TWI735253B - 旋轉電機的診斷系統及診斷方法 - Google Patents

旋轉電機的診斷系統及診斷方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI735253B
TWI735253B TW109119161A TW109119161A TWI735253B TW I735253 B TWI735253 B TW I735253B TW 109119161 A TW109119161 A TW 109119161A TW 109119161 A TW109119161 A TW 109119161A TW I735253 B TWI735253 B TW I735253B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electric machine
rotating electric
leakage current
current
reciprocating
Prior art date
Application number
TW109119161A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202107106A (zh
Inventor
吉武勇一郎
伊藤雄太
Original Assignee
日商日立製作所股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商日立製作所股份有限公司 filed Critical 日商日立製作所股份有限公司
Publication of TW202107106A publication Critical patent/TW202107106A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI735253B publication Critical patent/TWI735253B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/72—Testing of electric windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

[課題]提供一種旋轉電機的診斷系統與診斷方法，其係可以檢測磁性楔之從定子或是轉子的芯的槽脫落或是相對於槽鬆弛，且可以檢測旋轉電機的異常。 [解決手段]本發明所致之旋轉電機的診斷系統(10)，具備：電流感測器(2)，其係被設置在與旋轉電機(1)的線圈連接的往復纜線(5)，計測在往復纜線(5)流動的往復電流；以及診斷裝置(20)，其係輸入電流感測器(2)所計測出的往復電流，從往復電流，求出流入到線圈的電流(I1)與從線圈流出的電流(I2)的差值也就是洩漏電流。診斷裝置(20)，係從洩漏電流的波形求出洩漏電流的頻率領域的頻譜，已求出的頻譜與旋轉電機(1)為正常的情況中的洩漏電流的頻率領域的頻譜相異的話，判斷旋轉電機(1)為異常。

Description

旋轉電機的診斷系統及診斷方法
本發明有關電動機、發電機、及感應電機等的旋轉電機的診斷系統與診斷方法。
關於電動機、發電機、及感應電機等的旋轉電機，若是引起突發的故障的話，會對使用者的系統整體招致假想外的運作停止，恐怕會對社會生活帶來莫大的損失。例如，各種的生產工廠中，旋轉電機在無預期的時機下停止的話，會全部失去製作中的產品，會有對受訂方的交期延遲的情況。而且，發電所中突發的發電機的停止，會對經濟產生巨大的損失。旋轉電機的故障原因中，是有報告說有關軸承的佔35%，有關絕緣的佔35%；防範發生這些故障於未然對於旋轉電機的安定運作大有貢獻。
最近幾年，因為材料或裝置構造中的技術革新，包含旋轉電機之電器對於機器的可靠性與製造容易性等之取捨的事態現象，達成平衡設計。但是，在周圍環境或運作條件嚴酷的情況下，也處處可見電器故障的案例，兼用便宜且高精度的診斷技術的重要性日益高漲。
作為旋轉電機之以往的診斷系統的例，於專利文獻1，記載有一種絕緣劣化診斷裝置，其係計測三相供電電路的零相電流，根據從計測到的零相電流所抽出的高次諧波成分，導出各個相的供電電路的絕緣電阻值。而且，於專利文獻2，記載有一種劣化診斷系統，其係使用分別安裝在旋轉電機的各個相的抽出線的電流感測器、以及總括全部的相的抽出線而安裝的電流感測器，藉此，計測零相電流與透過定子繞線的絕緣材而流動的洩漏電流，來診斷軸承的劣化與定子繞線的絕緣的劣化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-130440號專利公報 [專利文獻2]日本特開2015-215275號專利公報
[發明欲解決之課題]
旋轉電機具備定子與轉子，線圈被收納在設在定子與轉子的芯的槽內。被配置在槽內的線圈，係表面被絕緣層覆蓋。為了防止線圈從槽脫落，在槽的開口部設置磁性楔。
在旋轉電機的事故的要因中佔有多數的比例的是，磁性楔從槽脫落或是相對於槽變鬆所致之線圈的破損。磁性楔之從槽脫落或對槽產生鬆弛的話，磁性楔或磁性楔的破片會破壞配置在槽內之覆蓋線圈的絕緣層，在旋轉電機會引起絕緣破壞，發生異常。
在專利文獻1或專利文獻2記載之以往的診斷系統中，無法檢測磁性楔之從槽脫落或是相對於槽的鬆弛。為此，其課題為，以往，主要是經由目視來檢測磁性楔之從槽脫落或相對於槽的鬆弛，檢測所必要的勞力大，會有看漏所致之檢測疏漏，是有線圈破損而對旋轉電機引起絕緣破壞的可能性。為此，期望一種診斷系統，其係可以檢測磁性楔之從槽脫落或是相對於槽鬆弛之旋轉電機的異常。
本發明其目的在於提供一種旋轉電機的診斷系統與診斷方法，其係可以檢測磁性楔之從定子或是轉子的芯的槽脫落或是相對於槽鬆弛，且可以檢測旋轉電機的異常。 [用於解決課題之手段]
本發明所致之旋轉電機的診斷系統，具備：電流感測器，其係被設置在與旋轉電機的線圈連接的往復纜線，計測在前述往復纜線流動的往復電流；以及診斷裝置，其係輸入前述電流感測器所計測出的前述往復電流，從前述往復電流，求出流入到前述線圈的電流與從前述線圈流出的電流的差值也就是洩漏電流。前述診斷裝置，係從前述洩漏電流的波形求出前述洩漏電流的頻率領域的頻譜，已求出的前述頻譜與前述旋轉電機為正常的情況中的前述洩漏電流的頻率領域的頻譜相異的話，判斷前述旋轉電機為異常。
本發明所致之旋轉電機的診斷方法，具備：計測工序，其係用電流感測器，計測在前述往復纜線流動的往復電流，該電流感測器被設置在與旋轉電機的線圈連接的往復纜線；洩漏電流取得工序，其係從前述往復電流，求出流入到前述線圈的電流與從前述線圈流出的電流的差值也就是洩漏電流；以及診斷工序，其係從前述洩漏電流的波形求出前述洩漏電流的頻率領域的頻譜，已求出的前述頻譜與前述旋轉電機為正常的情況中的前述洩漏電流的頻率領域的頻譜相異的話，判斷前述旋轉電機為異常。 [發明效果]
根據本發明，可以提供一種旋轉電機的診斷系統與診斷方法，其係可以檢測磁性楔之從定子或是轉子的芯的槽脫落或是相對於槽鬆弛，且可以檢測旋轉電機的異常。
在旋轉電機中，在設在定子與轉子的芯的槽所設置的磁性楔從槽脫落或是相對於槽變鬆的話，從旋轉電機漏出的磁場歪曲。從而，檢測從旋轉電機漏出的磁場的歪變的話，是可以檢測在絕緣事故的要因中比例高的磁性楔的脫落或鬆弛。從旋轉電機漏出的磁場的歪變，係表現在從在槽內所配置的線圈僅洩漏流動在覆蓋線圈的表面的絕緣層之電流(以下，稱為「對地洩漏電流」)的高次諧波成分。
在本發明中，用1個電流感測器計測在與旋轉電機的線圈的各個相連繫之往復纜線流動的往復電流，求出往復電流的差值，藉此，計測對地洩漏電流。所謂的往復纜線，乃是流動有流入到旋轉電機的線圈的電流與從線圈流出的電流之一對纜線。所謂的往復電流的差值，乃是流入到線圈的電流與從線圈流出的電流的差值(流動到往復纜線的其中一方的電流與流動到另一方的電流的差值)。對地洩漏電流，係從電流感測器所計測到的往復電流求出來作為往復電流的差值。
在本發明中，對計測出的對地洩漏電流實施頻率分析，藉此，可以有效率且高精度地檢側磁性楔之從芯的槽脫落或是相對於槽的鬆弛。
在本發明中，可以檢測從磁性楔的槽脫落或是相對於槽的鬆弛之旋轉電機的異常，可以防止起因於這些問題的線圈的破損與旋轉電機的絕緣破壞的發生。經此，可以提供一種可省維修之嶄新的診斷手法，可以更高效率化進行旋轉電機的診斷服務。而且，作為與旋轉電機的絕緣特性相關的量，除了從旋轉電機漏出的磁場的歪變之外，還可以檢測旋轉電機的電容成分的變化。
本發明所致之旋轉電機的診斷系統與診斷方法，係可以診斷電動機、發電機、及感應電機等的旋轉電機。特別是，對於用在燃氣渦輪機、鐵道、汽車、航空、及風力發電機等之負載有變動的旋轉電機是為有效。
以下，使用圖面說明本發明的實施例所致之旋轉電機的診斷系統及診斷方法。以下，說明有關旋轉電機的定子進行診斷的例子，但是，本發明所致之旋轉電機的診斷系統及診斷方法，係也就於轉子，也可以與定子同樣進行診斷。尚且，在本說明書所用的圖面中，是有對於相同的或是對應的構成要件賦予相同的元件符號，對於這些構成要件省略重複的說明的情況。 [實施例1]
說明有關本發明的實施例1所致之旋轉電機的診斷系統及診斷方法。
圖7為表示本發明的實施例1所致之診斷系統10、以及診斷系統10所診斷的旋轉電機1之方塊圖。旋轉電機1被連接到電力系統9。診斷系統10係可以連接到與旋轉電機1連接的往復纜線5。而且，旋轉電機1被連接到作為負載的裝置50。
圖8為表示旋轉電機1的定子30的一部分之圖。定子30係隔著空隙而與轉子40對向，具備定子芯31與定子線圈32。於定子芯31，設有槽33。定子線圈32係被收納在槽33，表面被絕緣層34覆蓋。在槽33的開口部，設置磁性楔35。磁性楔35從槽33脫落或是相對於槽33變鬆的話，磁性楔35或磁性楔35的破片會破壞覆蓋定子線圈32的絕緣層34，而引起定子線圈32的破損或旋轉電機1的絕緣破壞之旋轉電機1的異常。
圖1為表示本實施例所致之診斷系統10的構成之圖，表示包含診斷系統10與旋轉電機1與電力系統9之整體電路。在本實施例中，旋轉電機1係以Δ接線對定子線圈32的三相做接線。而且，旋轉電機1係以供電纜線3被連接到電力系統9。供電纜線3係在端子箱的端子臺4分叉，作為往復纜線5接線到旋轉電機1。往復纜線5係以一對供電纜線3所構成，個別連接到旋轉電機1的定子線圈32的1個相。
診斷系統10係具備電流感測器2與計測裝置8與診斷裝置20。尚且，計測裝置8與診斷裝置20係可以用1個裝置(例如，電腦)來構成，也可以用複數個裝置來構成。
電流感測器2係於與旋轉電機1的定子線圈32的各個相連接的往復纜線5，被設置在各個相，位置在端子臺4與旋轉電機1之間。電流感測器2係相對於旋轉電機1的定子線圈32的各個相為1個，總計設有3個。1個電流感測器2係被設置在構成往復纜線5之一對供電纜線3，計測在往復纜線5流動的往復電流(流入到定子線圈32的電流與從定子線圈32流出的電流)。
計測裝置8係被連接到電流感測器2，具備通訊機器與記憶媒體之至少其中一方。通訊機器係藉由無線通訊或是有線通訊，把電流感測器2所計測出的往復電流發送到診斷裝置20。記憶媒體係記憶電流感測器2所計測出的往復電流。記憶媒體係也可以相對於計測裝置8而可以裝卸。而且，計測裝置8係也可以相對於診斷裝置20而可以裝卸。計測裝置8係可以用例如附有硬碟的個人電腦與資料記錄器、或是具備記憶裝置且可以USB連接之示波器等來構成。
診斷裝置20係從計測裝置8輸入電流感測器2所計測出的往復電流。診斷裝置20，係接收從計測裝置8的通訊機器發送出的往復電流、或是連接記憶了往復電流的計測裝置8的記憶媒體，藉此，從計測裝置8輸入往復電流。診斷裝置20係從已輸入的往復電流，求出對地洩漏電流(從定子線圈32僅洩漏流動在覆蓋定子線圈32的表面的絕緣層34之電流)。
在本實施例所致之診斷系統10中，在與旋轉電機1的定子線圈32的各個相連繫的往復纜線5設置電流感測器2，用1個電流感測器2計測在旋轉電機1的定子線圈32的各個相流動的往復電流，診斷裝置20求出往復電流的差值，藉此，高精度計測旋轉電機1的定子線圈32的各個相中的對地洩漏電流。對地洩漏電流I乃是從定子線圈32僅洩漏流動在覆蓋定子線圈32的表面的絕緣層34之電流，從流入到旋轉電機1的定子線圈32之電流I1的值，減去從定子線圈32流出之電流I2的值，來求出往復電流的差值，藉此，可以得到(I=I1-I2)。
圖2為表示對地洩漏電流的時間變化的例子之圖，乃是根據計測出的對地洩漏電流之實驗結果所作成的圖。圖2的橫軸表示時間，縱軸表示對地洩漏電流的大小(振幅)。
如圖2表示，於對地洩漏電流的時間變化方面，存在有對地洩漏電流為大致恆定的值的時間帶、以及對地洩漏電流增大的時間帶。亦即，對地洩漏電流係變動而間歇性增大。對地洩漏電流係在旋轉電機1的輸出小的低輸出領域，取得大致恆定之安定的值。該恆定的值，乃是對地洩漏電流的最小值。對地洩漏電流的增大，係在旋轉電機1的負載有變動，旋轉電機1的輸出從低輸出領域大幅遷移到高輸出範圍之際所發生。
如圖2表示，把表現在旋轉電機1的低輸出領域之安定的對地洩漏電流的值(振幅的值)，稱為基準值12，把相對於基準值12之對地洩漏電流的增加量稱為變動值11。基準值12係可以作為對地洩漏電流的最小值。
診斷裝置20係對於已求出的對地洩漏電流，就任意時間帶實施頻率分析，檢測磁性楔35之從定子芯31的槽33脫落或是相對於槽33的鬆弛。診斷裝置20係把對地洩漏電流的波形變換到頻率領域的頻譜，藉此，求出對地洩漏電流的頻率領域的頻譜。
圖3為表示在磁性楔35為正常的情況下，亦即，磁性楔35沒有從定子芯31的槽33脫落或是沒有相對於槽33變鬆的情況中之對地洩漏電流的頻率領域的頻譜的例之圖，乃是根據計測出的對地洩漏電流之實驗結果所作成的圖。圖3的橫軸表示頻率，縱軸表示對地洩漏電流(取對數的值)。所謂磁性楔35為正常的旋轉電機1，例如是，在製造後運轉開始前的旋轉電機，或是在補修後運轉開始前的旋轉電機。
如圖3表示，在磁性楔35為正常的旋轉電機1中，於對地洩漏電流的頻率領域的頻譜，檢測基本波成分的波峰21作為最大的波峰，接著，檢測槽高次諧波(起因於槽33的存在之高次諧波)所致之波峰22作為大的波峰。
圖4為表示在磁性楔35為異常的情況下，亦即，磁性楔35從定子芯31的槽33脫落或是相對於槽33變鬆的情況中之對地洩漏電流的頻率領域的頻譜的例之圖，乃是根據計測出的對地洩漏電流之實驗結果所作成的圖。圖4的橫軸表示頻率，縱軸表示對地洩漏電流(取對數的值)。
如圖4表示，在磁性楔35為異常的旋轉電機1中，於對地洩漏電流的頻率領域的頻譜，除了基本波成分的波峰21與槽高次諧波所致之波峰22之外，檢測不存在於磁性楔35為正常的旋轉電機1的頻譜之表示異常的波峰23。表示該異常的波峰23，係起因於因為磁性楔35的脫落或鬆弛而從旋轉電機1漏出的磁場的歪變。該波峰23係於磁性楔35的異常狀態的初始中，具有與槽高次諧波所致之波峰22相比振幅為小的傾向。但是，在磁性楔35為異常的旋轉電機1中，明確出現在磁性楔35為正常的旋轉電機1中不存在的波峰23。
從而，對地洩漏電流的頻率領域的頻譜若是與旋轉電機1為正常的情況亦即磁性楔35為正常的情況中的對地洩漏電流的頻率領域的頻譜為相異的話，可以判斷磁性楔35為異常。具體方面，於對地洩漏電流的頻率領域的頻譜，檢測到於磁性楔35為正常的情況下的頻譜不存在的波峰(但是，比雜訊位準大的波峰)的話，可以判斷磁性楔35為異常。
診斷裝置20係先記憶有關正常的旋轉電機1(亦即，磁性楔35為正常的旋轉電機1)之對地洩漏電流的頻率領域的頻譜。接著，診斷裝置20，係比較已求出的對地洩漏電流的頻率領域的頻譜、以及正常的旋轉電機1中對地洩漏電流的頻率領域的頻譜，於已求出的對地洩漏電流的頻率領域的頻譜，檢測到於正常的旋轉電機1中對地洩漏電流的頻率領域的頻譜不存在的波峰的話，判斷旋轉電機1為異常，亦即，磁性楔35從定子芯31的槽33脫落或是相對於槽33變鬆之異常。
電流感測器2，係於與旋轉電機1的定子線圈32的各個相連接的往復纜線5，也可以設置如下。
與旋轉電機1的定子線圈32的1個相連接的往復纜線5，是以一對供電纜線3來構成。構成往復纜線5之一對供電纜線3的每一個，是可以用複數條纜線來構成。亦即，往復纜線5也可以是構成一對利用複數條纜線所構成的供電纜線3。
圖9為表示往復纜線5是構成一對利用複數條纜線所構成的供電纜線3，設置在該往復纜線5的電流感測器2之圖。於圖9，作為其中一例，表示出一對供電纜線3的其中一方用2根纜線3a、3b所構成，另一方用2根纜線3c、3d所構成之往復纜線5。供電纜線3也可以是用3根以上的纜線來構成。
在往復纜線5用一對利用複數條纜線所構成供電纜線3，亦即利用纜線3a、3b所構成的供電纜線3與利用纜線3c、3d所構成的供電纜線3來構成的情況下，電流感測器2是可以設置在構成供電纜線3之複數條纜線3a、3b、3c、3d中的一部分的纜線。於圖9，作為其中一例，表示出電流感測器2被設置在其中一方的供電纜線3的纜線3b與另一方的供電纜線3的纜線3c之構成。
如此，把電流感測器2設置在複數條纜線中的一部分的纜線，藉此，即便往復纜線5粗，也可以配合往復纜線5與電流感測器2的大小，來設置電流感測器2。
在本實施例所致之診斷系統10中，對已計測出的對地洩漏電流實施頻率分析，藉此，可以有效率且高精度地檢測磁性楔35的異常，亦即，磁性楔35之從定子芯31的槽33脫落或相對於槽33鬆弛，可以檢測旋轉電機1的異常，可以防止定子線圈32的破損與旋轉電機1的絕緣破壞的發生。 [實施例2]
說明有關本發明的實施例2所致之旋轉電機的診斷系統及診斷方法。以下，關於本實施例，主要說明與實施例1相異之點。
發明人們在具有負載變動的旋轉電機中，如在實施例1使用圖2所說明般，發現到了對地洩漏電流會變動。對地洩漏電流會變動，是在對地洩漏電流的高次諧波成分含有起因於機械性的振動的成分的緣故，於對地洩漏電流的頻率領域的頻譜中，僅就起因於從旋轉電機漏出的磁場的歪變之波峰進行檢測是有困難的。
在此，在本實施例中，診斷裝置20，係為了要除掉在磁性楔35的異常以外還對對地洩漏電流的頻率領域的頻譜有影響的要因，對已求出的對地洩漏電流，就對地洩漏電流為大致恆定的值之時間帶實施頻率分析。
圖5為表示出於圖2所示的對地洩漏電流的時間變化的例子，進行頻率分析的時間帶之圖。診斷裝置20，係抽出已求出的對地洩漏電流的大小不包含變動值11且收斂在預定的範圍內之時間帶13。對地洩漏電流的大小的該範圍係可以任意設定上限與下限，使得包含基準值12並視為對地洩漏電流大致為基準值12。診斷裝置20係對地洩漏電流的大小收斂到該範圍內的話，判斷對地洩漏電流大致為恆定的值(基準值12)。
接著，診斷裝置20，係僅就已抽出的時間帶13，實施對地洩漏電流的頻率分析，把對地洩漏電流的波形變換成頻率領域的頻譜。亦即，診斷裝置20，係僅把對地洩漏電流大致為基準值12且變動小SN比高的時間帶13作為對象，進行對地洩漏電流的頻率分析。
在本實施例中，就不包含起因於機械性的振動(例如，機械的劣化所致之振動)等的變動之對地洩漏電流實施頻率分析的緣故，對地洩漏電流的頻率領域的頻譜中，可以高精度檢測表示異常的波峰23(起因於因為磁性楔35的脫落或鬆弛而從旋轉電機1漏出的磁場的歪變之波峰)，可以以更高精度高靈敏度地檢測磁性楔35的異常。
在本實施例所致之診斷系統10中，就對地洩漏電流不包含變動值11之大致恆定的值之時間帶13實施頻率分析，藉此，可以以更高精度高靈敏度地檢測磁性楔35的異常，可以檢測旋轉電機1的異常，可以防止定子線圈32的破損與旋轉電機1的絕緣破壞的發生。 [實施例3]
說明有關本發明的實施例3所致之旋轉電機的診斷系統及診斷方法。以下，關於本實施例，主要說明與實施例1相異之點。
圖6為表示本實施例所致之診斷系統10的構成之圖，與圖1同樣，表示包含診斷系統10與旋轉電機1與電力系統9之整體電路。
本實施例所致之診斷系統10，係計測裝置8具備無線通訊機器7與大容量儲存庫6之至少其中一方者。
計測裝置8具備無線通訊機器7的話，計測裝置8係把電流感測器2計測出的往復電流等的計測資料，藉由無線通訊機器7所致之無線通訊發送到資料中心，並保存到資料中心。而且，具備了無線通訊機器7的計測裝置8，係也可以把診斷裝置20所求出的對地洩漏電流，藉由無線通訊發送到資料中心。
計測裝置8具備大容量儲存庫6的話，計測裝置8係把計測資料保存到大容量儲存庫6。而且，具備了大容量儲存庫6的計測裝置8，係也可以把診斷裝置20所求出的對地洩漏電流保存到大容量儲存庫6。
在本實施例所致之診斷系統10中，可以對往復電流或對地洩漏電流，保持往復纜線5帶電連續計測的緣故，所儲存的資料量變得龐大。為此，在經過長期間連續計測的情況下，經由無線通訊機器7轉送資料，或是把資料保存到大容量儲存庫6的話，是對資料的保存為有效的。
在經由無線通訊機器7把資料轉送到資料中心時，會有在資料的轉送發生故障的情況。而且，長期連續儲存資料到大容量儲存庫6的話，會有在資料的保存發生故障的情況。為此，本實施例所致之診斷系統10，係因應狀況來靈活運作無線通訊機器7與大容量儲存庫6，或者是兼用兩者為佳。 [實施例4]
說明有關本發明的實施例4所致之旋轉電機的診斷系統及診斷方法。如在實施例1使用圖7來說明般，診斷系統10所診斷的旋轉電機1，係被連接到作為負載的裝置50。在本實施例中，診斷系統10係就可以診斷的旋轉電機1，也就是被連接到發生有負載變動的裝置50之負載電流會變動的旋轉電機1，說明其例。
作為本實施例所致之診斷系統10所診斷的旋轉電機1的例子，舉例有汽車用馬達、燃氣渦輪機用發電機、風力用發電機、車輛用旋轉電機、及航空用馬達等。除了這些以外，診斷系統10也可以全盤診斷發電量或馬達的輸出有變動的旋轉電機1。
本實施例所致之診斷系統10，係診斷上述的旋轉電機1等，可以有效率且高精度地檢測磁性楔35的異常，可以檢測旋轉電機1的異常，藉此，可以防止定子線圈32的破損與旋轉電機1的絕緣破壞的發生。 [實施例5]
說明有關本發明的實施例5所致之旋轉電機的診斷系統及診斷方法。本實施例所致之診斷系統10，係可以就旋轉電機1，檢測定子線圈32的絕緣層34的熱劣化或吸溼劣化等之有無。
在本實施例所致之診斷系統10中，從對地洩漏電流可以精確求出旋轉電機1的定子線圈32的電容成分。診斷裝置20，係對地洩漏電流與定子線圈32的電容成比例的緣故，從對地洩漏電流可以求出定子線圈32的電容。從而，診斷裝置20係可以從對地洩漏電流的變化求出定子線圈32的電容的變化，若定子線圈32的電容減少則可以檢測出定子線圈32的絕緣層34因為熱或吸溼而劣化等。
這樣的熱劣化或吸溼劣化等的檢測，特別是對額定電壓為2kV以下之不產生部分放電劣化的旋轉電機1有效。
本實施例所致之診斷系統10，特別是對於額定電壓為2kV以下的旋轉電機1，可以有效率且高精度地檢測磁性楔35的異常與定子線圈32的熱劣化或吸溼劣化，可以檢測旋轉電機1的異常，藉此，可以防止定子線圈32的破損與旋轉電機1的絕緣破壞的發生。
尚且，本發明並不被限定在上述的實施例，可以各式各樣的變形。例如，上述的實施例乃是為了容易了解本發明而詳細說明者，本發明未必被限定在已說明之具備全部的構成的樣態。而且，可以把某實施例的構成的一部分置換到另一實施例的構成。而且，也可以在某實施例的構成加上另一實施例的構成。而且，有關各實施例的構成的一部分，是可以刪除、或是追加或置換其他的構成。
1:旋轉電機 2:電流感測器 3:供電纜線 3a,3b,3c,3d:構成供電纜線的纜線 4:端子臺 5:往復纜線 6:大容量儲存庫 7:無線通訊機器 8:計測裝置 9:電力系統 10:診斷系統 11:變動值 12:基準值 13:實施例2中進行對地洩漏電流的頻率分析之時間帶 20:診斷裝置 21:基本波成分的波峰 22:槽高次諧波所致之波峰 23:表示異常的波峰 30:定子 31:定子芯 32:定子線圈 33:槽 34:絕緣層 35:磁性楔 40:轉子 50:作為負載的裝置
[圖1]表示本發明的實施例1所致之診斷系統的構成之圖。 [圖2]表示對地洩漏電流的時間變化的例子之圖。 [圖3]表示磁性楔為正常的情況中之對地洩漏電流的頻率領域的頻譜的例子之圖。 [圖4]表示磁性楔為異常的情況中之對地洩漏電流的頻率領域的頻譜的例子之圖。 [圖5]表示本發明的實施例2中，以圖2所示的對地洩漏電流的時間變化的例子進行頻率分析的時間帶之圖。 [圖6]表示本發明的實施例3所致之診斷系統的構成之圖。 [圖7]表示本發明的實施例1所致之診斷系統、以及診斷系統所診斷的旋轉電機之方塊圖。 [圖8]表示旋轉電機的定子的一部分之圖。 [圖9]表示在利用複數條纜線所構成的供電纜線而構成為一對之往復纜線所設置的電流感測器之圖。
1:旋轉電機
2:電流感測器
3:供電纜線
4:端子臺
5:往復纜線
8:計測裝置
9:電力系統
10:診斷系統
20:診斷裝置

Claims (7)

  1. 一種旋轉電機的診斷系統，具備：電流感測器，其係被設置在與旋轉電機的線圈連接的往復纜線，計測在前述往復纜線流動的往復電流；以及診斷裝置，其係輸入前述電流感測器所計測出的前述往復電流，從前述往復電流，求出流入到前述線圈的電流與從前述線圈流出的電流的差值也就是洩漏電流；其中，前述診斷裝置，係從前述洩漏電流的波形求出前述洩漏電流的頻率領域的頻譜，已求出的前述頻譜與前述旋轉電機為正常的情況中的前述洩漏電流的頻率領域的頻譜相異的話，判斷前述旋轉電機為異常；前述診斷裝置，係僅就前述洩漏電流的大小收斂在預定的範圍內之時間帶，從前述洩漏電流的波形求出前述洩漏電流的頻率領域的前述頻譜。
  2. 如請求項1的旋轉電機的診斷系統，其中，前述診斷裝置，係在已求出的前述頻譜，檢測到在前述旋轉電機為正常的情況中的前述洩漏電流的頻率領域的前述頻譜所不存在的波峰的話，判斷前述旋轉電機為異常。
  3. 如請求項1的旋轉電機的診斷系統，其中，前述往復纜線，係以一對供電纜線所構成；前述供電 纜線，係以複數條纜線所構成；前述電流感測器，係被設置在構成前述供電纜線的前述複數條纜線中，一部分的纜線。
  4. 如請求項1的旋轉電機的診斷系統，其中，前述電流感測器，係被設置在與負載有變動的前述旋轉電機的前述線圈連接的前述往復纜線。
  5. 如請求項1的旋轉電機的診斷系統，其中，前述電流感測器，係被設置在與額定電壓為2kV以下的前述旋轉電機的前述線圈連接的前述往復纜線。
  6. 一種旋轉電機的診斷方法，具備：計測工序，其係用電流感測器，計測在往復纜線流動的往復電流，該電流感測器被設置在與旋轉電機的線圈連接的前述往復纜線；洩漏電流取得工序，其係從前述往復電流，求出流入到前述線圈的電流與從前述線圈流出的電流的差值也就是洩漏電流；以及診斷工序，其係從前述洩漏電流的波形求出前述洩漏電流的頻率領域的頻譜，已求出的前述頻譜與前述旋轉電機為正常的情況中的前述洩漏電流的頻率領域的頻譜相異的話，判斷前述旋轉電機為異常；在前述診斷工序中，僅就前述洩漏電流的大小收斂在預定的範圍內之時間帶，從前述洩漏電流的波形求出前述 洩漏電流的頻率領域的前述頻譜。
  7. 如請求項6的旋轉電機的診斷方法，其中，在前述診斷工序中，在已求出的前述頻譜，檢測到在前述旋轉電機為正常的情況中的前述洩漏電流的頻率領域的前述頻譜所不存在的波峰的話，判斷前述旋轉電機為異常。
TW109119161A 2019-08-09 2020-06-08 旋轉電機的診斷系統及診斷方法 TWI735253B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-147421 2019-08-09
JP2019147421A JP7217682B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 回転電機の診断システム及び診断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202107106A TW202107106A (zh) 2021-02-16
TWI735253B true TWI735253B (zh) 2021-08-01

Family

ID=74569636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109119161A TWI735253B (zh) 2019-08-09 2020-06-08 旋轉電機的診斷系統及診斷方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7217682B2 (zh)
TW (1) TWI735253B (zh)
WO (1) WO2021029104A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022136827A (ja) * 2021-03-08 2022-09-21 オムロン株式会社 異常検出装置及び方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356443A (en) * 1980-08-26 1982-10-26 Westinghouse Electric Corp. Detection of arcing faults in polyphase electric machines
US20140084937A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 General Electric Company On-Line Monitoring of Stator Insulation in Motors and Generators
CN103713261A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 合肥工业大学 一种感应电机气隙偏心故障的检测系统及检测方法
US20170219655A1 (en) * 2014-09-08 2017-08-03 Hitachi, Ltd. Insulation diagnostic system or rotating machine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169489B1 (en) 1998-10-07 2001-01-02 General Electric Company Motor winding contamination detector and detection
JP4949186B2 (ja) 2007-10-10 2012-06-06 株式会社デンソー 回転電機における固定子巻線の絶縁検査方法
US20090096405A1 (en) 2007-10-15 2009-04-16 General Electric Company Method and system for remotely predicting the remaining life of an ac motor system
PL2625540T3 (pl) 2010-10-07 2014-07-31 Abb Research Ltd Wykrywanie brakującego klina żłobkowego stojana w maszynie elektrycznej
US9772364B2 (en) 2013-11-06 2017-09-26 General Electric Company Temperature compensation of insulation monitoring for rotating machines
JP6353694B2 (ja) 2014-05-13 2018-07-04 株式会社日立製作所 劣化診断システム
KR102097510B1 (ko) 2016-06-21 2020-04-06 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 부하의 이상 검출 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356443A (en) * 1980-08-26 1982-10-26 Westinghouse Electric Corp. Detection of arcing faults in polyphase electric machines
US20140084937A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 General Electric Company On-Line Monitoring of Stator Insulation in Motors and Generators
CN103713261A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 合肥工业大学 一种感应电机气隙偏心故障的检测系统及检测方法
US20170219655A1 (en) * 2014-09-08 2017-08-03 Hitachi, Ltd. Insulation diagnostic system or rotating machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021028591A (ja) 2021-02-25
JP7217682B2 (ja) 2023-02-03
WO2021029104A1 (ja) 2021-02-18
TW202107106A (zh) 2021-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. An online technique for monitoring the insulation condition of AC machine stator windings
Tallam et al. A survey of methods for detection of stator-related faults in induction machines
Stone Condition monitoring and diagnostics of motor and stator windings–A review
Thomson On-line MCSA to diagnose shorted turns in low voltage stator windings of 3-phase induction motors prior to failure
US20150276823A1 (en) Method For Detecting A Fault Condition In An Electrical Machine
CN117074844A (zh) 高压电网输电线路的智能化实时在线监测系统
TWI735253B (zh) 旋轉電機的診斷系統及診斷方法
Simons Diagnostic testing of high-voltage machine insulation. A review of ten years' experience in the field
TWI708950B (zh) 電氣機械的診斷裝置及診斷方法、以及旋轉電機
Battulga et al. Automated detection of failures in doubly-fed induction generators for wind turbine applications
Younsi et al. Online capacitance and dissipation factor monitoring of AC motor stator insulation
Kuppuswamy et al. Facilitating proactive stator winding maintenance using partial discharge patterns
Haq et al. Understanding alternative methods of machine online condition monitoring; an investigation based on years of experience and field case studies
Neti et al. Motor current signature analysis during accelerated life testing of form wound induction motors
CN114062910A (zh) 一种电机在线诊断系统和方法
CN104066984A (zh) 用于风力涡轮机的轴承布置
Zhang et al. Online monitoring of capacitance and dissipation factor of motor stator winding insulation during accelerated life testing
McDermid et al. Significance of defects found during high direct-voltage ramp tests
Raymond et al. Analysis of a hydro-generator stator winding failure
JP7218239B2 (ja) 電気機械の診断方法および診断装置、並びに回転電機
Arshad et al. Turbo generator stator winding condition assessment
Ramirez-Niño et al. Monitoring network for online diagnosis of power generators
Dmitriev et al. Partial Discharge Measurements in Synchronous Generators
Adaramola et al. Global Journal of Engineering and Technology Advances
Adaramola et al. Experimental investigation of insulation resistance for turbo generator digital protection