[發明專利]一種無刷交流發電機勵磁系統故障檢測方法

有效

• 申請號: 201811535547.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109581219B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 鄧素軍;彭紅鋒
• 申請（專利權）人: 廣州孚鼎自動化控制設備有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林

本發明一種無刷交流發電機勵磁系統故障檢測方法，應用于無刷交流發電機，該方法包括：步驟1、電壓調節裝置提取勵磁回路由三相諧波電流感應生成的復合波形；步驟2、對提取的諧波電流復合波形進行快速傅里葉變換，分解成3個諧波電流相量且使3個相量之間的夾角相互為120°；步驟3、將分解的三個相量相加，結果是否等于0來判定交流發電機勵磁系統是否正常工作。本發明利用發電機電壓調節裝置，實現了發電機勵磁系統故障在線檢測功能，不需要另加任何輔助監測儀器，就能完成對勵磁發電機和整流器故障判斷，提高了發電機使用的可靠性。

技術領域

本發明涉及無刷勵磁交流發電機領域，實現無刷交流發電機的勵磁系統狀態的在線測量。

背景技術

1、早期的交流發電機是一種有刷勵磁交流發電機，用于產生發電機磁場的直流電源通過安裝在發電機同軸的旋轉軸上的滑環及固定電刷獲得。固定電刷上的直流電源一般采用自勵或他勵并受調壓控制單元控制，調壓控制單元直接控制交流發電機的勵磁繞組產生磁場，缺點是直流電流大，難以控制，易產生火花和無線電干擾，常因為電刷和滑環的磨損與接觸不良造成勵磁不穩定或發電機不發電等故障。該有刷勵磁交流發電機的勵磁系統未涉及勵磁發電機及整流器。

2、后來人們發明了一種無刷勵磁交流發電機，它結構新穎、性能優良。它實際上是設計了兩臺發電機，其中一臺作為勵磁發電機，另外一臺作為發電機。勵磁發電機的電樞繞組、整流器及發電機的勵磁繞組均安裝發電機的同軸轉子上，它們之間不需任何滑環及電刷接觸。勵磁發電機電能來源于固定在發電機上勵磁回路產生的磁場。只要在勵磁回路輸入一個較小直流電流信號就可以輕松地實現控制發電機的輸出電壓。但由于勵磁發電機電樞繞組處于高速旋轉狀態，常因過載或老化原因發生匝間短路、相間短路和相間斷路的可能非常大。同樣高速旋轉的整流器要承受很大的離心力作用，且在高溫和振動的環境下工作，還會受到過電壓過電流等其它情況，整流器二極管極可能會遭到損壞。所以無刷發電機的勵磁系統故障主要體現在磁勵發電機和整流器故障，這兩者一旦出故障沒能及時處理，將會導致發電機不能正常工作，甚至會燒毀勵磁發電機、勵磁回路和勵磁繞組等后果。

3、由于勵磁發電機的電樞繞組和整流器均安裝在發電機的轉子上，與外部沒有任何電的接觸，平時為了檢測其是否有故障時，需將它們從轉子上拆卸下來進行檢測，極為不方便，因此人們想盡各種方法來測量勵磁發電機和整流器故障，包括各種故障診斷議：比如對比發電機負載電流與勵磁電流曲線變化，其缺點測試過程復雜、消耗大；還有國內專利(專利號：201310282483.4)提及的利用諧波控測模塊檢測諧波信號分量次數變化來判斷旋轉整流器的故障狀態，此方法雖可在整流器因二極管斷路情況下可以判斷整流器故障，但沒有考慮到勵磁發電機的電樞繞組故障引起的諧波信號變化，故而不能用諧波信號分量次數變化判斷是旋轉整流器故障的唯一性，而且其需要提供專門的諧波控測模塊和諧波分析儀，結構復雜，成本昂貴。

發明內容

本發明的目的是針對目前現有技術的不足，通過下面的技術方案來實現的：

一種無刷交流發電機勵磁系統故障檢測方法，其特征在于，無刷交流發電機勵磁系統包括勵磁線圈和發電機轉子上的勵磁發電機、整流器和勵磁繞組。

優選的，該檢測方法包括：

步驟1、電壓調節裝置提取勵磁回路由三相諧波電流感應生成的復合波形；

步驟2、對提取的三相諧波電流感應生成的復合波形進行快速傅里葉變換，分解成3個諧波電流相量且使3個相量之間的夾角相互為120°；

步驟3、將分解的三個相量相加，結果是否等于0來判定交流發電機勵磁系統是否正常工作。

優選的，所述的步驟1中電壓調節裝置是一種基于微型處理器的數字電壓調節器，其是控制勵磁回路的勵磁電流使交流發電機輸出平穩電壓的一種電壓調節裝置，通過過流檢測回路提取勵磁回路的三相諧波電流感應生成的復合波形。