(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械（１１）であって、
励磁機ステータ（１３ａ）と、
ステータ（２１）と、
ローター組み立て体（１２）であって、界磁巻き線（１９ａ）を有する主機械ローター（１９）および励磁機ローター巻き線（１３ｄ）を有する励磁機ローター（１３ｃ）を備え、前記励磁機ステータ（１３ａ）および前記励磁機ローター（１３ｃ）は、ＡＣ励磁機（１３）の一部を形成する、ローター組み立て体（１２）と、
多相励磁機整流器（１７）であって、前記ローター組み立て体（１２）上に配置され、前記励磁機ローター巻き線（１３ｄ）からのＡＣ電流を整流して、前記界磁巻き線（１９ａ）にＤＣ電流を給送するように構成され、前記多相励磁機整流器（１７）は複数の位相脚（２５ａ〜２５ｃ）を有し、各位相脚（２５ａ〜２５ｃ）は前記励磁機ローター巻き線（１３ｄ）のそれぞれの電気位相に接続される、多相励磁機整流器（１７）と、
ローターパラメータを測定するための、前記ローター組み立て体（１２）上に取り付けられたローター測定ユニット（１）とを備え、前記ローター測定ユニット（１）は、
前記ローターパラメータを測定するように構成される測定システム（３）、
前記測定システム（３）からローターパラメータ測定値を受信するように構成される電子回路要素（５）、および、
第１および第２の電源端子（７ａ，７ｂ）を備え、前記第１および第２の電源端子（７ａ，７ｂ）は、前記励磁機ローター巻き線（１３ｄ）のそれぞれの電気位相（２５ａ，２５ｂ）または前記界磁巻き線（１９ａ）に接続されて、前記電気機械（１１）の停止運転中に前記電子回路要素（５）の電力供給を可能にする、電気機械（１１）。
【請求項２】
前記ローターパラメータは電気励磁機パラメータである、請求項１に記載の電気機械（１１）。
【請求項３】
前記測定システム（３）は、前記電気機械（１１）の前記多相励磁機整流器（１７）のＡＣ側に接続されるように構成される第１の測定端子を備える、請求項１または２に記載の電気機械（１１）。
【請求項４】
前記測定システム（３）は、ローター温度を測定するように構成される温度センサを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電気機械（１１）。
【請求項５】
前記電子回路要素（５）は、前記ローターパラメータ測定値に関するデータを基地局（２０）に無線送信するように構成される送信機（５ａ）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気機械（１１）。
【請求項６】
前記電子回路要素（５）は、前記ローターパラメータ測定値を周波数変換して、前記ローターパラメータ測定値の周波数スペクトルを得るように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の電気機械（１１）。
【請求項７】
前記電子回路要素（５）は、前記周波数スペクトルを前記ローターパラメータの基準周波数スペクトルと比較して、故障状態が存在するか否かを判定するように構成される、請求項６に記載の電気機械（１１）。
【請求項８】
前記送信機は、故障状態の存在に関するデータを無線送信するように構成される、請求項５に記載の電気機械（１１）。
【請求項９】
前記第１および第２の電源端子（７ａ，７ｂ）から得られる電流を整流して、前記電子回路要素（５）にＤＣ電流を供給するように構成される整流器（９）を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の電気機械（１１）。
【請求項１０】
基地局（２０）をさらに備え、前記ローター測定ユニット（１）は、前記ローターパラメータ測定値に関するデータを前記基地局（２０）に無線送信するように構成され、前記基地局（２０）は、前記ローターパラメータ測定値に関する前記データを処理するように構成される、請求項１から９のいずれか一項に電気機械（１１）。
【請求項１１】
前記界磁巻き線（１９ａ）は、デルタ接続またはＹ字形接続で接続される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気機械（１１）。
【請求項１２】
前記励磁機ステータ（１３ａ）にＡＣ電流を給送するように構成される電力変換器（１５）を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気機械（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、電気機械に関する。特に、本開示は電気機械の故障状態診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリティカルな大電力用途においてしばしば見出されるように、同期機械（ＳＭ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍａｃｈｉｎｅ）は、信頼性のある状態モニタリングシステムを必要とする。同期モーターは、大きい投資を示し、通常、ダウンタイムが重大な資本損失をもたらすプロセスを推進する。そのため、早期段階で故障を検出することは、突発故障を回避するのを助け、維持管理アクションをスケジュールするときに有益である。温度、ステータ電流、および振動をモニターすることに基づく長期状態モニタリングシステムの場合、ステータ電流および振動が使用されてきた。しかしながら、同期機械の故障を検出することが楽な仕事でなく、故障状態のシグネチャーが、上記で述べたパラメータをモニターすることによって検出するのが難しいことを慣行が示した。測定機器にどのように電力供給するかという厄介な問題のために、ローター上に測定機器を設置することは、さらに問題となっている。
【０００３】
Ａｃｃｕｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．は、ローター地絡故障(ｅａｒｔｈ  ｆａｕｌｔ)／漏電（ｇｒｏｕｎｄ  ｆａｕｌｔ)を検出し、ローター温度をモニターするための誘導電力供給式テレメトリーシステムを開発した。デジタルテレメトリーに基づくこのシステムは、ローター上に取り付けられる。誘導ループは、ローター測定ユニットに電力供給するために利用される。この技術の主要な欠点は、シャフトの周りに電力ループを配置することを伴う設置プロシージャである。
【０００４】
Ａｃｃｕｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．がローター測定のための解決策において提供する複雑な設置プロシージャに加えて、ステータまたは開示巻き線における巻き線内短絡(ｉｎｔｅｒ−ｔｕｒｎ  ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ)などの、検出されるべき最も重要な故障の幾つかは、非常に早期の段階で既存の技術によって検出できない。
【０００５】
国際公開第２０１１／１０９４８９号の図９の実施形態は、各励磁機電機子のそれぞれの電圧を測定するために使用される３つの電圧センサを備える装置を開示する。３つの励磁機電機子のうちの２つの励磁機電機子の線電流を測定するために使用される２つの電源内蔵型電流センサが同様に存在する。装置は、励磁機電機子に接続された整流器回路が故障を被るか否かを判定するための計算ユニットを含む。計算ユニットは、主界磁巻き線からＤＣ電圧を供給され、主界磁巻き線と計算ユニットとの間に接続されたＤＣ−ＤＣ変換器が存在する。
【０００６】
欧州特許出願公開第２９９５９６７号明細書は、同期機械内の整流器の直列ダイオードの故障検出のための方法および装置を開示する。個々のダイオードの一方または両方にわたる電圧および／またはダイオードの対にわたる電圧は、これらの電圧のうちの２つの電圧の間の比を決定するために測定される。比は、その後、解析されて、故障、例えば、短絡またはオープン回路が存在するか否かを判定する。装置は、ダイオード故障検出モジュールに接続されたテレメトリー送信機モジュールを含み、テレメトリー受信機モジュールにデータを送信するように構成される。テレメトリー送信機モジュールは、励磁機ローターに取り付けられ、密に結合したアンテナコイル（一方のコイルは回転型であり、他のコイルは非回転型である）を通して誘導式に電力供給される。これらのコイルは、ローターに結合されたテレメトリー受信機ユニット内で発生するＲＦ電力を提供し、ＲＦ電力は、テレメトリー送信機モジュール内のＤＣ電源回路によって整流され調節される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１０９４８９号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２９９５９６７号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本開示の目的は、従来技術に関する問題を解決するまたは少なくとも軽減する、ＡＣ／ＡＣ励磁機を有し、ローター測定ユニットを備える電気機械を提供することである。
【０００９】
本発明者等は、変圧器の１次および２次巻き線として働く励磁機ステータ巻き線と励磁機ローター巻き線との間の電磁相互作用による、そのような電気機械内に存在する固有の誘導に基づいて、ＡＣ／ＡＣ励磁機を有する電気機械のローター上に設置される測定機器に電力供給する非常に単純な方法を実現した。
【００１０】
したがって、本開示の第１の態様によれば、電気機械が提供され、電気機械は、励磁機ステータと、ステータと、ローター組み立て体であって、界磁巻き線を有する主機械ローターおよび励磁機ローター巻き線を有する励磁機ローターを備え、励磁機ステータおよび励磁機ローターは、ＡＣ／ＡＣ励磁機の一部を形成する、ローター組み立て体と、多相励磁機整流器であって、ローター組み立て体上に配置され、励磁機ローター巻き線からのＡＣ電流を整流して、界磁巻き線にＤＣ電流を給送するように構成され、多相励磁機整流器は複数の位相脚を有し、各位相脚は励磁機ローター巻き線のそれぞれの電気位相に接続される、多相励磁機整流器と、ローターパラメータを測定するためのローター組み立て体上に取り付けられたローター測定ユニットとを備え、ローター測定ユニットは、ローターパラメータを測定するように構成される測定システム、測定システムからローターパラメータ測定値を受信するように構成される電子回路要素(ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ)、および、第１および第２の電源端子を備え、第１および第２の電源端子は、励磁機ローター巻き線のそれぞれの電気位相または界磁巻き線に接続されて、電気機械の停止運転中に電子回路要素の電力供給を可能にする。
【００１１】
ＡＣ／ＡＣ励磁機を有する電気機械は、電力変換器によって制御される。特に、励磁機ステータは、制御可能な周波数を有するＡＣ電力を給送される。励磁機ローター巻き線の位相は、変圧器構成によって接続される。励磁機ステータ巻き線との電磁相互作用によって、電流は、変圧器の２次巻き線として働く励磁機ローター巻き線に誘導される。電力変換器によって給送されるステータ電流が交流であるため、ローターが停止運転にセットされるとき、例えば、ローターの回転がロックされるとき、または、電力が主機械に提供されないとき、電流が、励磁機ローター巻き線および同様に界磁巻き線に誘導されることが本発明者等によって認識された。これは、電力変換器が励磁機ステータ巻き線にＡＣ電力を給送する限り、停止運転中にローター測定ユニットの電力供給を同様に可能にする。それにより、例えば、電気機械を再始動(restart)させる前に、ローター温度などの或るローターパラメータを測定することが可能である。
【００１２】
第１および第２の電源端子を多相励磁機整流器のＡＣ側、すなわち、励磁機ローター巻き線に接続することによって、電源端子が多相励磁機整流器のＤＣ側に接続される場合に比べて、ローター測定ユニットに対する高い電源が得られる場合あり、なぜならば、多相励磁機整流器のＡＣ側の線間電圧がＤＣ側の極接地間電圧より大きいからである。
【００１３】
一実施形態によれば、ローターパラメータは電気励磁機パラメータである。
【００１４】
一実施形態によれば、測定システムは、電気機械の多相励磁機整流器のＡＣ側に接続されるように構成される第１の測定端子を備える。
【００１５】
一実施形態によれば、測定システムは、ローター温度を測定するように構成される温度センサを備える。
【００１６】
一実施形態によれば、電子回路要素は、ローターパラメータ測定値に関するデータを基地局に無線送信するように構成される送信機を備える。
【００１７】
一実施形態によれば、電子回路要素は、ローターパラメータ測定値を周波数変換して、ローターパラメータ測定値の周波数スペクトルを得るように構成される。
【００１８】
一実施形態によれば、電子回路要素は、周波数スペクトルをローターパラメータの基準周波数スペクトルと比較して、故障状態が存在するか否かを判定するように構成される。
【００１９】
一実施形態によれば、送信機は、故障状態の存在に関するデータを無線送信するように構成される。
【００２０】
一実施形態は、第１および第２の電源端子から得られる電流を整流して、電子回路要素にＤＣ電流を供給するように構成される整流器を備える。
【００２１】
一実施形態は、基地局を備え、ローター測定ユニットは、ローターパラメータ測定に関するデータを基地局に無線送信するように構成され、基地局は、ローターパラメータ測定に関するデータを処理するように構成される。
【００２２】
一実施形態によれば、励磁機界磁巻き線は、デルタ接続またはＹ字形接続で接続される。
【００２３】
一実施形態は、励磁機ステータにＡＣ電流を給送するように構成される電力変換器を備える。
【００２４】
これに関して、本開示の第２の態様によれば、ローターパラメータを測定するための、ＡＣ／ＡＣ励磁機を有する電気機械のローター組み立て体上に取り付けられるように構成されるローター測定ユニットが設けられ、ローター測定ユニットは、ローターパラメータを測定するように構成される測定システム、測定システムからローターパラメータ測定値を受信するように構成される電子回路要素、および、第１および第２の電源端子を備え、第１および第２の電源端子は、ローター組み立て体の巻き線に接続されて、電気機械の停止運転中に電子回路要素の電力供給を可能にするように構成される。
【００２５】
一実施形態によれば、巻き線は励磁機ローター巻き線または界磁巻き線である。
【００２６】
一実施形態によれば、ローターパラメータは電気励磁機パラメータである。
【００２７】
一実施形態によれば、測定システムは、多相励磁機整流器のＡＣ側に接続されるように構成される第１の測定端子を備える。
【００２８】
一実施形態によれば、測定システムは、ローター温度を測定するように構成される温度センサを備える。
【００２９】
一実施形態によれば、電子回路要素は、ローターパラメータ測定に関するデータを基地局に無線送信するように構成される送信機を備える。
【００３０】
一実施形態によれば、電子回路要素は、ローターパラメータ測定値を周波数変換して、ローターパラメータ測定値の周波数スペクトルを得るように構成される。
【００３１】
一実施形態によれば、電子回路要素は、周波数スペクトルをローターパラメータの基準周波数スペクトルと比較して、故障状態が存在するか否かを判定するように構成される。
【００３２】
一実施形態によれば、送信機は、故障状態の存在に関するデータを無線送信するように構成される。
【００３３】
一実施形態は、第１および第２の電源端子から得られる電流を整流して、電子回路要素にＤＣ電流を供給するように構成される整流器を備える。
【００３４】
本開示の第３の態様によれば、電気機械のためのモニタリングシステムが提供され、モニタリングシステムは、本明細書で提示される第２の態様によるローター測定ユニットおよび基地局を備え、ローター測定ユニットは、ローターパラメータ測定に関するデータを基地局に無線送信するように構成され、基地局は、ローターパラメータ測定に関するデータを処理するように構成される。
【００３５】
本開示の第４の態様によれば、電気機械が提供され、電気機械は、励磁機ステータと、ステータと、ローター組み立て体であって、界磁巻き線を有する主機械ローターおよび励磁機ローター巻き線を有する励磁機ローターを備え、励磁機ステータおよび励磁機ローターは、ＡＣ／ＡＣ励磁機の一部を形成する、ローター組み立て体と、多相励磁機整流器であって、ローター組み立て体上に配置され、励磁機ローター巻き線からのＡＣ電流を整流して、界磁巻き線にＤＣ電流を給送するように構成され、多相励磁機整流器は複数の位相脚を有し、各位相脚は励磁機ローター巻き線のそれぞれの電気位相に接続される、多相励磁機整流器と、本開示の第２の態様によるローター測定ユニットまたは第３の態様によるモニタリングシステムとを備える。
【００３６】
一実施形態によれば、ローター測定ユニットは、ローター組み立て体上に取り付けられ、第１および第２の電源端子は、励磁機ローター巻き線のそれぞれの電気位相または多相励磁機整流器のＤＣ側のそれぞれの極に接続される。
【００３７】
一実施形態によれば、励磁機ローター巻き線は、デルタ接続またはＹ字形接続で接続される。
【００３８】
一実施形態は、励磁機ステータにＡＣ電流を給送するように構成される電力変換器を備える。
【００３９】
概して、特許請求項で使用される全ての用語は、本明細書で別段に明示的に規定されない限り、技術分野においてそれらの通常の意味に従って解釈される。１つ（ａ）／１つ（ａｎ）／要素、装置、コンポーネント、手段などに対する全ての参照は、別段に明示的に述べられない限り、要素、装置、コンポーネント、手段などの少なくとも１つのインスタンスを参照するとしてオープンに解釈される。
【００４０】
本発明の概念の特定の実施形態が、ここで、添付図面を参照して例として述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ローター測定ユニットの例を概略的に示す図である。
【図２】ＡＣ／ＡＣ励磁機を有する電気機械の例を概略的に示す図である。
【図３】デルタ接続される励磁機ローター巻き線に接続されたローター測定ユニットの例を概略的に示す図である。
【図４】Ｙ字形接続される励磁機ローター巻き線に接続されたローター測定ユニットの例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の概念は、ここで、例示的な実施形態が示される添付図面を参照して以降でより完全に述べられる。しかしながら、本発明の概念は、多くの異なる形態で具現化される場合があり、本明細書で述べる実施形態に限定されるものと解釈されるべきでない；むしろ、これらの実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全であり、本発明の概念を当業者に完全に伝えるような例として提供される。同様の数字は、説明全体を通して同様の要素を指す。
【００４３】
本開示は、ＡＣ／ＡＣ励磁機を有する回転電気機械の１つまたは複数のローターパラメータを測定するように構成されるローター測定ユニットに関する。回転電気機械は、特に、同期モーターまたは同期発電機などの同期機械である場合がある。ローターパラメータは、有利には、ＡＣ／ＡＣ励磁機、例えば、電気励磁機パラメータおよび／または熱励磁機ローターパラメータ、または主機械ローターに関連する。ローター測定ユニットは、励磁機ローター、主機械ローター、およびローターシャフトを含むローター組み立て体に組み立てられるまたはローター組み立て体上に設置されるために配置される。
【００４４】
ローター測定ユニットは、多相励磁機整流器のＡＣ側に、デルタまたはＹ字形構成であるいは等価的に接続される励磁機ローター巻き線に接続されるように特に構成される場合がある。多相励磁機整流器は、励磁機ローター巻き線で誘導されるＡＣ電流をＤＣ電流になるように整流して、ローター測定ユニットに電力供給するために界磁巻き線に給電するように構成される。代替的に、ローター測定ユニットは、界磁巻き線、すなわち、多相励磁機整流器のＤＣ側に接続されるように構成される場合がある。後者の場合、ローター測定ユニットは、界磁巻き線の２つの電気極に接続されるように構成される場合がある。
【００４５】
したがって、ローター測定ユニットは、励磁機ローター巻き線の、それぞれ第１の電気位相および第２の電気位相に、または、界磁巻き線のプラス極およびマイナス極に接続可能な第１および第２の電源端子を有する。それにより、ローター測定ユニットは、ローターが回転している間とローターが停止しているときの両方において、ローターが停止している間に電力変換器が励磁機ステータにＡＣ電力を給送する限り、電力供給されることができる。
【００４６】
ローター測定ユニットは、測定システムによってローターの少なくとも１つのローターパラメータを測定するようにさらに構成される。そのようなローターパラメータは、例えば、電気ローターパラメータ、例えば、界磁巻き線電流、界磁巻き線電圧、または、励磁機ローター巻き線電圧、励磁機ローター巻き線電流などの電気励磁機パラメータ、または、ローター温度である場合がある。測定システムは、任意のローターパラメータ測定値を、ローターパラメータ測定値を扱うためのローター測定ユニットの電気回路要素に提供するように構成される。
【００４７】
図１は、ローター測定ユニット１の例を示す。ローター測定ユニット１は、ローターシャフト、界磁巻き線を有する主機械ローター、および励磁機ローター巻き線を有する励磁機ローターを備えるローター組み立て体上に取り付けられるように構成される。したがって、ローター測定ユニット１は、ローターシャフト、主機械ローター、および励磁機ローターの１つに取り付けられるために配置される。そのため、ローター測定ユニット１は、ローター測定ユニット１をローター組み立て体に取り付けるためのアタッチメント手段を有する。
【００４８】
ローター測定ユニット１は、ローターパラメータを測定するように構成される測定システム３を備える。したがって、測定システム３は、例えば、１つまたは複数の端子、例えば、第１の測定端子であって、例えば、励磁機ローター巻き線または界磁巻き線に接続するための、第１の測定端子を備える場合がある。測定システム３は、ローター温度を測定するための温度センサを同様に含む場合がある。
【００４９】
ローター測定ユニット１は、測定システム３によって測定されたローターパラメータのローターパラメータ測定値を受信するように構成される電子回路要素５をさらに備える。
【００５０】
一変形によれば、電子回路要素５は、例えば、時間領域ローターパラメータ測定値を、例えばフーリエ変換によって周波数変換し、周波数スペクトルを種々の故障または望ましくない状態の基準周波数スペクトルと比較することによって周波数スペクトルを解析することによって、ローターパラメータ測定値を処理するように構成される場合がある。ローター測定ユニットは、この場合、基準周波数スペクトルを含む記憶ユニットを備える場合がある、または、ローター測定ユニットは、比較するプロセス中に、リアルタイムにまたは実質上リアルタイムに基地局から基準周波数スペクトルを無線で受信する場合がある。そのような故障または望ましくない状態の例は、ローター巻き線内の巻き線内欠陥、ダンパー巻き線またはステータ巻き線の問題、励磁機巻き線欠陥、および電気機械の多相励磁機整流器の半導体アクセサリーの欠陥である。解析される特定の故障／望ましくない状態は、測定システム３によって測定されるローターパラメータに依存する。基準周波数スペクトルのシグネチャースペクトルは、本開示の主題ではなく、したがって、本明細書でさらに論じられないであろう。電子回路要素５は、この場合、処理回路要素を含む場合があり、処理回路要素は、故障診断に関する演算を実施することが可能な、適した中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの１つまたは複数の任意の組み合わせを使用する。
【００５１】
一変形によれば、電子回路要素５は送信機５ａを備える場合がある。送信機５ａは、ローター測定ユニット１がそこに設置される、ローターから離れて配置された基地局に、ローターパラメータ測定に関するデータを無線で送出するように構成される。ローターパラメータ測定に関するこのデータは、例えば、ローターパラメータ測定値それ自体、および／または、前の段落で開示されたように電子回路要素５が故障を決定することができる変形における診断結果を含む場合がある。
【００５２】
ローター測定ユニット１は、電気機械内に存在する過酷な状況に耐えるように構成される。ローター測定ユニット１は、例えば、運転中に電気機械内に存在する電磁力を電子回路要素５からシールドするためのシールド構造を備える場合がある。
【００５３】
ローター測定ユニット１は、第１の電源端子７ａおよび第２の電源端子７ｂを備えて、電気機械の回転運転中と、ローターがその間に停止している停止状態下の両方において、電子回路要素５に電力供給する。
【００５４】
一変形によれば、第１の電源端子７ａは、多相励磁機ローター巻き線の第１の電気位相に接続されるように構成される。第２の電源端子７ｂは、多相励磁機ローター巻き線の第２の電気位相に接続されるように構成される。励磁機ローター巻き線は、デルタ接続またはＹ字形接続の一方でさらに接続される。それにより、ローター測定ユニット１は、ローターが回転しているときと、ローターまたは電気機械が停止しているときの両方において、励磁機ステータが電力変換器からＡＣ電力を給送される限り、誘導によって電力供給されることができる。
【００５５】
別の変形によれば、第１の電源端子７ａは、界磁巻き線の第１の極に接続されるように構成される。第２の電源端子７ｂは、界磁巻き線の第２の極に接続されるように構成される。
【００５６】
ＤＣ電力を電子回路要素５に給送するために、ローター測定ユニット１が励磁機ローター巻き線に接続されるように設計される変形において、ローター測定ユニット１は、第１の電源端子７ａおよび第２の電源端子７ｂによって提供される交流電流を整流するように構成される整流器９をさらに備える場合がある。
【００５７】
図２は、ＡＣ／ＡＣ励磁機１３、および、電力変換器１５、特に、周波数変換器を備える電気機械１１の例を示す。ＡＣ／ＡＣ励磁機１３は、励磁機ステータ１３ａ、および、励磁機ステータ１３ａ内に設けられる励磁機ステータ巻き線１３ｂを有する。電力変換器１５は、励磁機ステータ巻き線１３ｂにＡＣ電力を給送するために配置される。よく知られているように、電力変換器１５は、異なる周波数および大きさを有する電力を提供するように制御され得る。ＡＣ／ＡＣ励磁機１３は、電気機械１１のローター組み立て体１２の一部を形成する励磁機ローター１３ｃ、および、励磁機ローター巻き線１３ｄであって、励磁機ローター１３ｃ上に設けられ、図２の例によれば、Ｙ字形接続で接続された多相巻き線である、励磁機ローター巻き線１３ｄをさらに有する。励磁機ローター巻き線は、図３に示すように、代替的に、デルタで接続される可能性がある。
【００５８】
電気機械１１は、多相励磁機整流器１７、主機械ローター１９、主機械ローター１９上に設けられる界磁巻き線１９ａ、ステータ２１、および、ステータ２１内に配置されたステータ巻き線２３をさらに含む。
【００５９】
励磁機ローター巻き線１３ｄは、ＤＣ電力を界磁巻き線１９ａに送出するように構成される多相励磁機整流器１７に接続される。励磁機ローター巻き線１３ｄは、励磁機ステータ巻き線１３ｂと電磁相互作用するように構成される。
【００６０】
界磁巻き線１９ａおよび励磁機ローター巻き線１３ｄは、多相励磁機整流器１７を介して接続される。多相励磁機整流器１７は、多相ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するための、ダイオード、サイリスタ、ＩＧＢＴ、または同様なものなどの半導体デバイスを備える。多相励磁機整流器１７は、全波整流器または半波整流器である場合がある。
【００６１】
界磁巻き線１９ａは、ステータ２１およびステータ巻き線２３と電磁相互作用するために配置される。
【００６２】
図２の例によれば、ローター測定ユニット１は、ローター組み立て体１２上に、特に、励磁機ローター１３ｃに取り付けられる。さらに、基地局２０が同様に示され、基地局２０は、ローター測定ユニット１と共に、電気機械１１のモニタリングシステムを形成する。ローター測定ユニット１および基地局２０は、無線通信するように構成される。特に、ローター測定ユニット１は、ローターパラメータ測定に関するデータを送信するために配置され、基地局２０は、このデータを処理するために配置される。例えば、基地局２０は、例えば、データがローターパラメータ測定値を含む場合のデータを周波数変換し、こうして得られた周波数スペクトルを種々の故障の基準周波数スペクトルと比較することによって、ローターパラメータ測定に関するデータの診断を実施するために配置される場合がある。
【００６３】
ここで図３を参照すると、ローター測定ユニット１と励磁機ローター巻き線１３ｄとの接続の例が示される。この例において、多相励磁機整流器１７はダイオードによって実装されるが、上記で述べたように、他の実装形態が同様に可能である。
【００６４】
図３の例の場合、励磁機ローター巻き線１３ｄは、３つの電気位相２５ａ〜２５ｃを有する。これらの電気位相２５ａ〜２５ｃは、多相励磁機整流器１７のＡＣ側の対応する位相脚に接続される。これに関して、電気位相２５ａ〜２５ｃおよび位相脚は、本明細書で相互交換可能に言及されるであろう。
【００６５】
本例によれば、励磁機ローター巻き線１３ｄは、デルタ構成で接続され、デルタ構成は、それにより、変圧器の２次巻き線を形成するものとして見なされることができ、１次巻き線は励磁機ステータ巻き線１３ｂである。そのため、ローター組み立て体が停止しているときで、かつ、励磁機ステータ巻き線１３ｂが、電力変換器１５からＡＣ電流を給送される場合、電流は、電気位相または位相脚２５ａ〜２５ｃ内に誘導されることになる。第１の電源端子７ａは、電気位相または位相脚２５ａに接続され、第２の電源端子７ｂは、電気位相または位相脚２５ｂに接続される。
【００６６】
さらに、例によれば、測定システム３は、励磁機ローター巻き線電流を測定するための、位相脚２５ａに接続された第１の測定端子を有する。しかしながら、励磁機ローター巻き線電流／電圧の代わりにまたはそれに加えて、他のローターパラメータが測定される可能性があることが想定されることが、上記で示したように留意されるべきできである。
【００６７】
第１の電源端子７ａが、代わりに、界磁巻き線の第１の極に接続されることができ、第２の電源端子７ｂが、代わりに、界磁巻き線の第２の極に接続されることができることがこの例の変形において留意されるべきできである。
【００６８】
図４は、励磁機ローター巻き線１３ｄの電気位相２５ａ〜２５ｃがＹ字形構成で接続されることを除いて、図３と同様の構成を示す。
【００６９】
本発明の概念は、少数の例を参照して上記で主に述べられた。しかしながら、当業者によって容易に認識されるように、上記で開示した実施形態以外の実施形態が、添付特許請求項で規定される本発明の概念の範囲内で同様に可能である。
【図１】
0006900504.tif 000002
【図２】
0006900504.tif 000003
【図３】
0006900504.tif 000004
【図４】
0006900504.tif 000005