Способ диагностирования автомобильных генераторов по параметрам внешнего магнитного поля
METHOD FOR DIAGNOSING AUTOMOBILE GENERATORS BY PARAMETERS OF EXTERNAL MAGNETIC FIELD

Изобретение относится к диагностической технике и может быть использовано для определения технического состояния автомобильных генераторов.
Известна система контроля состояния электрической машины, мобильный телефон и способ ее работы (WO2015101422A1), Система включает в себя переносной блок, приспособленный для свободного перемещения вокруг упомянутой электрической машины; датчик магнитного поля, предназначенный для измерения напряженности магнитного поля, по меньшей мере, в одной из множества точек пути указанного свободного движения; блок обработки, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного соответствующего сигнала напряженности магнитного поля от упомянутого датчика магнитного поля, сравнения по меньшей мере одного значения напряженности магнитного поля по меньшей мере с одним соответствующим ожидаемым значением и определения на основе сравнения, является ли неисправность присутствует в электрической машине; причем указанный датчик магнитного поля и указанный блок обработки встроены в указанный портативный блок. И способ включает в себя этапы перемещения упомянутого портативного блока по меньшей мере в одну точку из множества точек пути упомянутого свободного движения вокруг упомянутой электрической машины; измерение по меньшей мере одной напряженности магнитного поля в указанной по меньшей мере одной из множества точек пути указанного свободного движения; и сравнение, по меньшей мере, одного значения напряженности магнитного поля, по меньшей мере, с одним соответствующим ожидаемым значением, и определение на основе сравнения наличия неисправности в электрической машине. Однако, указанный способ также предполагает снятие генератора с автомобиля и проведение тестовых воздействий с применением технически сложного устройства.
Известен метод неинвазивного мониторинга и диагностики электрических машин путем измерения плотности внешнего потока (US7880473B2), в котором магнитное поле, связанное с электрической машиной, измеряется в одной или нескольких точках, внешних по отношению к электрической машине. Одно или несколько измеренных значений магнитного поля сравнивают с одним или несколькими соответствующими ожидаемыми значениями, и определение того, присутствует ли неисправность в электрической машине, выполняют, по меньшей мере, частично на основе сравнения. Недостатком подобного способа является конструктивная сложность устройства, а также возможность определения неисправностей только выпрямительного блока автомобильного вентильного генератора.
(US10319156B2) способ обнаружения состояния электрической машины с использованием портативного диагностического устройства, содержащего один или несколько датчиков для измерения, по меньшей мере, одного физического параметра, связанного с электрической машиной, по меньшей мере, по двум осям. Способ содержит измерение, по меньшей мере, одного физического параметра, связанного с электрической машиной, в первой позиции на первой оси и второй оси, определение отношения первого измерения по меньшей мере одного физического параметра на первой оси и второго измерения по меньшей мере, один физический параметр во второй оси в первой позиции,
(US10353004B2) Способ содержит измерение напряженности магнитного поля вдоль первой оси и второй оси, определение рабочей частоты скольжения электрической машины с использованием измеренной напряженности магнитного поля вдоль первой оси и второй оси, определение амплитуды определенной рабочей частоты скольжения в первый частотный спектр и амплитуду рабочей частоты скольжения во втором частотном спектре и обнаружение неисправности ротора путем сравнения амплитуды определенной рабочей частоты скольжения в первом частотном спектре и амплитуды рабочей частоты скольжения во втором частотном спектре с предопределенный порог.
(CN102749582A) Способ анализа электрических коротких замыканий в обмотках возбуждения синхронной машины, имеющей ротор с использованием датчика магнитного потока, включающий: мониторинг сигналов магнитного потока, генерируемых датчиком магнитного потока, причем сигналы магнитного потока указывают на магнитный поток, исходящий от обмоток возбуждения, в электронном виде хранение данных магнитного потока, полученных из отслеживаемых сигналов магнитного потока, и показа электрических коротких замыканий в обмотках поля, автоматический анализ сохраненных данных магнитного потока, чтобы идентифицировать обмотки возбуждения, имеющие шорты, и подсчет коротких замыканий в каждой идентифицированной обмотке поля, и автоматическое отображение информации, идентифицирующей поле обмотки с шортами и количество шорт в каждой обмотке поля
US6911838B2 Раскрыт способ обнаружения закороченного поворота в синхронной машине, имеющей ротор, с использованием датчика магнитного потока, который содержит следующие этапы: отслеживание сигнала от датчика потока во время работы машины в режиме онлайн; интегрирование сигнала зонда магнитного потока для генерации трассы данных плотности магнитного потока, которая повторяется при каждом обороте ротора; после обнаружения движения при пересечении нуля плотности потока, захвата сигнала датчика потока для текущего оборота ротора для различных условий нагрузки машины и выполнения анализа короткого поворота с использованием полученных данных сигнала потока.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения технического состояния автомобильного вентильного генератора с помощью осциллографа или устройств, его содержащих (например, комплекса автомобильной диагностики) путем анализа формы осциллограмм выходного напряжения (Набоких, В.А. Диагностика электрооборудования автомобилей и тракторов М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2013). Отличительной особенностью данного способа является возможность оперативного определения технического состояния автомобильных генераторов непосредственно на автомобиле.
Недостатком прототипа является сглаживающее воздействие аккумуляторной батареи, которое приводит к тому, что реально снятые осциллограммы, значительно отличаются от типовых (фиг. 1), что не позволяет достоверно определить неисправности автомобильного генератора. Кроме того, от выбора точки измерения и способа ориентирования датчика магнитного поля зависит информативность данного метода диагностирования (фиг. 1).
Техническим результатом использования предлагаемого способа является возможность оперативного определения конкретных неисправностей автомобильных генераторов непосредственно на автомобиле на основе сравнительной оценки относительной величины (магнитуды) внешнего магнитного поля.
Указанный технический результат достигается тем, что для диагностирования технического состояния автомобильного генератора предлагается определять относительную величину (магнитуду) внешнего магнитного поля с помощью переносного осциллографа, предварительно подключив к нему датчик магнитного поля (датчик Холла) (фиг. 2). Датчик магнитного поля сориентирован по отношению к автомобильному генератору таким образом, что непосредственно касается наружной поверхности в верхней точке стыка передней и задней крышки, причем ось датчика перпендикулярна оси генератора. Для определения конкретных неисправностей предлагается сопоставлять относительную величину (магнитуду) внешнего магнитного поля со значениями, соответствующими исправному или неисправному генератору, приведенными в табл. 1.
Фиг. 1 Обоснование выбора точки измерения внешнего магнитного поля автомобильного генератора
Фиг. 2 Способ ориентации датчика магнитного поля (датчика Холла) по отношению к наружной поверхности автомобильного генератора
Табл. 1 Зависимость относительного значения (магнитуды) внешнего магнитного поля от технического состояния автомобильного генератора
Проведение проверки выполняется в следующей последовательности: осуществляют запуск двигателя автомобиля; подключают датчик магнитного поля (датчик Холла) к переносному осциллографу; ориентируют датчик магнитного поля по отношению к наружной поверхности автомобильного генератора так, как показано на фиг. 2; включают переносной осциллограф и фиксируют осциллограмму изменения внешнего магнитного поля (фиг. 3); записывают относительную величину (магнитуду) внешнего магнитного поля.
Полученное значение относительной величины (магнитуды) внешнего магнитного поля сравнивается со значением, соответствующим исправному генератору, приведенными в табл. 1., на основании чего делается заключение о техническом состоянии автомобильного генератора, и о том, какую конкретно неисправность он имеет.
Табл. 1
Техническое состояние автомобильного генератора
Исправный
Обрыв фазы обмотки статора
Обрыв диода
Межвитковое замыкание обмотки статора
Замыкание обмотки статора на корпус
Короткое замыкание диода
Межфазное замыкание обмотки статора
Относительная величина (магнитуда) внешнего магнитного поля М, В
>8.3
<6.0
7.3-7.7
8.0-8.3
6.4-6.8
7.7-8.0
6.8-7.2
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявленный способ диагностирования автомобильных генераторов повышает информативность определения технического состояния за счет правильной ориентации датчика магнитного поля по отношению к наружной поверхности генератора и обеспечивает возможность распознавания характерных неисправностей генераторов.