류 측정부;
미리 설정된 고장 주파수 대역에서 상기 고정자 전류의 3상 벡터합을 산출하는 벡터합 산출부; 및
상기 벡터합과 미리 설정된 고장 기준 특징값을 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 여부를 진단하는 고장 진단부를 포함하며,
상기 고장 주파수 대역(fd)은
Figure pat00011
의 수학식에 의해 산출되며, s는 상기 동기기의 슬립, fs는 상기 동기기의 전원 주파수인 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
A current measuring unit measuring a stator current of the three-phase AC salient synchronous machine;
A vector sum calculator configured to calculate a three-phase vector sum of the stator currents in a preset fault frequency band; And
A failure diagnosis unit for diagnosing a failure of the damper bar by comparing the vector sum with a preset failure reference feature value;
The fault frequency band f d is
Figure pat00011
The damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salient type synchronizer, wherein s is slip of the synchronous device, and f s is a power frequency of the synchronous device.
청구항 5에 있어서,
상기 고장 진단부는 상기 벡터합과 미리 설정된 개수 기준 특징값을 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 개수를 더 산출하는 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
The method according to claim 5,
And wherein the fault diagnosis unit further calculates the number of faults of the damper bar by comparing the vector sum with a preset number reference feature value.
3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템이 수행하는 고장진단 방법으로서,
3상 교류 돌극형 동기기의 회전자와 고정자 사이의 공극에서의 자속을 측정하는 자속 측정 단계;
상기 자속의 크기를 주파수에 대응하여 산출하는 주파수 분석 단계; 및
상기 산출된 자속의 크기가 미리 설정된 진단 주파수 대역에서 미리 설정된 기준값보다 커지는 경우 상기 3상 교류 돌극형 동기기 댐퍼 바가 고장이라고 진단하는 고장 진단 단계를 포함하며,
상기 진단 주파수 대역(fdamper)은
Figure pat00012
의 수학식에 의해 산출되며, fs는 상기 동기기의 전원 주파수, p는 상기 동기기의 회전자 극쌍수, s는 상기 동기기의 슬립, k는 2p의 배수를 제외한 양의 정수인 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 방법.
As a fault diagnosis method performed by the damper bar fault diagnosis system of a three-phase alternating current pole type synchronizer,
A magnetic flux measuring step of measuring magnetic flux in the gap between the rotor and the stator of the three-phase alternating current pole type synchronous machine;
A frequency analysis step of calculating the magnitude of the magnetic flux corresponding to the frequency; And
And a fault diagnosis step of diagnosing that the three-phase AC salient type synchronous damper bar is faulty when the magnitude of the calculated magnetic flux becomes larger than a preset reference value in a preset diagnosis frequency band.
The diagnostic frequency band f damper
Figure pat00012
S is a power frequency of the synchronizer, p is the number of poles of the rotor of the synchronizer, s is the slip of the synchronizer, and k is a positive integer excluding a multiple of 2p. Method of diagnosing damper bar failure in AC salient type synchronizer.
청구항 7에 있어서,
상기 댐퍼 바의 진단은 미리 설정된 기동 시간에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
The method according to claim 7,
Diagnosis of the damper bar is a damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salvo type synchronous, characterized in that performed for a predetermined start time.
3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템이 수행하는 고장진단 방법으로서,
3상 교류 돌극형 동기기의 고정자 전류를 측정하는 전류 측정 단계;
미리 설정된 고장 주파수 대역에서의 상기 동기기의 저항, 리액턴스, 임피던스 중 하나 이상의 특징값을 산출하는 특징값 산출 단계; 및
상기 특징값을 미리 설정된 고장 기준 임피던스와 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 여부를 진단하는 고장 진단 단계를 포함하며,
상기 고장 주파수 대역(fd)은
Figure pat00013
의 수학식에 의해 산출되며, s는 상기 동기기의 슬립, fs는 상기 동기기의 전원 주파수인 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 방법.
As a fault diagnosis method performed by the damper bar fault diagnosis system of a three-phase alternating current pole type synchronizer,
A current measuring step of measuring a stator current of the three-phase AC salient synchronous machine;
Calculating a characteristic value of at least one of resistance, reactance, and impedance of the synchronizer in a preset fault frequency band; And
A fault diagnosis step of diagnosing a failure of the damper bar by comparing the feature value with a preset fault reference impedance;
The fault frequency band f d is
Figure pat00013
S is the slip of the synchronizer, and f s is the power frequency of the synchronizer.
청구항 9에 있어서,
상기 고장 진단 단계는 상기 특징값과 미리 설정된 개수 기준 특징값을 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 개수를 더 산출하는 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 방법.
The method according to claim 9,
In the fault diagnosis step, the fault number of the damper bar fault diagnosis method of the three-phase AC salvo type synchronizer further comprises calculating the number of faults of the damper bar by comparing the feature value with a preset number reference feature value.
3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템이 수행하는 고장진단 방법으로서,
3상 교류 돌극형 동기기의 고정자 전류를 측정하는 전류 측정 단계;
미리 설정된 고장 주파수 대역에서 상기 고정자 전류의 3상 벡터합을 산출하는 벡터합 산출 단계; 및
상기 벡터합과 미리 설정된 고장 기준 특징값을 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 여부를 진단하는 고장 진단 단계를 포함하며,
상기 고장 주파수 대역(fd)은
Figure pat00014
의 수학식에 의해 산출되며, s는 상기 동기기의 슬립, fs는 상기 동기기의 전원 주파수인 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템.
As a fault diagnosis method performed by the damper bar fault diagnosis system of a three-phase alternating current pole type synchronizer,
A current measuring step of measuring a stator current of the three-phase AC salient synchronous machine;
A vector sum calculation step of calculating a three-phase vector sum of the stator currents in a preset fault frequency band; And
And a fault diagnosis step of diagnosing the failure of the damper bar by comparing the vector sum with a preset fault reference feature value.
The fault frequency band f d is
Figure pat00014
The damper bar failure diagnosis system of a three-phase AC salient type synchronizer, wherein s is slip of the synchronous device, and f s is a power frequency of the synchronous device.
청구항 11에 있어서,
상기 고장 진단 단계는 상기 벡터합과 미리 설정된 개수 기준 특징값을 비교하여 상기 댐퍼 바의 고장 개수를 더 산출하는 것을 특징으로 하는 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 방법.
The method according to claim 11,
In the fault diagnosis step, the damper bar fault diagnosis method of the three-phase AC salient type synchronizer further comprises calculating the number of faults of the damper bar by comparing the vector sum with a preset number reference feature value.
청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체.

A recording medium having recorded thereon a computer readable program for executing the method of any one of claims 7 to 12.

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