(57)【要約】      （修正有）【課題】発電機などの発電電動機械における障害を検出する。【解決手段】回転子１が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを取得するステップと、複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを閾値抵抗範囲と比較するステップと、抵抗が閾値抵抗範囲から外れていることを示す測定データを決定することに応答して界磁巻線における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、界磁巻線に電気的に結合された励磁器１３を含む回転子を有する発電電動機械１を監視するように構成された少なくとも１つのコンピューティングデバイス１２６を有するシステムを含む。【選択図】図１
2017201872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を取得するステップと、
前記複数の回転子角度位置における前記界磁巻線（７）の前記抵抗を示す前記測定データ（６０）を閾値抵抗範囲（７０）と比較するステップと、
前記抵抗が前記閾値抵抗範囲（７０）から外れていることを示す前記測定データ（６０）を決定することに応答して前記界磁巻線（７）における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、前記界磁巻線（７）に電気的に結合された励磁器（１３）を含む前記回転子を有する発電電動機械（１）を監視するように構成された少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）を備える、システム（１００）。
【請求項２】
前記閾値抵抗範囲（７０）が、前記発電電動機械（１）の履歴抵抗範囲に基づく、請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）が、前記界磁巻線（７）の前記抵抗を示す前記測定データ（６０）の統計的分布に基づいて前記閾値抵抗範囲（７０）を画定するように構成される、請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記障害の可能性を前記示すステップが、前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）に結合されたインターフェースに警告（７５）を提供するステップ、または前記発電電動機械（１）に関する前記障害の可能性をログファイル（８０）に記録するステップを含む、請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記発電電動機械（１）と前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）とに結合されたセンサシステム（１０６）をさらに備える、請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記界磁巻線（７）の前記抵抗を示す前記測定データ（６０）が、前記センサシステム（１０６）から取得される、請求項５記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記センサシステム（１０６）が、前記励磁器（１３）に結合された低抵抗抵抗計またはブリッジ回路を含む、請求項６記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）が、
前記発電電動機械（１）の動作状態（９０）を監視し、
前記発電電動機械（１）の前記動作状態（９０）のうちの１つに基づいて前記界磁巻線（７）の前記抵抗を示す前記データ（６０）を測定するように前記センサシステム（１０６）に命令するようにさらに構成される、請求項５記載のシステム（１００）。
【請求項９】
界磁巻線（７）に電気的に結合された励磁器（１３）を含む回転子を有する発電電動機械（１）と、
前記励磁器（１３）に結合された制御器（１０３）であって、
前記回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における前記界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を取得するステップと、
前記複数の回転子角度位置における前記界磁巻線（７）の前記抵抗を示す前記測定データ（６０）を閾値抵抗範囲（７０）と比較するステップと、
前記抵抗が前記閾値抵抗範囲（７０）から外れていることを示す前記測定データ（６０）を決定することに応答して前記界磁巻線（７）における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、前記発電電動機械（１）を監視するように構成された制御器（１０３）とを備える、システム（１００）。
【請求項１０】
界磁巻線（７）に電気的に結合された励磁器（１３）を含む回転子を有する発電電動機械（１）を監視する方法であって、
前記回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における前記界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を取得するステップと、
前記複数の回転子角度位置における前記界磁巻線（７）の前記抵抗を示す前記測定データ（６０）を閾値抵抗範囲（７０）と比較するステップと、
前記抵抗が前記閾値抵抗範囲（７０）から外れていることを示す前記測定データ（６０）を決定することに応答して前記界磁巻線（７）における障害の可能性を示すステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、発電電動機械に関する。より詳細には、本明細書に開示する主題は、発電機などの発電電動機械における障害を検出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
同期発電電動機械（例えば、電動機および発電機）の界磁巻線は、時間とともに摩耗現象により信頼性の問題を受けることがある。特に、同期発電機の回転子における界磁巻線は、界磁リード線、１つまたは複数のろう付け接合部に近接した、または別の端末位置における故障（例えば、接続不良）を受けることがある。
【０００３】
従来、発電機の界磁巻線は、隣接したスリップリングを介して巻線の抵抗を測定することにより手動で試験されている。抵抗は、接続のゆるみを検出するために回転子の対応する角度（回転）位置において８回測定される。界磁巻線障害のない発電機では、これらの８回の測定は、およそ均一（例えば、所与の測定許容差内）であるはずである。したがって、従来の方式は、これらの８回の測定を比較することを含み、１つまたは複数の測定が残りの測定から外れている場合、補足測定が、起こりそうな障害の対応する位置に対して実施される。しかし、この方式は、発電機の現地測定および時間のかかる手作業を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１１５９０２号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の様々な実施形態は、回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを取得するステップと、複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを閾値抵抗範囲と比較するステップと、抵抗が閾値抵抗範囲から外れていることを示す測定データを決定することに応答して界磁巻線における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、界磁巻線に電気的に結合された励磁器を含む回転子を有する発電電動機械を監視するように構成された少なくとも１つのコンピューティングデバイスを有するシステムを含む。
【０００６】
本開示の第１の態様は、回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを取得するステップと、複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを閾値抵抗範囲と比較するステップと、抵抗が閾値抵抗範囲から外れていることを示す測定データを決定することに応答して界磁巻線における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、界磁巻線に電気的に結合された励磁器を含む回転子を有する発電電動機械を監視するように構成された少なくとも１つのコンピューティングデバイスを有するシステムを含む。
【０００７】
本開示の第２の態様は、界磁巻線に電気的に結合された励磁器を含む回転子を有する発電電動機械と、励磁器に結合された制御器であって、回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを取得するステップと、複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを閾値抵抗範囲と比較するステップと、抵抗が閾値抵抗範囲から外れていることを示す測定データを決定することに応答して界磁巻線における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、発電電動機械を監視するように構成された制御器とを有するシステムを含む。
【０００８】
本開示の第３の態様は、回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを取得するステップと、複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを閾値抵抗範囲と比較するステップと、抵抗が閾値抵抗範囲から外れていることを示す測定データを決定することに応答して界磁巻線における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、少なくとも１つのコンピューティングデバイスによって実行されたとき、少なくとも１つのコンピューティングデバイスに、界磁巻線に電気的に結合された励磁器を含む回転子を有する発電電動機械を監視させるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品を含む。
【０００９】
本開示の第４の態様は、界磁巻線に電気的に結合された励磁器を含む回転子を有する発電電動機械を監視する方法であって、回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを取得するステップと、複数の回転子角度位置における界磁巻線の抵抗を示す測定データを閾値抵抗範囲と比較するステップと、抵抗が閾値抵抗範囲から外れていることを示す測定データを決定することに応答して界磁巻線における障害の可能性を示すステップとを含む、方法を含む。
【００１０】
本発明のこれらのおよび他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて本発明の様々な態様の以下の詳細な説明からより容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の様々な実施形態によるシステムの概略図である。
【図２】図１のシステム内の発電電動機械の一部分の近接概略図である。
【図３】本開示の様々な実施形態による、励磁器と障害検出システムとを含むシステムの追加の概略図である。
【図４】本開示の特定の実施形態により実施される方法を例示する流れ図である。
【図５】本開示の様々な実施形態による、図１の発電電動機械を監視するためのシステムを含む環境を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の図面は必ずしも縮尺通りではないことが留意される。図面は、本発明の典型的な態様だけを示すことが意図され、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなしてはならない。図面においては、図面間で同じ符号は同じ要素を表す。
【００１３】
上記のように、本明細書に開示する主題は、発電電動機械に関する。より詳細には、本明細書に開示する主題は、同期発電機や電動機などの発電電動機械における障害を検出することに関する。
【００１４】
従来の方式と対照的に、本開示の様々な実施形態は、障害（または場合により故障）を示すことがある抵抗値を監視するために励磁器（およびその関連するソフトウェアを含む励磁器制御器）を利用する。特に、本開示の様々な実施形態は、発電機の低速動作（例えば、始動または遮断）の間に励磁器から抵抗データを取得するように構成された励磁器制御器を含む。励磁器制御器は、障害の可能性を検出するために、回転子上の界磁巻線に関連付けられたその励磁器の抵抗データを比較することができる。励磁器は界磁巻線に電気的に接続されるので、回転子の角度に基づく励磁器における個別の抵抗値は、界磁巻線における障害の可能性を示すことができる。界磁巻線の抵抗を測定することは、全速力の通常動作の間の励磁器の通常の機能であることが理解される。すなわち、巻線の抵抗は、測定電圧／電流の比から導き出される。定常状態の抵抗値は、巻線の平均温度を決定するのに使用される。
【００１５】
以下の説明では、添付の図面を参照するが、図面はその一部を形成し、図面には、本教示を実施することができる具体的な実施形態例を例示により示す。これらの実施形態は、当業者が本教示を実施することが可能になるほどに十分詳細に説明され、他の実施形態を利用することができ、本教示の範囲を逸脱することなく変更を加えることができることを理解されたい。
【００１６】
図面、特に図１を参照すると、本開示の様々な実施形態による、発電機回転子などの発電電動機械回転子（本明細書では「発電電動機械」または「回転子」と称する）１を含むシステム１００が例示される。回転子１は、軸端２に沿って集電環／スリップリング３と、回転子本体スロット５および止め輪４内に配置された回転子界磁巻線との間に縦方向に延びる、一方が絶縁導体、すなわち、ボアコネクタバーまたは「ボア銅」を含む軸端２を含む。当業者に理解されるように、回転子１は、回転子１の周辺に隣接したスロット側に蟻継ぎ形状の縦溝を有する一連の縦方向に延びる、半径方向に開口するスロット５（多数を図示する）を含む。界磁巻線は、スロット内に挿入され、回転子１が動作速度にあるとき与えられる遠心力に対して巻線を所定位置に保持するために縦くさび（図示せず）を蟻継ぎ形状の溝に配置して回転子本体の長さを延ばす。界磁コイルの縦断面は、軸方向に、回転子のより大きな直径部分の端部を超えて延び、１つのスロットの縦断面を別のスロットの巻線に接続するために界磁巻線（座巻）７（図２）を含む。止め輪４は、これらの巻線（座巻）７の上にあり、座巻が半径方向外方向に移動するのを抑えるように回転子１が動作速度にあるとき巻線の座巻に対する遠心力に抵抗する。
【００１７】
図２を参照すると、ターミナルスタッド９がボア銅１０と界磁巻線７内のコイルとの間に延びる。可撓主リード線（または誘導コネクタ）８が、典型的には、ターミナルスタッド９の半径方向外端を座巻７に接続する。ボア銅１０は、例えば、絶縁体１２により回転子２から電気的に絶縁されることが理解されよう。同様に、ターミナルスタッド９は、ボア銅１０と巻線７との間で電気を通しながら、従来のやり方で（絶縁体１２Ａがターミナルスタッド９を絶縁し、一方、誘導コネクタ８がガス絶縁される）回転子１から同様に電気的に絶縁される。図２の例示において、ターミナルスタッド９の下端または内端を受けるボア銅１０内の半径方向の開口は、ターミナルスタッドの端部上の相補ねじ山を受ける先細のねじ付き開口でよいことが理解されよう。あるいは、ターミナルスタッド９の下端または内端は、円筒形であり、他の手段を通してボア銅１０に接続される。図１〜２に示すように、回転子１は、主リード線８を保持する集電端止め輪（止め輪）４と、主リード線８に接触するターミナルスタッド９と、主リード線８に近接した主ターミナル絶縁体（絶縁体１２）とを含むことができる。ターミナルスタッド９は、絶縁体１２におけるターミナルスタッド穴３４内に位置することができる。図２は、止め輪絶縁体２０、および止め輪４の内側の最内部コイル巻線２４のセンタリングリング２２（取り外したときの、部分的に仮想線で示される）も例示する。
【００１８】
図１に戻ると、システム１００は、集電環３に結合された励磁器１３をさらに含むことができる（図３に、より詳細に例示する）。システム１００は、励磁器１３に結合され、励磁器１３を制御および／または監視するように構成された励磁器制御器１０３も含むことができる。様々な実施形態によれば、コンピューティングデバイス１２６を含む励磁器制御器１０２は、励磁器とともに励磁システム内に物理的に収容され得ることが理解される。励磁器制御器１０３は、例えば、マルチメータまたは抵抗を測定するように構成された他のデバイスを介して、励磁器１３において測定された抵抗を比較するように構成された障害検出システム１０４を含むことができる。障害検出システム１０４は、発電機回転子１の特定の動作状態に基づいてデータ収集（例えば、抵抗データの収集）を開始するように構成され得る。例えば、障害検出システム１０４は、発電機回転子１の特定の動作状態を検出することに応答して、例えば、回転子１の特定の回転速度を検出することに応答して、励磁器１３から抵抗データを収集する（例えば、記録する、記憶するまたは他の方法で蓄積する）ように構成され得る（例えば、抵抗測定デバイスを介して）。場合により、発電機の始動（回転子１の動作速度が閾値ＲＰＭレベル以下である場合）、遮断、または低速動作の間、障害検出システム１０４は、抵抗測定デバイスから回転子角度位置の関数として抵抗データを取得し、１つまたは複数の異常値を特定するためにその抵抗データを比較することができる。異常値は、残りの抵抗測定（または予測抵抗測定値もしくは範囲）の平均から統計的に有意な量（例えば、許容差の外側）だけ外れている抵抗測定を含むことができる。
【００１９】
図３は、ブラシホルダ装置３３を介して集電環３に結合された励磁器１３に特に焦点を合わせた、システム１００の一部分の別の概略図を示す。当技術分野で知られているように、ブラシホルダ装置３３は、回転する集電環３および励磁器１３に結合された固定構成要素である。励磁器１３は、当技術分野で知られているように、電圧調整器と整流器とを含む。図３は、センサシステム１０６を励磁器１３に接続する、励磁器１３に結合されたセンサ１０８を示す。本明細書に説明するように、コンピューティングデバイス１２６（励磁器制御器１０３と障害検出システム１０４とを含む）は、例えば、励磁制御システム内に、励磁器１３とともに物理的に収容され得る。これらの構成要素の分離／分類は、単に例示のために示し、これらの図は縮尺通りでないことが理解される。
【００２０】
図１および図５に示すように、システム１００は、発電電動機械（回転子１）に結合され、発電電動機械（回転子１）を監視（および場合により制御）するように構成された少なくとも１つのコンピューティングデバイス１２６を含むことができる。センサシステム１０６も、コンピューティングデバイス１２６および発電電動機械（回転子１）に結合されて示される。コンピューティングデバイス１２６は、任意の従来の手段を介して発電電動機械（回転子１）およびセンサシステム１０６に配線および／または無線で接続され得る。様々な実施形態において、コンピューティングデバイス１２６は、本明細書に説明するように、発電電動機械１の動作を制御するための制御システム（例えば、励磁器制御器１０３）を含むことができる。
【００２１】
様々な実施形態において、障害検出システム１０４を介してコンピューティングデバイス１２６は、様々な機能を実施するように構成される。図４は、本開示の様々な実施形態により実施されるプロセスを例示する流れ図を示す。これらのプロセスは、本明細書に説明するように、例えば、励磁器制御器１０３と障害検出システム１０４とを含む少なくとも１つのコンピューティングデバイス１２６によって実施され得る。他の場合、これらのプロセスは、発電電動機械１を監視するコンピュータ実装方法により実装され得る。さらに他の実施形態において、これらのプロセスは、発電電動機械１を監視するためにコンピュータプログラムコード（例えば、障害検出システム１０４）を実行することによって実施され得る。システム１００に関連する、これらのプロセスを例示する図１、図２および図３を引き続き参照する。図５に示し、本明細書にさらに説明する環境１０１をさらに参照する。図４に示すように、実施形態によるプロセスは、以下のサブプロセスを含むことができる。
【００２２】
プロセスＰ１：回転子２が毎分１００回転（ＲＰＭ）未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線７の抵抗を示す測定データ（抵抗データ６０、図５）を取得するステップ。様々な実施形態において、これは、回転子が１００ＲＰＭ未満の（例えば、動作速度未満であるがゼロＲＰＭを超える）速度で回転している間に界磁巻線７の抵抗（電気抵抗）を測定するステップを含むことができる（界磁巻線（コイル）７が主リード線８およびターミナルスタッド９を介して励磁器１３に電気的に結合される場合）。様々な実施形態において、障害検出システム１０４に結合されたセンサシステム１０６（図１、図２、図３）は、界磁巻線７の抵抗を測定する（界磁巻線７、主リード線８、ターミナルスタッド９、および／またはボア銅１０の間の接続部における抵抗データ６０を提供するステップを含む）ための少なくとも１つのセンサ１０８を含む。センサ１０８は、回転子２に、特に、励磁器１３（図１）に接続され得、主リード線８とターミナルスタッド９との接続部を介して界磁巻線７の電気抵抗を測定することができる（回転子２が回転される間の複数の角度位置において）。場合により、センサ１０８は、１つまたは複数の低抵抗抵抗計（例えば、デジタル低抵抗抵抗計）もしくはブリッジ回路、または電気抵抗を測定することができる別のデバイスを含むことができる。
【００２３】
プロセスＤ２：閾値抵抗範囲（閾値データ７０、図５）を有する複数の角度位置における界磁巻線７の抵抗を示す測定データを比較するステップ（界磁巻線７、主リード線８、ターミナルスタッド９、および／またはボア銅１０の間の接続部においてを含む）（抵抗データ６０、図５）。様々な実施形態において、閾値抵抗範囲（閾値データ７０）は、発電電動機械１の履歴抵抗範囲、例えば、発電電動機械１のモデルおよび／または出力に少なくとも部分的に基づくことができる、界磁巻線７の所望の抵抗値の測定されたまたはモデル化された組に基づく。様々な実施形態において、抵抗データ６０は、界磁巻線７の抵抗が複数の角度位置において測定されるように、複数の回転子角度における界磁巻線７の抵抗を示すことができる。これらの場合、障害検出システム１０４は、界磁巻線７の両端間の抵抗の統計的分布を計算するために抵抗データ６０を使用することができる。この統計的分布は、例えば、抵抗データ６０の平均からの１つまたは複数の標準偏差内の閾値抵抗範囲（閾値データ７０）を画定することができる。様々な実施形態において、閾値抵抗範囲（閾値データ７０）は、抵抗値の百部率範囲（例えば、無次元比）であり得る。他の場合、閾値抵抗範囲（閾値データ７０）は、界磁巻線７の所望の抵抗を表す抵抗値の範囲であり得る。
【００２４】
プロセスＰ３（決定Ｄ２に対して、はい）：抵抗（抵抗データ６０）が閾値抵抗範囲（閾値データ７０）から外れていることを示す測定データを決定することに応答して、界磁巻線７における障害の可能性を示すステップ（界磁巻線７、主リード線８、ターミナルスタッド９、および／またはボア銅１０の間の接続部においてを含む）。様々な実施形態において、障害検出システム１０４は、コンピューティングデバイス１２６に結合されたインターフェース（例えば、Ｉ／Ｏ  １０８、図５）に警告７５（図５）を提供することによって、界磁巻線７における障害の可能性を示すことができる（界磁巻線７、主リード線８、ターミナルスタッド９、および／またはボア銅１０の間の接続部においてを含む）。他の場合、障害検出システム１０４は、発電電動機械１に関する障害の可能性をログファイル８０に記録することができる。決定Ｄ２が否定された場合（いいえ）、方法はプロセスＰ１に戻ることができる。本明細書に説明するように、様々な実施形態において、プロセスＰ２は、界磁巻線７、主リード線８、ターミナルスタッド９および／またはボア銅１０の間の障害を検出するステップ（例えば、接続のゆるみまたは他の方法で接続の不完全さを検出するステップ）を含むことができることが理解される。様々な特定の実施形態において、このプロセスは、ターミナルスタッド９とボア銅１０との間の接続部おける障害の可能性を検出するステップを含むことができる。
【００２５】
場合により、障害検出システム１０４は、追加のプロセスを実施するようにさらに構成される。
【００２６】
プロセスＰ４：発電電動機械１の動作状態を監視する（記憶される、または他の方法で動作データ９０として表される）。場合により、動作状態は、出力、回転子速度、流圧（例えば、空気などの冷却流体の）などのうちの１つまたは複数を含むことができる。様々な実施形態において、励磁器制御器１０３は、発電電動機械１の動作状態を監視するために従来のセンサ機器を含む。他の実施形態において、センサシステム１０６は、出力、回転子速度、流圧などのうちの１つまたは複数を監視するための従来のセンサの組を含む。
【００２７】
プロセスＰ５：発電電動機械１の動作状態（動作データ９０）のうちの少なくとも１つに基づいて界磁巻線７に関する抵抗データ６０を測定するようにセンサシステム１０６に命令する。動作状態が回転子速度を含む場合、障害検出システム１０４は、回転子速度が閾値（回転子）速度未満であると決定することに応答して界磁巻線７に関する抵抗データ６０を測定するようにセンサシステム１０６に命令するように構成される。例えば、発電電動機械（回転子）１の速度が特定の毎分回転数（ＲＰＭ）レベルに近づいているかまたはそれより低いことを動作データ９０が示しているとき、障害検出システム１０４は、界磁巻線７の抵抗に関するデータ収集をそれらの巻線７における障害の可能性を検出するためにセンサシステム１０６を介して開始することができる。
【００２８】
プロセスＰ１〜Ｐ５は、周期的にまたは定期的に反復され得ることが理解される。さらに、プロセスＰ１〜Ｐ５は、例えば、始動動作が開始された（例えば、始動のための制御命令が取得された）とき、または増加が開始された（例えば、出力増加のための制御命令が取得された）とき、発電電動機械１の特定の動作状態に応答して実施され得る。さらに、これらのプロセスは、本明細書に説明するように、発電電動機械１を監視するために任意の予定により繰り返され得る。
【００２９】
本明細書に示し説明する流れ図において、示してはいないが他のプロセスを実施することができ、プロセスの順序は、様々な実施形態により配列し直され得ることが理解される。さらに、１つまたは複数の説明したプロセスの間の中間プロセスを実施することができる。本明細書に示し説明するプロセスの流れは、様々な実施形態を限定するとみなしてはならない。
【００３０】
図５は、本発明の様々な実施形態による、本明細書に説明する機能を実施するための、障害検出システム１０４を含む例示的な環境１０１を示す。この点において、環境１０１は、システム１００を監視および／または制御するために本明細書に説明する１つまたは複数のプロセスを実施することができるコンピュータシステム１０２を含む（図１、図３）。特に、コンピュータシステム１０２は、本明細書に説明するプロセスのうちのいずれか／すべてを実施することにより、および本明細書に説明する実施形態のうちのいずれか／すべてを実装することにより、発電電動機械１の動作を制御／監視するようにコンピュータシステム１０２を動作可能にさせる障害検出システム１０４を含むものとして示す。
【００３１】
コンピュータシステム１０２は、処理構成要素１０４（例えば、１つまたは複数のプロセッサ）、記憶構成要素１０６（例えば、記憶階層）、入出力（Ｉ／Ｏ）構成要素１０８（例えば、１つまたは複数のＩ／Ｏインターフェースおよび／またはデバイス）、および通信経路１１０を含むことができる、コンピューティングデバイス１２６を含めて示される。概して、処理構成要素１０４は、少なくとも部分的に記憶構成要素１０６内に固定された障害検出システム１０４などのプログラムコードを実行する。プログラムコードを実行しながら、処理構成要素１０４は、データを処理することができ、それは結果としてさらに処理するために記憶構成要素１０６および／またはＩ／Ｏ構成要素１０８との間で変換データを読み出しおよび／または書き込むことになり得る。経路１１０は、コンピュータシステム１０２内の構成要素のそれぞれの間に通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏ構成要素１０８は、１つまたは複数のヒューマンＩ／Ｏデバイスを備えることができ、それによって、ユーザ（例えば、ヒューマンおよび／またはコンピュータ化されたユーザ）１１２がコンピュータシステム１０２と対話することが可能になりおよび／または１つまたは複数の通信デバイスによって、システムユーザ１１２が任意のタイプの通信リンクを使用してコンピュータシステム１０２と通信することが可能になる。この点において、障害検出システム１０４は、ヒューマンおよび／またはシステムユーザ１１２が障害検出システム１０４と対話することが可能になるインターフェース（例えば、グラフィカルユーザインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェースなど）の組を管理することができる。さらに、障害検出システム１０４は、任意の解決策を使用して、例えば、無線および／または配線手段を介して、抵抗データ６０、閾値データ７０、ログファイル８０および／または動作データ９０などのデータを管理する（例えば、記憶する、取り出す、作成する、操作する、編成する、提示するなど）ことができる。
【００３２】
いずれにしても、コンピュータシステム１０２は、それにインストールされた障害検出システム１０４などのプログラムコードを実行することができる１つまたは複数の汎用コンピューティング製品（例えば、コンピューティングデバイス）を備えることができる。本明細書では、「プログラムコード」とは、情報処理機能を有するコンピューティングデバイスに特定の機能を直接にまたは以下の任意の組合せの後のいずれかで実施させる、任意の言語、コードまたは表記における命令の任意の集合を意味することが理解される。（ａ）別の言語、コードまたは表記への変換、（ｂ）異なる材料形態における再現、および／または（ｃ）解凍。この点において、障害検出システム１０４は、システムソフトウェアおよび／またはアプリケーションソフトウェアの任意の組合せとして具現化され得る。障害検出システム１０４は、クラウドベースのコンピューティング環境で実装され得、その場合、１つまたは複数のプロセスが個別のコンピューティングデバイス（例えば、複数のコンピューティングデバイス１２６）において実施され、その場合、それらの個別のコンピューティングデバイスのうちの１つまたは複数が、図５のコンピューティングデバイス１２６に関して示し説明した構成要素のうちの一部だけを含むことができることをさらに理解されたい。
【００３３】
さらに、障害検出システム１０４は、モジュール１３２の組を使用して実装され得る。この場合、モジュール１３２は、コンピュータシステム１０２が障害検出システム１０４によって使用されるタスクの組を実施することを可能にし、別個に開発され得、および／または障害検出システム１０４の他の部分とは別に実装され得る。本明細書では、「構成要素」という用語は、それと併せて説明する機能を任意の解決策を使用して実装する、ソフトウェアの有無にかかわらず、ハードウェアの任意の構成を意味し、一方、「モジュール」という用語は、それと併せて説明する機能をコンピュータシステム１０２が任意の解決策を使用して実装することを可能にするプログラムコードを意味する。処理構成要素１０４を含むコンピュータシステム１０２の記憶構成要素１０６に固定されたとき、モジュールは、機能を実装する構成要素の実質的な一部分である。それにもかかわらず、２つ以上の構成要素、モジュール、および／またはシステムは、それらのそれぞれのハードウェアおよび／またはソフトウェアのうちの一部／全部を共有することができることが理解される。さらに、本明細書に論じる機能の一部は実装されない可能性があり、または追加の機能がコンピュータシステム１０２の一部として含まれる可能性があることが理解される。
【００３４】
コンピュータシステム１０２が複数のコンピューティングデバイスを備えるとき、各コンピューティングデバイスは、それに固定された障害検出システム１０４の一部分（例えば、１つまたは複数のモジュール１３２）だけを有することができる。しかし、コンピュータシステム１０２および障害検出システム１０４は、本明細書に説明するプロセスを実施することができる、様々な可能な同等のコンピュータシステムを表すだけであることが理解される。この点において、他の実施形態において、コンピュータシステム１０２および障害検出システム１０４によって提供される機能は、プログラムコードの有無にかかわらず、汎用および／または専用ハードウェアの任意の組合せを含む、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって少なくとも部分的に実装され得る。各実施形態において、ハードウェアおよびプログラムコードは、含まれる場合、それぞれ、標準エンジニアリングおよびプログラミング技法を使用して作成され得る。
【００３５】
それにもかかわらず、コンピュータシステム１０２は、複数のコンピューティングデバイス１２６を含むとき、任意のタイプの通信リンクを介して通信することができる。さらに、コンピュータシステム１０２は、本明細書に説明するプロセスを実施しながら、任意のタイプの通信リンクを使用して１つまたは複数の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれの場合も、通信リンクは、様々なタイプの有線および／または無線リンクの任意の組合せを備え、１つまたは複数のタイプのネットワークの任意の組合せを備え、および／または様々なタイプの伝送技法およびプロトコルの任意の組合せを利用することができる。
【００３６】
発電電動機械１（図５）の動作を監視するための方法およびシステムとして本明細書に示し説明するが、本発明の態様は、様々な代替実施形態をさらに提供することが理解される。例えば、一実施形態において、本発明は、実行されたとき、コンピュータシステムが発電電動機械１の動作を監視することを可能にする、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体に固定されたコンピュータプログラムを提供する。この点において、コンピュータ可読媒体は、本明細書に説明するプロセスおよび／または実施形態のうちの一部または全部を実装する、障害検出システム１０４（図５）などのプログラムコードを含む。「コンピュータ可読媒体」という用語は、現在知られているまたは後で開発される、任意のタイプの有形の表現媒体のうちの１つまたは複数を含み、その媒体からのプログラムコードの複製がコンピューティングデバイスによって知覚され、再現され、または他の方法で通信され得ることが理解される。例えば、コンピュータ可読媒体は、１つまたは複数の携帯記憶製品、コンピューティングデバイスの１つまたは複数のメモリ／記憶構成要素、紙などを含むことができる。
【００３７】
別の実施形態において、本発明は、本明細書に説明するプロセスのうちの一部または全部を実装する、障害検出システム１０４（図５）などのプログラムコードの複製を行う方法を提供する。この場合、コンピュータシステムは、第２の個別の位置において受領するための、その特性の組の１つまたは複数を有しおよび／またはプログラムコードの複製をデータ信号の組に符号化するようなやり方で変更されたデータ信号の組を生成し送信するために本明細書に説明するプロセスの一部または全部を実装するプログラムコードの複製を処理することができる。同様に、本発明の実施形態は、本明細書に説明するデータ信号の組を受け取り、データ信号の組を少なくとも１つのコンピュータ可読媒体に固定されたコンピュータプログラムの複製に変換するコンピュータシステムを含む、本明細書に説明するプロセスの一部または全部を実装するプログラムコードの複製を獲得する方法を提供する。いずれの場合も、データ信号の組は、任意のタイプの通信リンクを使用して送受信され得る。
【００３８】
さらに別の実施形態において、本発明は、発電電動機械１（図１）の動作を監視する方法を提供する。この場合、コンピュータシステム１０２（図５）などのコンピュータシステムを取得し（例えば、作成し、保守し、利用可能にするなど）、本明細書に説明するプロセスを実施するための１つまたは複数の構成要素を取得し（例えば、作成し、購入し、使用し、修正するなど）、コンピュータシステムに配備することができる。この点において、配備は、（１）コンピューティングデバイス上にプログラムコードをインストールするステップ、（２）１つまたは複数のコンピューティングおよび／またはＩ／Ｏデバイスをコンピュータシステムに追加するステップ、（３）コンピュータシステムが本明細書に説明するプロセスを実施することを可能にするためにコンピュータシステムを組み込みおよび／または修正するステップなどのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００３９】
いずれの場合でも、例えば、障害検出システム１０４を含む、本開示の様々な実施形態の技術的効果は、例えば、障害の可能性がないか発電電動機械を監視することである。様々な実施形態によれば、障害検出システム１０４は、本明細書に説明する発電電動機械１などの複数の発電電動機械を監視するように実装され得ることが理解される。
【００４０】
様々な実施形態において、相互に「結合される」ものとして説明する構成要素は、１つまたは複数のインターフェースに沿って接合され得る。いくつかの実施形態において、これらのインターフェースは、個別の構成要素間の接合部を含むことができ、他の場合、これらのインターフェースは、堅固におよび／または一体的に形成された相互接続部を含むことができる。すなわち、場合により、相互に「結合された」構成要素は、単一の連続部材を画定するように同時に形成され得る。しかし、他の実施形態において、これらの結合された構成要素は、別々の部材として形成され得、続いて、公知のプロセス（例えば、締結、超音波溶接、接着）を通して接合され得る。
【００４１】
要素または層が別の要素または層と「接触される（ｏｎ）」、「係合される（ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」または「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」ものとして表されるとき、それは他の要素または層と直接接触され、係合され、接続されまたは結合され得、または介在する要素または層が存在し得る。対照的に、要素が別の要素または層と「直接接触され（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」、「直接係合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「直接接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」または「直接結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」ものとして表されるとき、介在する要素または層は何も存在し得ない。要素間の関係を説明するのに使用される他の単語は、同様に解釈すべきである（例えば、「間の（ｂｅｔｗｅｅｎ）」対「すぐ間の（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接して（ａｄｊａｃｅｎｔ）」対「すぐ隣接して（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）。本明細書では、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、関連する列挙された品目のうちの１つまたは複数の任意のおよびすべての組合せを含む。
【００４２】
本明細書に使用する述語は、特定の実施形態を説明するためだけであり、本開示を限定することが意図されていない。本明細書では、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」という単数形は、文脈が特に明確に他を指示していない限り、複数形も含むことが意図されている。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用されたとき、記述された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除しないことがさらに理解される。
【００４３】
この書面による説明は、最良の態様を含めて本発明を開示し、また当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含めて本発明を実施するために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、特許請求の範囲の文字通りの言語と異ならない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの言語と非実質的に異なる同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。
【００４４】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を取得するステップと、
複数の回転子角度位置における界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を閾値抵抗範囲（７０）と比較するステップと、
抵抗が閾値抵抗範囲（７０）から外れていることを示す測定データ（６０）を決定することに応答して界磁巻線（７）における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、界磁巻線（７）に電気的に結合された励磁器（１３）を含む回転子を有する発電電動機械（１）を監視するように構成された少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）を含む、システム（１００）。
［実施態様２］
閾値抵抗範囲（７０）が、発電電動機械（１）の履歴抵抗範囲に基づく、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様３］
少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）が、界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）の統計的分布に基づいて閾値抵抗範囲（７０）を画定するように構成される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様４］
障害の可能性を示すステップが，少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）に結合されたインターフェースに警告（７５）を提供するステップ、または発電電動機械（１）に関する障害の可能性をログファイル（８０）に記録するステップを含む、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様５］
発電電動機械（１）と少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）とに結合されたセンサシステム（１０６）をさらに備える、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様６］
界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）が、センサシステム（１０６）から取得される、実施態様５に記載のシステム（１００）。
［実施態様７］
センサシステム（１０６）が、励磁器（１３）に結合された低抵抗抵抗計またはブリッジ回路を含む、実施態様６に記載のシステム（１００）。
［実施態様８］
少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）が、
発電電動機械（１）の動作状態（９０）を監視し、
発電電動機械（１）の動作状態（９０）のうちの１つに基づいて界磁巻線（７）の抵抗を示すデータを測定するようにセンサシステム（１０６）に命令するようにさらに構成される、実施態様５に記載のシステム（１００）。
［実施態様９］
動作状態（９０）が、回転子速度を含み、少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）が、回転速度が閾値速度未満であると決定することに応答して界磁巻線（７）の抵抗を示すデータを測定するようにセンサシステム（１０６）に命令するように構成される、実施態様８に記載のシステム（１００）。
［実施態様１０］
界磁巻線（７）に電気的に結合された励磁器（１３）を含む回転子を有する発電電動機械（１）と、
励磁器（１３）に結合された制御器（１０３）であって、
回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を取得するステップと、
複数の回転子角度位置における界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を閾値抵抗範囲（７０）と比較するステップと、
抵抗が閾値抵抗範囲（７０）から外れていることを示す測定データ（６０）を決定することに応答して界磁巻線（７）における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、発電電動機械（１）を監視するように構成された制御器（１０３）とを備える、システム（１００）。
［実施態様１１］
閾値抵抗範囲（７０）が、発電電動機械（１）の履歴抵抗範囲に基づく、実施態様１０に記載のシステム（１００）。
［実施態様１２］
制御器（１０３）が、界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）の統計的分布に基づいて閾値抵抗範囲（７０）を画定するように構成される、実施態様１０に記載のシステム（１００）。
［実施態様１３］
制御器（１０３）が、インターフェースを含み、障害の可能性を示すステップが、インターフェースに警告（７５）を提供するステップ、または発電電動機械（１）に関する障害の可能性をログファイル（８０）に記録するステップを含む、実施態様１０に記載のシステム（１００）。
［実施態様１４］
発電電動機械（１）と制御器（１０３）とに結合されたセンサシステム（１０６）をさらに備える、実施態様１０に記載のシステム（１００）。
［実施態様１５］
界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）が、センサシステム（１０６）から取得される、実施態様１４に記載のシステム（１００）。
［実施態様１６］
センサシステム（１０６）が、励磁器（１３）に結合された低抵抗抵抗計またはブリッジ回路を含む、実施態様１５に記載のシステム（１００）。
［実施態様１７］
少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）が、
発電電動機械（１）の動作状態（９０）を監視し、
発電電動機械（１）の動作状態（９０）のうちの１つに基づいて界磁巻線（７）の抵抗を示すデータを測定するようにセンサシステム（１０６）に命令するようにさらに構成される、実施態様１５に記載のシステム（１００）。
［実施態様１８］
動作状態（９０）が、回転子速度を含み、制御器（１０３）が、回転子速度が閾値速度未満であると決定することに応答して界磁巻線（７）の抵抗を示すデータを測定するようにセンサシステム（１０６）に命令するように構成される、実施態様１７に記載のシステム（１００）。
［実施態様１９］
少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）によって実行されたとき、少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）に、
回転子が毎分１００回転未満の速度で回転している間に複数の回転子角度位置における界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を取得するステップと、
複数の回転子角度位置における界磁巻線（７）の抵抗を示す測定データ（６０）を閾値抵抗範囲（７０）と比較するステップと、
抵抗が閾値抵抗範囲（７０）から外れていることを示す測定データ（６０）を決定することに応答して界磁巻線（７）における障害の可能性を示すステップとを含む動作を実施することによって、界磁巻線（７）に電気的に結合された励磁器（１３）を含む回転子を有する発電電動機械（１）を監視させるプログラムコードを含む、コンピュータプログラム製品。
［実施態様２０］
プログラムコードが、少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）に、さらに、
発電電動機械（１）の動作状態（９０）を監視させ、
監視された動作状態（９０）のうちの少なくとも１つに基づいて界磁巻線（７）の抵抗を示すデータを測定するように少なくとも１つのコンピューティングデバイス（１２６）と発電電動機械（１）とに結合されたセンサシステム（１０６）に命令させる、実施態様１９に記載のコンピュータプログラム製品。
【符号の説明】
【００４５】
１  回転子、発電機回転子、発電電動機械
２  軸端、回転子
３  集電環、スリップリング
４  止め輪
５  回転子本体スロット
７  界磁巻線、座巻
８  可撓主リード線、主リード線、誘導コネクタ
９  ターミナルスタッド
１０  ボア銅
１２  絶縁体
１２Ａ  絶縁体
１３  励磁器
２０  止め輪絶縁体
２２  センタリングリング
２４  最内部コイル巻線
３３  ブラシホルダ装置
３４  ターミナルスタッド穴
６０  抵抗データ
７０  閾値データ
７５  警告
８０  ログファイル
９０  動作データ
１００  システム
１０１  環境
１０２  コンピュータシステム
１０３  励磁器制御器
１０４  障害検出システム、処理構成要素
１０６  センサシステム、記憶構成要素
１０８  センサ、入出力（Ｉ／Ｏ）構成要素
１１０  通信経路
１１２  ユーザ、システムユーザ
１２６  コンピューティングデバイス
１３２  モジュール
【図１】
2017201872.tif 000003
【図２】
2017201872.tif 000004
【図３】
2017201872.tif 000005
【図４】
2017201872.tif 000006
【図５】
2017201872.tif 000007
【外国語明細書】
2017201872000001.pdf