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用于识别转子的励磁绕组中短路匝的在线监视系统和方法

阅读：408发布：2021-02-21

IPRDB可以提供用于识别转子的励磁绕组中短路匝的在线监视系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明名称为“用于识别转子的励磁绕组中短路匝的在线监视系统和方法”。一种用于使用磁通探头来分析具有转子的同步机器的励磁绕组中电短路的方法，该方法包括：监视磁通量探头产生的磁通量信号，其中磁通量信号指示从励磁绕组发出的磁通；电存储从监视的磁通量信号中获得、并指示励磁绕组中电短路的磁通量数据；自动分析存储的磁通量数据，以识别具有短路的励磁绕组并对每一个识别的励磁绕组中的短路计数；以及自动显示识别具有短路的励磁绕组和每一个励磁绕组中短路数量的信息。，下面是用于识别转子的励磁绕组中短路匝的在线监视系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于使用磁通量探头来分析具有转子的同步机器的励磁绕组中电短路的方法，所述方法包括：监视所述磁通量探头产生的磁通量信号，其中所述磁通量信号指示从所述励磁绕组发出的磁通；

电存储从所监视的磁通量信号中获得的、指示所述励磁绕组中的电短路的磁通量数据；

自动分析所存储的磁通量数据以识别具有所述电短路的励磁绕组，并自动对每一个识别的励磁绕组中的所述电短路计数，其中对所述电短路的所述计数包括确定与从所述同步机器的另一个磁极处获得的磁通量相比从所述同步机器的一个磁极处获得的磁通量数据的减少量、和基于所述磁通量数据的减少量来计算电短路的数量，并且对所述电短路的所述计数进一步包括识别包括所述磁通量数据的减少量的范围，其中所述识别的范围是磁通量数据的减少范围的预设组中的一个，所述计数是基于所述识别的范围来确定的；以及自动显示识别具有电短路的所述励磁绕组以及每一个励磁绕组中电短路的数量的信息。

2.根据权利要求1中的方法，进一步包括将来自发电机的一个磁极的所述磁通量数据与从所述发电机的另一个磁极获得的磁通量数据作比较，以识别所述励磁绕组中的所述电短路；其中，所述同步机器的所述一个磁极相对于所述另一个磁极设置，以使得二者沿着一条径向线对准，所述径向线延伸通过所述同步机器的旋转轴线。

3.根据权利要求1中的方法，进一步包括将来自发电机的一个磁极的所述磁通量数据与从所述发电机的另一个磁极获得的磁通量数据作比较，以识别具有电短路的每一个线圈中电短路的数量。

4.根据权利要求1中的方法，其中，所述自动分析所存储的所述磁通量数据包括：对于多个磁极，比较对应于每一个励磁绕组的磁通量探头信号的振幅。

5.根据权利要求1中的方法，进一步包括将转子位置与所述磁通量数据相关，以确定与每一个所述励磁绕组相对应的磁通量数据。

6.根据权利要求1中的方法，进一步包括将过零区域与峰值振幅相关，以近似发电机上的负载。

7.根据权利要求1的方法，其中，所述磁通量信号在所述同步机器的全范围操作负载下进行监视，并且所分析的磁通量数据包括在所述全范围操作负载下捕获的磁通量数据。

8.根据权利要求1中的方法，进一步包括基于具有所述电短路的所述励磁绕组与所述转子的磁极的相对位置，自动指配所述电短路的严重性级别。

9.根据权利要求8的方法，其中，所述严重性级别的所述自动指配基于每一个线圈中电短路的数量。

10.根据权利要求8的方法，其中，所述严重性级别的所述自动指配包括针对具有识别的电短路的每一个线圈的级别。

11.一种用于使用磁通探头来分析具有转子的同步机器的转子励磁绕组中电短路的系统，所述系统包括：监视所述转子和所述同步机器的定子之间空隙中磁通的磁通量探头；

显示关于所述转子中电短路的信息的显示装置；

接收来自所述磁通量探头的磁通量信号并包括非暂时性电存储装置的计算机系统，所述电存储装置中具有程序，当运行所述程序时会促使所述计算机系统：电存储从所述磁通量信号获得的磁通量数据，其中所述磁通量数据指示在所述励磁绕组中的电短路；

自动分析所存储的磁通量数据以识别具有所述电短路的励磁绕组，并对每一个识别的励磁绕组中的所述电短路计数，其中，其中对所述电短路的所述计数包括确定与从所述同步机器的另一个磁极处获得的磁通量相比从所述同步机器的一个磁极处获得的磁通量数据的减少量、和基于所述磁通量数据的减少量来计算电短路的数量，并且对所述电短路的所述计数进一步包括识别包括所述磁通量数据的减少量的范围，其中所述识别的范围是磁通量数据的减少范围的预设组中的一个，所述计数是基于所述识别的范围来确定的；以及在所述显示装置上自动显示识别带有电短路的线圈和每一个励磁绕组中电短路数量的信息。

12.根据权利要求11的系统，其中，所述程序进一步促使所述计算机系统在一个完整转子期间将来自发电机的一个磁极的所述磁通量数据与从所述发电机的另一个磁极获得的磁通量数据相比较，以识别所述励磁绕组中的所述电短路。

13.根据权利要求11的系统，其中，所述程序促使所述计算机系统将来自发电机的一个磁极的磁通量数据与从所述发电机的另一个磁极获得的磁通量数据相比较，以识别具有电短路的每一个线圈中电短路的数量。

14.根据权利要求13的系统，其中，所述自动分析所存储的所述磁通量数据包括与具有电短路的每一个线圈相对应的磁通量探头信号振幅的比较。

15.根据权利要求11的系统中，其中，所述程序进一步促使所述计算机系统将所述转子的位置与所述磁通量数据相关，以确定与每一个所述励磁绕组相对应的所述磁通量数据。

16.根据权利要求11的系统，所述程序进一步包括将过零区域与磁通量数据的峰值振幅相关，从而近似所述同步机器上的负载。

17.根据权利要求11的系统，其中，在所述同步机器的全范围操作负载下进行监视所述磁通量信号，并且所分析的磁通量数据包括在所述全范围操作负载下捕获的磁通量数据。

18.根据权利要求11的系统，其中，所述程序进一步促使所述计算机系统基于具有所述电短路的所述励磁绕组与所述转子的磁极间的相对位置而指配所述电短路的严重性级别。

19.根据权利要求18的系统，其中，所述严重性级别的所述指配基于每一个线圈中电短路的数量。

20.根据权利要求18的系统，其中，所述严重性级别的所述指配包括针对具有识别的电短路的每一个线圈的级别。

说明书全文

用于识别转子的励磁绕组中短路匝的在线监视系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及检测和监视在同步机器励磁绕组中的电短路，并且更具体地，涉及转子的励磁绕组中的电短路的自动识别和跟踪。

背景技术

[0002] 发电机的转子中的励磁绕组通常是导电线圈棒的环形阵列，导电线圈棒排列在绕转子外部周缘的隙槽(slot)中。线圈沿着转子的长度纵向延伸，并通过位于转子的每一末端的末端匝相连接。一对相连的线圈棒和末端匝形成了线圈绕组匝。

[0003] 转子有多个极，比如两个、四个或六个极。几个线圈绕组匝排列在转子上以形成极。励磁电路将DC(直流)施加到转子的线圈棒上。

[0004] 短路可在励磁绕组中形成。例如，分隔导体棒或者末端匝的绝缘材料可能破损，从而导致跨过励磁绕组中的一个或多个线圈的短路。线圈绕组中的短路被称为短路匝。

[0005] 励磁绕组中的短路可导致多种过热情况以及相关联的振动问题。以及时且合算的方式识别短路匝是合乎需要的，其减少了修复发电机圈式绕组中的短路所需的离线的停工期。

[0006] 通过分析励磁绕组产生的磁通(magnetic flux)可以检测出短路。磁通量探头传感器被置入转子和定子之间的气隙以监视转子的励磁绕组的磁通量。该传感器产生与气隙中的电磁通的变化率成比例的信号。

[0007] 一种用于标记发电机中线圈绕组的短路匝的系统公开在题为“发电机励磁绕组中短路匝的在线检测(Online Detection Of Shorted Turns In A Generator Field Winding)”、并受让给通用电气公司的美国第6,911,838号专利(′838专利)中。该系统′838专利教导了一种自动化技术，用来分析从转子中捕获的磁通数据并标记很可能指示短路线圈的、捕获的磁通量数据。

发明内容

[0008] 长期以来就需要一种基于计算机的系统来自动收集和产生有关转子励磁绕组中电短路的信息，并且以一种易于识别短路的位置、数量和严重性程度的方式来呈示信息。

[0009] 使用磁通探头来分析具有转子的同步机器的励磁绕组中电短路的一种方法已经被构思出来。该方法包括：监视由磁通量探头产生的磁通量信号，其指示励磁绕组中发出的磁通；将由监视的磁通量信号中获得、并指示励磁绕组中的电短路的磁通量数据进行电子存储；自动分析存储的磁通量数据以识别具有短路的励磁绕组并对每一个识别的励磁绕组中的短路计数，以及将识别带有短路的励磁绕组和每一个励磁绕组中的短路数量的信息自动显示出来。

[0010] 该方法可将来自发电机的一个极的磁通量数据与从该发电机的另一个极获得的磁通量数据作比较，以识别励磁绕组中的短路。类似地，该方法可将来自发电机的一个极的磁通量数据与从该发电机的另一个极获得的磁通量数据作比较，以识别具有短路的每一个线圈中的短路数量。这些磁通量数据的比较可以包括比较磁通量探头信号的振幅，这些信号对应着多个极中的每一个励磁绕组。

[0011] 此外，该方法可将过零区域与峰值振幅相关，以识别转子中相应的线圈以及近似发电机上的负载。磁通量信号可以通过同步机器在全范围(full range)操作负载下来进行监视，并且分析的磁通量数据包括在全范围操作负载下捕获的磁通量数据。

[0012] 该方法可基于具有短路的励磁绕组和转子的磁极之间的相对位置来自动指配短路严重性级别。严重性级别可以基于每一个线圈中的短路数量。严重性级别的自动指配可包括具有识别短路的每一个线圈的级别。

[0013] 一种使用磁通探头来分析具有转子的同步机器的转子励磁绕组中电短路的系统已经被构思出来，所述系统包括：用来检测同步机器的转子与定子之间空隙中磁通的磁通量探头；呈示关于转子中电短路的信息的显示装置；从磁通量探头中接收磁通量信号并包含非暂时性电子存储装置的计算机系统，该电子存储装置中具有程序，当其运行时，会使计算机系统：电存储从磁通量信号获得的磁通量数据，其中磁通量数据指示励磁绕组中的电短路；自动分析存储的磁通量数据以识别具有短路的励磁绕组并对每一个识别的励磁绕组中的短路计数，以及在显示装置上自动显示识别带有短路的线圈及每一个励磁绕组中短路数量的信息。

[0014] 在转子完整旋转一周期间，该程序可以进一步促使计算机系统将来自发电机一个极的磁通量数据与从发电机的另一个极获得的磁通量数据相比较，以识别励磁绕组中的短路；以及将来自发电机一个极的磁通量数据与从同类似线圈对应的另一个极获得的磁通量数据相比较，以识别具有短路的每一个线圈中短路的数量。这些磁通量数据的比较包括与具有短路的每一个线圈相对应的磁通量探头信号振幅进行的比较。

[0015] 该程序可以促使计算机系统将转子位置与磁通量数据相关，以确定与每一个励磁绕组相对应的磁通量数据。进一步地，计算机系统可将过零区域与磁通量数据的峰值振幅相关，以近似发电机上的负载。

附图说明

[0016] 图1是传统的2极发电机的截面图，有定子绕组，转子励磁绕组(线圈)和磁通探头。

[0017] 图2、图3和图4是磁通量探头信号和磁通量密度轨迹的示范图表。

[0018] 图5是显示用于检测转子励磁绕组中电短路的示范步骤的流程图。

[0019] 图6和图7是显示图像的示范图示，其提供的信息与计算机系统产生的检测有关。

具体实施方式

[0020] 图1显示了用来收集来自如发电机10的电磁机械装置中转子的磁通数据的传统系统。磁通探头12被暂时或永久地固定在发电机的定子14上，并感测定子和转子18之间空隙16中的磁通。当发电机在线并产生电力时，来自磁通量探头12的数据将被自动收集。

[0021] 收集的信息被存储在非暂时性的电子存储装置20中以使用计算机系统22来进行分析，计算机系统22执行存储的计算机程序以识别发电机励磁绕组中线圈的短路，收集并存储与短路有关的数据，并在显示装置24上显示有关短路的信息。

[0022] 图1是如大型工业发电机之类的同步电动发电机的截面图，带转子18和定子14以产生电力。由转子产生的旋转磁场通过感应在定子线圈中产生电流。交流(AC)高输出功率通常在由像电枢一样操作的定子绕组26中产生。

[0023] 转子18上的线圈的励磁绕组28通常由直流(DC)励磁电源激励。直流励磁电源或者由外部DC励磁发电机产生并通过滑环馈送到转子励磁绕组中，或者由与转子一同旋转的无刷发电机整流器组装件产生。从直流励磁发电机中产生的电流流经励磁绕组中的线圈。

[0024] 大型涡轮发电机的转子18通常有两个、四个或更多的极30，其由含励磁绕组28的转子的横向隙槽排列，以及将连接绕组与接近转子纵向端的端部匝互连而形成。

[0025] 为了达到阐释的目的，这里描述的是两极发电机，尽管本发明不限于两极发电机。转子线圈绕组28相对于每一个极轴30对称排列在隙槽中。对于转子中的每一个极来说，每一个线圈绕组都可以在隙槽中。当转子线圈绕组在隙槽中时围绕转子的轴形成环形排列。

[0026] 在转子18的外层圆柱表面与定子14的内层表面之间的环形气隙16将转子励磁绕组28与电枢励磁绕组26分开。磁通量探头12径向延伸通过定子14进入气隙16。典型地，磁传感器在置于气隙中或与气隙相对的磁通量探头的末端。

[0027] 磁通量探头12感测到隙槽漏磁通量。磁通量的泄露来自转子励磁绕组28。磁通量泄露指示转子运动，且特别是转子绕组28在隙槽32和转子齿中交互通过。当转子旋转时，排列在转子上的绕组/隙槽和转子齿经过探头的感测区域。磁通量探头可以产生与由转子相对磁通量探头的旋转造成的磁通量泄露变化率成比例的电压。

[0028] 磁通量探头信号由可以与监视发电机的仪器相关联的计算机系统22收集。计算机系统或者与发电机位于一处，或者置于远程位置。计算机系统还可以与计算机网络有数据通信，这样通过因特网就可以访问计算机系统。计算机系统22实时监视来自磁通量探头信号记录的电压电平信号，捕获并存储经过选择的几组这些电压电平并进行分析以检测可能出现的短路线圈。

[0029] 图2是显示磁通量探头电压信号42相对由图中水平轴44表示的时间的示范图表40。图2诠释了正常的磁通量探头信号42和磁通量密度线48，并特别显示了转子在旋转一周时，转子的正常的隙槽泄露电压反转。

[0030] 上部的时间线上有脉冲46，代表着转子旋转的每一周。时间线可以用于将转子的角度位置，如隙槽的位置，与磁通量探头信号42的轨迹相关。当隙槽(S1，S2，S3，S4，S5和S6)使每一个线圈经过磁通量探头时，磁通量探头信号的振幅为高。当转子齿(T1，T2，T3，T4，T5和T6)经过磁通量探头时，磁通量探头信号的振幅为低。当探头跨越经过隙槽/线圈和转子齿上方时，磁通量探头信号振荡。

[0031] 与每个隙槽对应的磁通量信号42的振幅通常与隙槽中有效线圈匝的数量以及气隙磁通量密度的大小成比例。磁通量探头电压信号经积分，并显示为磁通量密度线48。磁通量密度最大值出现在每一个极的前缘(P)，并在朝着极的正交轴方向逐渐减少。在励磁绕组附近的磁通量变化图案具有鲜明的特征，这是特定的转子及其发电机的每一个场所特有的。

[0032] 计算机系统22实时计算并跟踪磁通量42的变化率和磁通量密度48，并确定磁通量密度48的过零50或磁通量信号42的过零52。

[0033] 计算机系统也可以记录和存储在如转子旋转一周这样的某些周期内收集的磁通量探头电压信号和磁通量密度数据。比如，计算机系统可以存储一个旋转周期的磁通量数据和磁通量密度，这对应着磁通量密度的过零的移位以及短路的一个或多个线圈。

[0034] 计算机系统可以记录其他相关联的电信息和负载信息，如发电机负载，与记录的磁通量探头电压电平和磁通量密度数据相应的励磁电压和励磁电流。

[0035] 磁通量信号42和磁通量密度48的轨迹与水平时间轴44相交于过零点50、52。当每个转子旋转一周期间，对每一个极来说，过零点50通常只出现一次。如果发电机上的负载没有变化，当每个转子旋转一周期间，过零点应该在相同的时间出现。如果发电机上的负载变化，磁通量探头信号以及由此带来的磁通量密度轨迹及其过零点也会改变。

[0036] 计算机系统可以执行一种算法以检测过零点中的变化40。该算法将正交轴与极面之间的面积分割成一系列区域，就其数量上来说，这些区域的数量至少是每个极线圈数量的两倍。计算机系统确定了过零50、52出现的区域，也确定过零区域是否与另一个转子周期不同。过零区域的变化意味着绕组已经经历了负载的改变。检测何时磁通量密度过零从一个区域移动到另一个区域可以为过零移位提供足够的分辨率来识别负载的变化。

[0037] 过零从一个区域到另一个区域的检测可以由计算机系统22自动执行。计算机系统可以检测过零是否从一个区域移动到了另一个区域，其基础是比较在一段预定周期内，如一分钟、一小时或一天内从连续的众多转子匝上获得的磁通量数据(磁通量探头信号或积分的磁通量密度数据)和当发电机在相同的操作负载条件下操作时转子匝上获得的磁通量数据(磁通量探头信号或积分的磁通量密度数据)。

[0038] 图3是当发电机以百分之十(10％)的负载操作时磁通量探头电压信号轨迹54和磁通量密度轨迹55的图形。图4的图形显示了当发电机以满(100％)负载操作时磁通量探头电压信号轨迹56和磁通量密度轨迹58。图3(10％负载)与图4(100％负载)的比较显示出发电机上负载的变化改变了磁通量探头信号54、56，磁通量密度轨迹55、58，以及磁通量探头轨迹和磁通量密度的过零点50、52。

[0039] 在存储装置20的可执行程序中有自动过零检测算法，可以用来识别磁通量密度轨迹的过零，识别最近的线圈峰值振幅的哪个区域与过零对齐，同时自动存储与线圈峰值振幅和过零对齐的部分相关联的磁通量数据。

[0040] 与转子的X极和Y极相关联的每一个励磁绕组的线圈在图3和图4中指示为与磁通量探头信号轨迹54、56相关联的1号到6号。线圈中的短路匝由磁通量信号振幅59、60和62指示，在同毗连绕组以及相对的极的相同线圈的信号振幅比较时，振幅59、60和62不突出地小。在短路匝的磁通量信号中，不突出地短路振幅59、60和62在转子的每一旋转周期内往往出现一次。正如图3和图4所示，由于短路线圈引起的磁通量信号振幅的变化不是很明显，不容易清楚显现在一圈转子匝的磁通量检验信号轨迹54、56中。

[0041] 从磁通量信号中确认短路线圈的一种方法是叠加转子的一个旋转周期中获得的磁通量信号，这些信号与多个极相关联，比如相对的极。为了叠加磁通量信号，与一个极相关联的磁通量探头信号可以反向并同与转子上的另一个极(如相对的极)相关联的磁通量探头信号相覆盖(overlay)。叠加的磁通量信号之间的不同，尤其是峰值振幅的不同，可以用来识别转子的线圈中的短路。比如，与一个极中线圈相关联的磁通量信号的峰值振幅与另一个极中相应线圈的磁通量信号峰值相比大大减少，就意味着线圈中存在短路。

[0042] 分析磁通量数据的计算机系统22可以自动确定每个线圈中短路的数量。图3和图4中显示的磁通量探头信号提供的数据指出了在八个线圈有六个有短路匝。这些短路中有三个短路在Y极的2号线圈中，两个短路在X极的7号线圈中，还有五个短路在Y极的8号线圈中。线圈中短路的数量与由短路引起的“敏化的”磁通量振幅的缩小成比例。通过确定对应线圈的磁通量探头信号中成比例的减少量，计算机系统可以估计线圈中的短路数量。

[0043] 由于短路匝引起的磁通量磁场的偏离可能不会在发电机的所有操作荷载条件下出现。图3中显示的短路励磁绕组(磁通量信号59、60)对应特定线圈中的短路。例如，59对应Y极的8号线圈，60对应X极的7号线圈。图4中出现的短路励磁绕组62对应Y极的2号线圈。

[0044] 当发电机处于图3所示的低负载时磁通量信号中的7号和8号励磁绕组中的线圈会出现短路，而当发电机处于接近满负载操作时(图4)不会出现短路。当发电机处于接近满负载操作时(图4)磁通量信号中的2号励磁绕组中的线圈会出现短路，而当发电机处于接近低负载时(图3)不会出现短路。

[0045] 由于不是在所有负载情况下短路能从磁通量信号中检测到，磁通量探头数据的收集应基于广泛的负载范围，如10％到100％的负载，以识别转子励磁绕组中所有的短路。对于那些已经被识别为与线圈短路相关联的多个磁通量信号轨迹而言，用算法来分析它们，以识别带有短路的每一个线圈。

[0046] 隙槽漏磁通量失真系数在磁通量密度过零时趋于最小。比如，图2中所示的磁通量密度过零点50是与隙槽/线圈6和5对齐。因此，最好使用图2中显示的磁通量数据来确定隙槽6中的线圈短路。图3中显示的磁通量密度过零是与隙槽6至8对齐。同样地，最好使用图3中显示的磁通量数据来识别并计数那些隙槽中的短路。与此类似，图4中显示的磁通量密度的过零50是与隙槽3至1对齐。因此，最好使用图4中显示的磁通量数据来识别并计数那些隙槽中的短路。

[0047] 计算机系统22自动识别并计数一个或多个线圈的短路，而这一个或多个线圈的磁通量探头(线圈)信号峰值振幅部分是与磁通量密度的过零对齐。为了识别并计数每一个线圈中的短路，计算机系统可能在操作负载的范围内分析磁通量数据以找出并分析某些磁通量数据，在那些磁通量数据中，磁通量密度过零是与转子中每一个隙槽/线圈对齐。

[0048] 此外，一台发电机的操作负载可以得到估计，其基础是线圈/隙槽与磁通量探头信号峰值部分相对应，而峰值部分是与磁通量密度的过零对齐。正如图4中的说明，如果磁通量密度过零是与最接近极或极附近的一个线圈(如线圈1至3)的磁通量探头信号峰值振幅部分对齐，则操作负载处于或接近百分之百(100％)。相反，如果过零50是和与极相隔最远的一个线圈的磁通量探头信号峰值振幅部分对齐，则操作负载可为低，比如图3中所示的10％。

[0049] 计算机系统22可以估计同步电动发电机的操作负载，其方法是将磁通量密度的过零50与磁通量探头信号的峰值振幅部分进行匹配，并识别与这一峰值振幅部分相关联的线圈。计算机系统可以具有诸如查询表的相关表(correlation)，从查询表中可以基于与磁通量密度过零相对应的线圈来估计操作负载。

[0050] 在计算机系统持续操作，同时发电机保持在线状态的基础上，就可以执行监视磁通量数据，检测磁通量密度过零点的变化以及在过零点改变时捕获数据。发电机可以周期性地在一系列操作负载条件下操作，从而产生在几乎所有操作负载条件下的磁通量探头信号数据。要收集在一系列操作负载下的磁通量数据和在一段延长的在线操作时期内的磁通量数据，应该捕获足够的磁通量数据以检测任何一个线圈内的短路线圈。

[0051] 图5显示了计算机系统22执行示范步骤的流程图，执行这些步骤是为了识别转子励磁绕组中的短路，尤其是识别每一个转子励磁绕组中短路的数量，并显示与识别的短路有关的数据。

[0052] 在步骤70中，磁通量数据被捕获并存储在计算机系统22的电子存储装置20中。为了捕获磁通量数据，磁通量信号获得装置可以从磁通量探头12中接收数据信号并接收指示转子角度位置的信号。当对于转子的每一个极都获得了数据信号时，与磁通量信号获得装置相关联的继电装置(relay device)暂时存储了与转子的每一极相对应的磁通量数据，并将这些数据馈送到计算机系统22。

[0053] 计算机系统在接收数据时，会将磁通量数据与之前接收的相应的转子极的磁通量数据相比较。步骤70可以在正在进行的基础上执行且持续不断地重复执行，然后才前往步骤72。

[0054] 在步骤72中，确定当发电机已经在诸如10％到100％的全范围操作负载下操作时，在步骤70中分析并捕获的磁通量探头数据是否已经得以收集。如果不是在全范围下，发电机的操作范围可以在全范围下周期循环，以确保磁通量探头数据是在全范围下收集的。否则，计算机系统会存储警告，即磁通量数据不是在全范围下捕获的。

[0055] 正如以上指出的那样，在操作负载的全范围下捕获磁通量数据有助于识别所有转子线圈中的短路。由于清楚指示短路的磁通量数据可以仅仅出现在发电机以某些操作负载操作期间，为了识别所有短路，可能就很有必要在全范围操作负载下收集磁通量数据。

[0056] 在步骤74中，计算机系统22存储捕获到的磁通量探头数据，该数据包括对应于与磁通量密度过零对齐或与其接近的磁通量探头信号的线圈峰值振幅部分的数据。

[0057] 在步骤76中，计算机系统分析在步骤74中存储的磁通量数据以识别线圈是否有短路。为了自动识别线圈中的短路，计算机系统可以将两组磁通量数据相比较，比如比较在转子的一个旋转周期内相对的极上所获得的磁通量探头信号。这一比较可以反向并叠加来自相对极的磁通量探头信号。叠加的磁通量探头信号的峰值振幅之间的不同指示与稍低的峰值振幅相关联的线圈中具有短路。

[0058] 如果没有短路，叠加的磁通量探头信号应该几乎对齐。例如，一个极上的磁通量探头信号在没有反向的情况下，应该与在转子的一个旋转周期内另一个极的信号移动的轨迹相同。与有线圈短路的极相关联的磁通量探头信号将不会紧跟着另一个极的磁通量探头信号的轨迹前行。来自两个(或更多)极的叠加磁通量探头信号之间的不同，可以用于自动识别发生短路的线圈，以及每一个线圈中短路的数量。我们完全可以假定一个极中的线圈将不会复制在另一个极中的相似的线圈中。

[0059] 除了磁通量探头信号的叠加之外，可以用来识别短路线圈的技术包括：在对应于线圈通过磁通量探头时刻测量磁通量探头信号的振幅，以及确定这些测量的信号是否实质性地不同于不同极上的相应线圈。

[0060] 磁通量信号映射成转子角度位置，并尤其是转子上的线圈。转子线圈带磁通量数据的映射在图2至图4中有说明，标出了与每一个线圈相关联的磁通量信号。这些线圈在图2中识别为1至6号，在图3和图4中识别为1至8号。

[0061] 基于叠加的磁通量探头信号之间的不同和磁通量信号到线圈的映射，计算机系统22识别了与磁通量密度过零对齐的磁通量探头信号峰值振幅部分对应的线圈。计算机系统
22确定在和相对极上对应线圈的磁通量探头信号的峰绝对值相比时，与识别线圈相关联的磁通量探头信号的峰绝对值是否实质性地减少。来自两个极的磁通量数据可以都是在转子的同一个旋转中采集的。

[0062] 计算机系统分析采自步骤74中的每一对磁通量数据，以识别短路和每一个线圈中的短路数量。在每一个极磁通量探头信号的相同线圈的振幅之间的成比例减少的阈值，比如减少10％，可以用来确定线圈中是否有短路。一旦识别具有短路，计算机系统会标记或否则识别与每个短路线圈对应的这些成对磁通量数据。

[0063] 在步骤78中，计算机系统分析与短路线圈相关联的磁通量探头信号，以确定每一个线圈中短路的数量。为了确定短路的数量，计算机系统确定磁通量探头信号由于短路产生的减少量。减少量越大，短路线圈的数量就越多。计算机系统可以使用与一个、两个、三个或者可能更多短路对应的磁通量探头信号的减少量的各种范围来编程。例如，磁通量信号减少90％到80％可以对应转子励磁绕组线圈中有一个短路。与此类似，磁通量信号减少80％到60％对应线圈中有两个短路，而减少60％到40％对应线圈中有三个短路。

[0064] 与每一个线圈中短路数量对应的范围对转子中每一个线圈来说可以有所不同，并对发电机来说也可彼此不同。所述范围可以存储在计算机系统中以用于自动确定每一个转子励磁绕组中短路的数量。

[0065] 在确定哪一个线圈具有短路以及短路数量时，计算机系统会存储识别有短路的线圈的数据以及步骤79中的分析日期。

[0066] 关于短路的转子线圈和每一个线圈中短路数量的数据会由计算机系统显示在显示屏上，其展示的表格80如图6中所示。表格80呈示的信息是有关具有五个转子励磁绕组(线圈)的一个发电机中线圈中的短路。

[0067] 与此类似，图7所示的显示屏呈示的是表格82。表格80、82的格式以及表中呈示的数据可以是经过挑选以适合将会检查表格的个人。比如，表格80呈示了识别线圈中短路数量的发电机中每一个线圈的数据，以及计算机系统在执行最近一次分析磁通量数据时得出的数据。同时，表格80呈示的信息可以识别每一个线圈的哪一个极具有短路，以及每一个线圈中何时检测出了第一个短路。

[0068] 此外，色码84或其他的可视警告也同样有所显示，以指示当短路影响发电机性能的严重性。计算机系统挑选色码或标记可以是基于短路线圈与每一个极的前缘(图2中的P)的接近度。因为磁通量密度在每一个极的前缘(leading edge)附近是最高的，所以最接近前缘的线圈中的短路对发电机的性能造成的不利影响要大于远离极的线圈(图2中的1)中短路所能造成的影响。

[0069] 在步骤86中，计算机系统22确定了每一个线圈中短路的严重性。严重性可以是短路线圈相对于极的前缘的位置和线圈中短路数量的表格或函数。该表格或函数可以是基于经验性数据，可以是基于通晓分析磁通量数据以识别转子线圈中短路和短路对发电机性能影响的技术人员的专业技能。

[0070] 表格可以识别与每一个线圈中短路数量相关联的色码。比如，表格可以指出线圈1或线圈2(距离极的前缘最近的线圈)中的单个短路可以触发红色(最高)警报，其他线圈中的单个短路触发黄色警报，而其他线圈中的两个短路触发红色警报。在短路线圈位置和线圈短路数量之间建立联系的函数可以包括针对每一个线圈的权重因子，其中最接近极的前缘的线圈有最大的权重因子，而其他线圈的权重因子以他们同前缘的相邻程度按次序递减。与此类似，该函数可以使用每一个线圈中的短路数量来作为权重因子的乘数。该函数可以产生对整个发电机的警报级别，比如绿色、黄色或红色。

[0071] 虽然结合目前考虑的最实用、优选的实施例描述了本发明，但也将理解本发明并不限于公开的实施例，而是相反，本发明将涵盖多种修改和等价的排列，这些都包含在所附权利要求的精神以及范围之内。

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一种匝道灯-专利编号CN108006514A	2020-05-12	210
公交车单向匝机-专利编号CN104827946A	2020-05-13	195
多匝旋转编码器-专利编号CN102023026B	2020-05-13	646
LED匝道灯-专利编号CN103574384A	2020-05-11	396
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多匝旋转编码器-专利编号CN104677386B	2020-05-13	296
椅式马匝-专利编号CN103653913A	2020-05-11	839
多匝电感-专利编号CN102763179B	2020-05-11	899
匝板-专利编号CN204455492U	2020-05-12	586
匝板-专利编号CN204058866U	2020-05-12	810

用于识别转子的励磁绕组中短路匝的在线监视系统和方法

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