用于检测发电机单元中的故障的方法技术

技术编号:18466966 阅读:14 留言:0更新日期:2018-07-18 16:31
本公开涉及一种用于识别在发电机单元中的故障的方法,所述发电机单元包括具有转子绕组(110)和变压器式地耦合到所述子绕组(110)的定子绕组(120)的电机(100)和连接到所述电机上的整流器(130),所述电机(100)通过所述整流器连接到机动车的车载电网(150),其中取决于流过所述电机(100)的所述转子绕组(110)的励磁电流(IE)的变化曲线和在所述变压器侧下降的电压(UY,UDF)的变化曲线之间的相关(K1,K2)的值来推断是否存在所述故障。

A method for detecting faults in a generator unit

The present disclosure relates to a method for identifying faults in a generator unit, which includes an electric motor (100) with a rotor winding (110) and a stator winding (120) coupled to the sub winding (110), and an integral current (130) connected to the motor, and the motor (100) is connected through the rectifier. The vehicle's vehicular power grid (150) depends on the variation curve of the excitation current (IE) of the rotor winding (110) flowing through the motor (100) and the correlation between the change curves of the voltage (UY, UDF) of the transformer side (K1, UDF) to deduce the existence of the fault.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测发电机单元中的故障的方法
本专利技术涉及一种用于识别发电机单元中的故障的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序,其具有独立权利要求的特征。优选的实施方案是从属权利要求和下文中的说明书中的内容。
技术介绍
机动车辆具有车载电网,该车载电网通过作为发电机运行的电机例如另外励磁的同步电机而被供给电压。为了调节车载电网电压,能够控制电机的励磁电流。电机通常通过整流器连接到车载电网,并与发电机单元一起形成。在这样的发电机单元中会出现诸如短路的故障,应尽可能地被识别。从非提前公开的DE102015211933已知一种用于识别在发电机单元中的故障的方法,所述发电机单元包括具有转子绕组和定子绕组的电机和连接到所述电机上的整流器,所述电机通过所述整流器连接到机动车的车载电网,其中通过流经电机的转子绕组的励磁电流将车载电网的电压调节到额定值并且监测励磁电流的变化曲线,并且其中如果识别到励磁电流的振荡的变化曲线,则推断在所述发电机单元中的故障,其中所述振荡的范围超出阈值。
技术实现思路
根据本专利技术,提出了一种用于识别发电机单元中的故障的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序,其具有独立权利要求的特征。优选的实施方案是从属权利要求和下文中的说明书中的内容。本专利技术的优点在第一方面,本专利技术涉及一种用于识别在发电机单元中的故障的方法,所述发电机单元包括具有转子绕组和变压器式地耦合到所述子绕组的定子绕组的电机和连接到所述电机上的整流器,所述电机通过所述整流器连接到机动车的车载电网,其中取决于流过所述电机的所述转子绕组的励磁电流的变化曲线和在所述变压器侧下降的电压的变化曲线之间的相关的值来推断是否存在所述故障。以这种方式,可以容易地检测整流器和/或电机中的各种类型的故障。已经认识到,转子绕组和定子绕组是变压器耦合的,由此定子侧电压波动被回传到转子绕组。已经认识到,在正常情况下,即在整流器中没有故障的情况下,励磁电流的变化曲线与转子绕组之上的电压降的变化曲线之间存在很强的相关性。然而,励磁电流的变化曲线和相电压的变化曲线之间的相关性通常不那么强。在发生故障时,励磁电流的变化曲线与转子绕组之上的电压降的变化曲线之间的相关性下降,而励磁电流的变化曲线和相电压的变化曲线之间的相关性增大。现在根据这些相关中的一个或两个可以很容易地推断出是否存在故障。当检查相应相关的值是否小于(或大于)可预定的阈值,则可以特别容易地识别到故障。可选地,取决于励磁电流的波动范围,尤其是在可预定的时间间隔内励磁电流的最大值与激励电流的最小值之间的差,可以推断出是否存在故障。特别是可以设置,只有在波动范围超出可预定的阈值时才能推断出故障。当各个相关性的量突然改变时,例如可预定的时间间隔内下降了(或增加了)最小值时推断出故障时,该方法变得特别灵活。应该注意的是,当与时钟控制励磁电流的开关串联的励磁电流或直接在开关中的励磁电流被确定时,励磁电流仅在开关闭合时确定,因为在断开状态下没有电流流过开关,相反,如果与和转子绕组并联的续流二极管串联的励磁电流或直接在续流二极管中的励磁电流被确定,则励磁电流只有在励磁电流的开关断开时才能确定,因为否则励磁电流将通过开关而不是流经续流二极管。如果用这些测量方法之一来确定励磁电流,则意味着只能在电流流过电流测定的开关的位置确定励磁电流。如果在开关中的或与开关串联的励磁电流被确定,则只能在开关闭合状态下确定励磁电流。如果在续流二极管中的或与续流二极管串联的励磁电流被确定,则只能在开关的断开状态下确定励磁电流。在这些情况下,相关性的确定因此有利地限制在一时间间隔,在该时间间隔中可以确定励磁电流。在其他方面中可以设置,如果怀疑存在故障,则利用提高了的时钟控制所述励磁电流的所述开关的时钟频率来执行该方法。例如,如果首先先以所描述的方法之一以及正常的时钟控制所述励磁电流的所述开关的时钟频率确定故障的存在,则可能存在这种怀疑。已经认识到,在确定相关性的情况下,励磁电流或电压变化曲线中最重要的特征是上升沿和下降沿。这些边沿使估计相关性变得容易。增加时钟频率可以提高采样率,使程序更加准确。在以更高的时钟频率执行该方法之后,可以将时钟频率降低到正常值,即增加之前的值。在另一方面提供了一种用于安全操作发电机单元的方法。在该方法中,在所述发电机单元中存在故障时,执行所述励磁电流的值或所述励磁电流的脉动的减小。脉冲意味着与转子绕组串联连接的开关的时钟频率降低。时钟频率应在这种情况下被有利地减小,直到周期持续时间刚好还小于定子绕组的金属丝的热稳定时间,尤其是时钟频率到小于1/秒,例如,0.1/秒。根据本专利技术的计算单元,特别是发电机调节器,例如,机动车辆的控制装置,尤其在程序方面被配置为执行根据本专利技术的方法。此外,以计算机程序的形式实现该方法是有利的,因为这导致非常低的成本,尤其是如果执行的控制器仍用于其他任务并因此已经存在的话。本专利技术的其他优点和实施例将通过说明书和附图变得显而易见。依据附图中的实施例,本专利技术将被示意性地说明,并且将在下面参照附图对本专利技术进行描述。附图说明图1示意性地示出了具有电机、整流器和发电机控制器的发电机单元,其中可以执行根据本专利技术的方法。图2至5示出了具有在整流器中的各种故障的图1的发电机单元。图6至图9示出图2至图5中所示的故障的电压和电流变化的曲线图。图10示出了发电机单元的励磁电流回路的构造侧示意图。图11示意性地示出了正常操作中发电机单元中的电气变量的变化曲线。图12示意性地示出了在发生故障的情况下发电机单元中的电气变量的变化曲线。图13示意性地示出了出现故障时的相关性的时间上的变化曲线。具体实施方式图1示意性地示出了发电机单元,其包括具有整流器130和设计为发电机控制器的计算单元140的电机100,其中可以执行根据本专利技术的方法。电机100具有转子绕组或励磁绕组110和定子绕组120,并且在此作为向机动车的车载电网150供电的发电机。电机100以及其定子绕组120在此形成有五相U,V,W,X和Z。五个相中的每一相经由整流器130的相关联的二极管131连接到车载电网150的正极侧或高压侧B+以及经由相关联的二极管132到车载电网150的负极侧或低压侧B-。可以理解的是,这里仅选择五个相的数量作为示例,并且根据本专利技术的方法也可以以不同数量的相(例如3,6,7或更多)来执行。也可以使用合适的半导体开关来代替二极管。发电机控制器140向转子绕组110提供励磁电流IE。为此,可以在发电机控制器140中设置开关,该开关与转子绕组110串联连接,并且例如通过时钟控制的驱控来调节励磁电流IE。此外,发电机控制器140具有输入用于利用B+和B-以及相电压(在这种情况下是相Y,电压UY)来检测车载电网电压的输入端。从电机100放电的电流由IG表示。图2至5分别示出了具有整流器130中的特定的故障的图1的布置。图2示例性的示出了在高侧路径中的短路(在此处是相U)。这例如可以在相关联的二极管131短路的情况下发生。图3示例性的示出了在低侧路径中的短路(在此处是相U)。这例如可以在相关联的二极管132短路的情况下发生。图4示例性的示出了分离的相(在此处是相U)。这可以例如在两个相关联二极管131和132的分离或损坏(非导通状态)期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别在发电机单元中的故障的方法,所述发电机单元包括具有转子绕组(110)和变压器式地耦合到所述转子绕组(110)的定子绕组(120)的电机(100)和连接到所述电机上的整流器(130),所述电机(100)通过所述整流器连接到机动车的车载电网(150),其中取决于流过所述电机(100)的所述转子绕组(110)的励磁电流(IE)的变化曲线和在变压器侧下降的电压(UY,UDF)的变化曲线之间的相关(K1,K2)的值来推断是否存在所述故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.24 DE 102015223211.51.一种用于识别在发电机单元中的故障的方法,所述发电机单元包括具有转子绕组(110)和变压器式地耦合到所述转子绕组(110)的定子绕组(120)的电机(100)和连接到所述电机上的整流器(130),所述电机(100)通过所述整流器连接到机动车的车载电网(150),其中取决于流过所述电机(100)的所述转子绕组(110)的励磁电流(IE)的变化曲线和在变压器侧下降的电压(UY,UDF)的变化曲线之间的相关(K1,K2)的值来推断是否存在所述故障。2.根据权利要求1所述的方法,其中取决于所述励磁电流(IE)的变化曲线和在所述转子绕组(110)之上下降的电压(UDF)的变化曲线之间的相关(K1)的值来推断是否存在所述故障。3.根据权利要求2所述的方法,其中当所述励磁电流(IE)的变化曲线和在所述转子绕组(110)之上下降的电压(UDF)的变化曲线之间的相关(K1)的值小于转子侧阈值时,则推断出所述故障存在。4.根据权利要求3所述的方法,其中所述转子侧阈值不大于所述励磁电流(IE)的变化曲线和在所述转子绕组(110)之上下降的电压(UDF)的变化曲线之间的相关(K1)的值是正常状态。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中当所述励磁电流(IE)的变化曲线和在所述转子绕组(110)之上下降的电压(UDF)的变化曲线之间的相关(K1)的值在能预定的时间间隔期间减小了多于能预定的阈值时,则推断出所述故障存在。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中取决于所述励磁电流(IE)的变化曲线和相电压(UY)的变化曲线之间的相关(K2)的值来推断是否存在所述故障。7.根据权利要求6所述的方法,其中当所述励磁电流(IE)的变化曲线和相电压(UY)的变化曲线之间的相关(K2)的值大于定子侧阈值时,则推断出所述故障存在。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·梅林格M·里德雷尔M·沃尔法思S·鲍罗斯M·米勒K·罗特林格
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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