專利名稱：用于同步機健康狀況監(jiān)測的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文提供的實施例大體上涉及同步機的診斷并且更具體地涉及同步機的健康狀況監(jiān)測。
背景技術(shù)：
同步機是其中轉(zhuǎn)子以與供應(yīng)的交流電(AC)頻率同步的速度旋轉(zhuǎn)的一個機器。常規(guī)的同步機包括設(shè)置在定子上的疊層電樞繞組和設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的疊層場繞組。同步機的場繞組被供應(yīng)直流電(DC)。一些小的同步機使用永磁體代替場繞組。同步機廣泛地在發(fā)電廠、航空動力系統(tǒng)、功率因數(shù)校正系統(tǒng)等中使用。同步機可采用發(fā)電機模式操作，其中外部原動機(prime mover)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生AC電力。備選地，同步機可采用電動模式操作，其中外部AC電力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，從而轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子。在這兩個模式中，電樞繞組在操作期間經(jīng)受高電流和/或電壓。電樞繞組的疊層可隨時間和長時間使用而退化，從而在電樞繞組的連續(xù)匝之間引起短路。短路趨于形成環(huán)流，其進(jìn)而導(dǎo)致電樞內(nèi)的局部熱點。如果沒有及時檢測和修復(fù)，這樣的故障可引起計劃外的斷電。在航空引擎中，同步發(fā)電機的失效可導(dǎo)致對于所有控制和支持系統(tǒng)的電力損耗。因此，在初期檢測電樞繞組故障以規(guī)劃適當(dāng)?shù)木S修任務(wù)是重要的。用于同步機健康狀況監(jiān)測的一個已知方法包括創(chuàng)建同步機模型并且模擬同步機操作。然而，假設(shè)機器內(nèi)部的繞組的空間分布是正弦的情況下創(chuàng)建同步機模型。具有匝間故障的同步機的繞組不再具有正弦分布。也就是說，模型未考慮故障狀況下繞組分布中的固有不對稱。這可導(dǎo)致錯誤的故障檢測。


圖I是圖示其中可操作各種實施例的示范性環(huán)境的簡化框圖；圖2A是根據(jù)一個實施例的健康的同步機的示范性電路圖；圖2B是根據(jù)一個實施例的具有繞組故障的同步機的示范性電路圖；圖3是根據(jù)一個實施例的示范性同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)；以及圖4是根據(jù)一個實施例圖示同步機健康狀況監(jiān)測的示范性過程的流程圖。

發(fā)明內(nèi)容
用于同步機健康狀況監(jiān)測的方法包括接收多個相電壓值和多個相電流值；基于這些多個相電壓值計算負(fù)序列電壓(Vn);基于這些多個相電壓值和這些多個相電流值中的至少一個計算一個或多個操作參數(shù)；基于該一個或多個操作參數(shù)從數(shù)據(jù)存儲中檢索一個或多個已知的Vn ;基于計算的Vn和該一個或多個已知的Vn(其基于速度測量而更新)計算機器健康狀況指數(shù)；以及基于該機器健康狀況指數(shù)發(fā)出警報。用于同步機健康狀況監(jiān)測的系統(tǒng)包括用于接收多個相電壓值和多個相電流值的數(shù)據(jù)接收器；用于基于這些多個相電壓值計算負(fù)序列電壓(Vn)的序列分量模塊；用于基于這些多個相電壓值和這些多個相電流值中的至少一個從數(shù)據(jù)存儲中檢索一個或多個已知的Vn的查找模塊；用于基于計算的Vn和該一個或多個已知的Vn (其基于速度測量而更新) 計算機器健康狀況指數(shù)的預(yù)測模塊；以及用于基于該機器健康狀況指數(shù)發(fā)出警報的報警模塊。計算機程序產(chǎn)品包括用用于監(jiān)測同步機健康狀況的計算機可執(zhí)行指令編碼的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，其中這些計算機可執(zhí)行指令當(dāng)其被執(zhí)行時使一個或多個處理器接收多個相電壓值和多個相電流值、基于這些多個相電壓值計算負(fù)序列電壓(Vn)、基于這些多個相電壓值和這些多個相電流值中的至少一個計算一個或多個操作參數(shù)、基于該一個或多個操作參數(shù)從數(shù)據(jù)存儲中檢索一個或多個已知的Vn、基于計算的Vn和該一個或多個已知的Vn (其基于速度測量而更新)計算機器健康狀況指數(shù)以及基于該機器健康狀況指數(shù)發(fā)出警報。
具體實施例本文提供的實施例涉及用于監(jiān)測同步健康狀況的方法和系統(tǒng)。圖I圖示其中各種實施例可操作的環(huán)境100。該環(huán)境100包括同步機102、勵磁機和控制單元(exciter and control unit) 104、監(jiān)測單元106、同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108和數(shù)據(jù)存儲110。同步機102是機電能量轉(zhuǎn)換裝置，其中轉(zhuǎn)子以與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同的速度旋轉(zhuǎn)。同步機的示例包括同步發(fā)電機、同步電動機和功率因數(shù)補償器。同步機102可通過改變電連接而在電動模式和發(fā)電模式之間切換。例如，在航空燃?xì)鉁u輪機引擎中，同步機102 是集成的起動器-發(fā)電機。同步機102采用電動模式操作，其從機載電池接受電能來起動燃?xì)鉁u輪機引擎。一旦燃?xì)鉁u輪機引擎發(fā)動，控制電子裝置將同步機102切換到發(fā)電模式， 其從燃?xì)鉁u輪機引擎軸接受機械能并且為飛行器產(chǎn)生電力。同步機102包括場繞組和電樞繞組。典型地，在低功率和低轉(zhuǎn)矩應(yīng)用中，同步機102可以具有旋轉(zhuǎn)電樞類型，其包括設(shè)置在定子上的場繞組和設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的電樞繞組。在牽涉高轉(zhuǎn)矩和高功率的工業(yè)應(yīng)用中， 同步機102可以具有旋轉(zhuǎn)場類型，其包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的場繞組和設(shè)置在定子上的電樞繞組。電樞繞組是疊層的并且典型地攜帶大電流。長時間使用可使疊層退化并且可引起匝間故障。本文提供的各種實施例可適用于檢測電樞繞組中的匝間故障。本文提供的實施例對于旋轉(zhuǎn)場型的同步機描述。然而，應(yīng)該意識到實施例可同等地適用于所有類型的同步機。勵磁機和控制單元104包括勵磁機，例如但不限于DC發(fā)電機、電池、整流AC電源或靜態(tài)勵磁機等來使場繞組勵磁。該靜態(tài)勵磁機通過變壓器、整流器和電抗器的系統(tǒng)將來自發(fā)電機輸出的每個相的AC的一部分反饋給場繞組，作為DC勵磁。外部DC源可用于場繞組的初始勵磁。勵磁機施加勵磁電壓(本文中稱為場電壓)于同步機102的場繞組，由此使場電流流過場繞組。由于場繞組的旋轉(zhuǎn)，與設(shè)置在發(fā)電機102的定子上的靜止線圈關(guān)聯(lián)的磁通采用正弦方式變化，引起跨靜止線圈的端子的電壓的正弦變化。勵磁機和控制單元 104控制發(fā)電機102的操作。例如，勵磁機和控制單元104可控制供應(yīng)給發(fā)電機102的場電壓和場電流。同步機102可由勵磁機和控制單元104操作和控制。勵磁機和控制單元104可包括直流(DC)電源、交流(AC)電源和用于控制同步機102操作的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可控制場繞組電壓使得輸出處的電壓保持恒定。此外，該控制系統(tǒng)可控制輸送到同步機102 的功率或控制從同步機102輸送的功率。該控制系統(tǒng)還可控制同步機102的功率因數(shù)。勵磁機和控制單元104基于從監(jiān)測單元106獲得的操作數(shù)據(jù)控制同步機102的操作。監(jiān)測單元106可包括用于獲得對應(yīng)于同步機102的操作數(shù)據(jù)的一個或多個傳感器。操作數(shù)據(jù)可包括同步機102的一個或多個相的相電流值、相電壓值以及同步機的速度。 操作數(shù)據(jù)可進(jìn)一步包括例如場電流、輸入功率、輸出功率、功率因數(shù)。操作數(shù)據(jù)然后可傳送到勵磁機和控制單元104和同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108。同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108 已經(jīng)連同圖2詳細(xì)描述。在一個實施例中，監(jiān)測單元106和勵磁機和控制單元104可包括在集成的勵磁、控制和監(jiān)測系統(tǒng)中。這樣的集成的勵磁、控制和監(jiān)測系統(tǒng)可使用例如但不限于微控制器、微處理器、邏輯電路和存儲器等硬件和存儲在存儲器上的軟件模塊來實現(xiàn)。環(huán)境100可進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)存儲110。該數(shù)據(jù)存儲110可包括對應(yīng)于同步機102 操作的數(shù)據(jù)。例如，該數(shù)據(jù)存儲110可包括查找表，其包括在額定速度作為正序列電流和場電流的函數(shù)的同步機102的負(fù)序列電壓(Vn)。該數(shù)據(jù)存儲110可進(jìn)一步包括用于構(gòu)造同步機102的磁性材料的磁化特性。 圖2圖示健康的電樞繞組和具有繞組故障的電樞繞組之間的電路級差異。圖2A圖示健康的電樞繞組并且圖2B圖示具有繞組故障的電樞繞組。如在圖2B中示出的，繞組故障在磁場中形成不對稱，其進(jìn)一步產(chǎn)生磁場的序列分量。磁場的序列分量包括正序列分量、 負(fù)序列分量和零序列分量。磁場的該負(fù)序列分量包括電樞繞組中的負(fù)序列反電動勢(EMF)。 該負(fù)序列分量典型地帶有繞組故障特征。對負(fù)序列反電動勢(EMF)的了解可用于檢測繞組故障。典型地，負(fù)序列反電動勢(EMF)可能不可測量。本文提供的實施例包括估計從機器健康狀況指數(shù)方面顯示的負(fù)序列反電動勢(EMF)的方法。所述機器健康狀況指數(shù)可基于在同步機102的端子處出現(xiàn)的負(fù)序列電壓(Vn)計算。圖3圖示根據(jù)一個實施例的同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108。該同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108可包括用于接收與同步機102關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接收器302。與同步機102關(guān)聯(lián)的該數(shù)據(jù)可包括一個或多個相的相電壓值和相電流值、速度、場電流、功率輸入、功率輸出、功率因數(shù)等。該數(shù)據(jù)接收器302還可將相電壓值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的線路電壓值以及將相電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的線路電流。同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108可進(jìn)一步包括用于計算相電壓值和相電流值的序列分量的序列分量模塊304。相電壓值的這些序列分量可包括正序列電壓、負(fù)序列電壓 (Vn)和零序列電壓。序列分量模塊304然后可按照同步機的配置計算電壓和電流的序列分量。同步機的不同配置在不同的序列分量中帶有匝間故障特征。對于三相三線配置或平衡負(fù)載配置，序列分量模塊304可從接收的相電壓值或線路電壓值計算Vn。例如，對于同步機 102的三相三線配置或平衡負(fù)載配置，序列分量模塊304計算負(fù)序列電壓值Vn。對于同步機102的不平衡負(fù)載配置，序列分量模塊304除Vn之外還計算負(fù)序列電流In和負(fù)序列阻抗Znn。此外，對于同步機102的三相四線配置，序列分量模塊304除Vn、In和Znn之外還計算零序列電流10。同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108可進(jìn)一步包括用于檢索一個或多個已知Vn的查找模塊306。一個或多個Vn的已知值可從數(shù)據(jù)存儲110獲得。數(shù)據(jù)存儲110可包括列表成例如在一個特定速度作為場電流、正序列電流的函數(shù)的已知并且健康的Vn值。這些Vn值可對應(yīng)于同步機的額定速度。在檢索已知的Vn之后，查找模塊可基于測量的同步機的速度來定標(biāo)檢索的Vn。同步機的這些Vn值和速度互相成線性關(guān)系。備選地，數(shù)據(jù)存儲110可包括對于同步機102的不同速度不同的已知Vn值集。在實施例中，查找模塊306可進(jìn)一步包括用于基于多個相電流值計算場電流和正序列電流的計算單元。正序列電流可從多個相電流值獲得。相似地，場電流可基于多個相電流值和同步機102的磁化特性而獲得。這些磁化特性可存儲在數(shù)據(jù)存儲110中。查找模塊306可從數(shù)據(jù)存儲110中檢索磁化特性數(shù)據(jù)用于計算場電流。在實施例中，可基于場電流和正序列電流檢索已知的Vn。查找模塊306可進(jìn)一步具有用于使用場電流和正序列電流查詢數(shù)據(jù)存儲110的查詢單元。該查詢單元可檢索一個或多個已知的Vn值，其中這些Vn值可包括開路Vn和健康態(tài)Vn。該開路Vn可通過從查找表中檢索對應(yīng)于由查找模塊306計算的場電流的開路Vn條目而獲得。此外，該健康態(tài)Vn通過從查找表中檢索對應(yīng)于由查找模塊306計算的正序列電流和場電流的Vn條目而獲得。如上文描述的，同步機102的不同配置可在不同的序列分量中帶有匝間故障特征。在對于不平衡三相配置的實現(xiàn)中，數(shù)據(jù)存儲110可另外地包括在特定速度的已知In和已知Znn值，其列表成作為場電流和正序列電流的函數(shù)。備選地，在對于三相四線配置的實現(xiàn)中，數(shù)據(jù)存儲110除在特定速度的已知Vn、已知In和已知Znn值之外可還包括已知的IO。 查找模塊306可使用與上文描繪的用于檢索已知的Vn相似的技術(shù)檢索已知In、已知Zn和已知IO值。同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108可進(jìn)一步包括用于基于計算的Vn和該一個或多個已知的Vn計算機器健康狀況指數(shù)的預(yù)測模塊308。在實施例中，該機器健康狀況指數(shù)可通過獲得健康態(tài)Vn和計算的Vn的相量差并且關(guān)于開路Vn標(biāo)準(zhǔn)化該相量差而計算。同步機 102的健康狀況可基于該機器健康狀況指數(shù)而評估。該機器健康狀況指數(shù)具有具體健康態(tài)值。如果由預(yù)測模塊308計算的機器健康狀況指數(shù)不同于健康態(tài)值，則可指示同步機102 的電樞中的匝間故障。機器健康狀況指數(shù)的健康態(tài)值可通過測試健康的同步機而獲得。備選地，健康態(tài)值可通過對同步機102的模型進(jìn)行模擬而獲得。系統(tǒng)108可進(jìn)一步包括報警模塊310。如果機器健康狀況指數(shù)偏離健康態(tài)值，該報警模塊310可發(fā)出警報。故障狀況可通過輸出裝置312指示。在實施例中，輸出裝置312 可以是顯示警告的顯示裝置。在備選實施例中，該顯示裝置可以是語音報警器。輸出裝置 312可進(jìn)一步是視聽報警器。在各種實施例中，報警模塊310可使用統(tǒng)計法來發(fā)出警報。例如，報警模塊310可在比如5分鐘窗口期間監(jiān)測機器健康狀況指數(shù)。報警模塊310然后可計算在該5分鐘窗口期間機器健康狀況指數(shù)偏離健康態(tài)值的持續(xù)時間的比例。報警模塊310然后可基于計算的比例發(fā)出標(biāo)志。備選地，報警模塊310可使用統(tǒng)計差異度量，例如但不限于標(biāo)準(zhǔn)偏差或統(tǒng)計平均值。報警模塊310可計算機器健康狀況指數(shù)在例如15分鐘窗口期間的平均值。報警模塊310然后可將該平均值與機器健康狀況指數(shù)的健康態(tài)值比較，并且如果該平均值偏離該健康態(tài)值預(yù)定量則發(fā)出警報。統(tǒng)計法的使用可防止機器健康狀況指數(shù)中的瞬時變化觸發(fā)警報。這對于減少錯誤警報可是有用的。
圖4是根據(jù)實施例圖示用于同步機健康狀況監(jiān)測的過程400的流程圖。在步驟 402中，可接收多個相電壓值和多個相電流值。還可接收其他關(guān)于同步機102操作的數(shù)據(jù)。 例如，可接收同步機速度、功率輸入、功率輸出、功率因數(shù)等。在實施例中，接收的相電壓值可轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路電壓值?？梢庾R到這些線路電壓值和相電壓值是相量參量并且具有與它們關(guān)聯(lián)的相位角。因此，過程400可將特定相位角與這些相電壓值和相電流值的每個關(guān)聯(lián)。當(dāng)從相電壓值獲得線路電壓值時，應(yīng)該包含必要的相移。在步驟404中，可基于相電壓值計算Vn?？赏ㄟ^將相電壓值的每個乘以適合的因數(shù)并且然后取相電壓值的每個的相量和來計算Vn。在步驟406中，可基于相電壓值和相電流值計算一個或多個操作參數(shù)。在實施例中，該一個或多個操作參數(shù)可基于線路電壓值和線路電流值計算。這些操作參數(shù)可包括場電流和正序列電流。場電流可基于磁化特性和相電流值計算。磁化特性數(shù)據(jù)可從數(shù)據(jù)存儲 110中檢索。此外，正序列電流可基于對應(yīng)于同步機102的三個相的相電流值計算。在步驟408中，一個或多個已知的Vn可基于一個或多個操作參數(shù)獲得。一個或多個Vn的已知值可從數(shù)據(jù)存儲110獲得。數(shù)據(jù)存儲110可包括對于同步機速度的各種不同值的列表成作為場電流、正序列電流的函數(shù)的已知Vn值。數(shù)據(jù)存儲110可進(jìn)一步具有對應(yīng)于健康的同步機的已知Vn值。Vn的已知值可包括健康態(tài)Vn和健康的開路Vn。開路Vn可通過從查找表中檢索對應(yīng)于在步驟406中獲得的場電流和接收的同步機速度的值的開路Vn條目而獲得。此外， 健康態(tài)Vn通過從查找表中檢索對應(yīng)于在步驟406中獲得的場電流，正序列電流以及接收的同步機速度的值的Vn條目而獲得。在一個實施例中，對于預(yù)測不平衡三相配置，同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)102可額外地獲得已知的In和已知的Znn值。在另一個實施例中，對于預(yù)測三相四線配置，同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)102可除了已知的Vn、已知的In和已知的Znn值之外還獲得已知的10。在步驟410中，機器健康狀況指數(shù)可基于計算的Vn和該一個或多個已知的Vn計算。在實施例中，機器健康狀況指數(shù)可通過獲得健康態(tài)Vn和計算的Vn的相量差并且關(guān)于開路Vn標(biāo)準(zhǔn)化該相量差而計算。同步機102的健康狀況可基于機器健康狀況指數(shù)評估。機器健康狀況指數(shù)具有具體健康態(tài)值。如果由預(yù)測模塊408計算的機器健康狀況指數(shù)不同于健康態(tài)值，則可推斷同步機102的電樞中的匝間故障。在步驟412中，可基于機器健康狀況指數(shù)的值發(fā)出警報?？赏ㄟ^將機器健康狀況指數(shù)與預(yù)定閾值比較而發(fā)出該警報。該預(yù)定閾值可以是機器健康狀況指數(shù)的健康態(tài)值。如連同圖3描述的，該警報可以是語音、視覺或視聽。在各種實施例中，同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)108可作為計算機可執(zhí)行指令實現(xiàn)。 系統(tǒng)108可具有用于執(zhí)行這些計算機可執(zhí)行指令的一個或多個處理器。計算機可讀指令可包含在非暫時性計算機可讀介質(zhì)中，例如磁存儲盤、光存儲盤等。備選地，計算機可讀介質(zhì)可以是隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)等中的一個。計算機程序產(chǎn)品的編碼指令可包括用于接收多個相電壓值、相電流值、基于多個相電壓值和多個相電流值計算Vn、基于相電壓值和相電流值計算一個或多個操作參數(shù)的指令。操作參數(shù)可包括場電流和正序列電流。計算機程序產(chǎn)品可進(jìn)一步具有用于將相電壓值轉(zhuǎn)換成線路電壓值的編碼指令。計算機程序產(chǎn)品可進(jìn)一步具有用于從數(shù)據(jù)存儲110中檢索開路Vn和健康態(tài)Vn的編碼指令。計算機程序產(chǎn)品可進(jìn)一步具有用于通過獲得健康態(tài)Vn 和計算的Vn的相量差并且關(guān)于開路Vn標(biāo)準(zhǔn)化該相量差來計算機器健康狀況指數(shù)的指令。 計算機程序產(chǎn)品還可具有用于將機器健康狀況指數(shù)與預(yù)定閾值比較并且基于該比較發(fā)出警報的編碼指令。 可注意到本文公開的電壓和電流(場電流除外)是相量參量并且根據(jù)相量代數(shù)的規(guī)則來處理，除非另有明確規(guī)定。
本文描述的實施例僅僅為了說明目的。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將從本描述中認(rèn)識到本文提供的教導(dǎo)不限于描述的實施例，而可實踐具有僅由附上的權(quán)利要求的精神和范圍限制的修改和改動。
元件列表
102同步機104勵磁機和控制單元
106監(jiān)測單元108同步機健康狀況監(jiān)測系統(tǒng)
110數(shù)據(jù)存儲302數(shù)據(jù)接收器
304序列分量模塊306查找模塊
308預(yù)測模塊310報警模塊
312輸出裝置
權(quán)利要求
1.一種用于同步機健康狀況監(jiān)測的方法，其包括接收(402)多個相電壓值和多個相電流值；基于所述多個相電壓值計算(404)負(fù)序列電壓(Vn)，其中所述Vn代表帶有同步機中的繞組故障特征的負(fù)序列反電動勢(EMF)；基于所述多個相電壓值和所述多個相電流值中的至少一個計算(406) —個或多個操作參數(shù)；基于所述一個或多個操作參數(shù)從數(shù)據(jù)存儲中檢索(408) —個或多個已知的Vn;基于計算的Vn和所述一個或多個已知的Vn計算(410)機器健康狀況指數(shù)，其中所述一個或多個已知的Vn能根據(jù)測量的同步機速度來定標(biāo)；以及基于所述機器健康狀況指數(shù)發(fā)出(412)警報。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所述多個相電壓值和所述多個相電流值計算負(fù)序列電流(In)和負(fù)序列阻抗 (Znn)；基于所述一個或多個操作參數(shù)從數(shù)據(jù)存儲中檢索一個或多個已知的In以及一個或多個已知的Znn ;以及考慮計算的In、計算的Znn、所述一個或多個已知的In以及所述一個或多個已知的 Znn，用于計算所述機器健康狀況指數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所述多個相電流值計算零序列電流(IO)；基于所述一個或多個操作參數(shù)從數(shù)據(jù)存儲中檢索一個或多個已知的IO ;以及考慮計算的IO和所述一個或多個已知的10，用于計算所述機器健康狀況指數(shù)。
4.一種用于同步機健康狀況監(jiān)測的系統(tǒng)，其包括用于接收多個相電壓值和多個相電流值的數(shù)據(jù)接收器(302)；用于基于所述多個相電壓值計算負(fù)序列電壓(Vn)的序列分量模塊(304)，其中所述Vn 代表帶有同步機中的繞組故障特征的負(fù)序列反電動勢(EMF)；用于基于所述多個相電壓值和所述多個相電流值中的至少一個從數(shù)據(jù)存儲中檢索一個或多個已知的Vn的查找模塊(306)；用于基于計算的Vn和所述一個或多個已知的Vn計算機器健康狀況指數(shù)的預(yù)測模塊 (308)，其中所述一個或多個已知的Vn能根據(jù)測量的所述同步機的速度來定標(biāo)；以及用于基于所述機器健康狀況指數(shù)發(fā)出警報的報警模塊(310)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述序列分量模塊進(jìn)一步基于所述多個相電壓值和所述多個相電流值計算負(fù)序列電流(In)、負(fù)序列阻抗(Znn)和零序列電流(IO)中的至少一個；所述查找模塊進(jìn)一步檢索已知的In、已知的Znn和已知的IO中的至少一個；以及所述預(yù)測模塊進(jìn)一步基于計算的In、計算的Znn和計算的10、已知的In、已知的Znn和已知的IO中的至少一個計算所述機器健康狀況指數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述查找模塊進(jìn)一步包括用于基于所述多個相電流值計算場電流和正序列電流的計算單元；和用于使用所述場電流和所述正序列電流查詢所述數(shù)據(jù)存儲的查詢單元。
7.一種計算機程序產(chǎn)品，其包括用用于監(jiān)測同步機健康狀況的計算機可執(zhí)行指令編碼的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，其中所述計算機可執(zhí)行指令當(dāng)被執(zhí)行時使一個或多個處理器用于接收(402)多個相電壓值和多個相電流值；基于所述多個相電壓值計算(404)負(fù)序列電壓(Vn)，其中所述Vn代表帶有同步機中的繞組故障特征的負(fù)序列反電動勢(EMF)；基于所述多個相電壓值和所述多個相電流值中的至少一個計算(406) —個或多個操作參數(shù)；基于所述一個或多個操作參數(shù)從數(shù)據(jù)存儲中檢索(408) —個或多個已知的Vn;以及基于計算的Vn和所述一個或多個已知的Vn計算(410)機器健康狀況指數(shù)，其中所述一個或多個已知的Vn能根據(jù)測量的所述同步機的速度來定標(biāo)；以及基于所述機器健康狀況指數(shù)發(fā)出(412)警報。
8.如權(quán)利要求7所述的計算機程序產(chǎn)品基于所述多個相電壓值和所述多個相電流值計算負(fù)序列電流(In)、負(fù)序列阻抗(Znn) 和零序列電流(10)中的至少一個；檢索已知的In、已知的Znn和已知的IO中的至少一個；以及進(jìn)一步基于計算的In、計算的Znn和計算的10、已知的In、已知的Znn和已知的IO中的至少一個計算所述機器健康狀況指數(shù)。
9.如權(quán)利要求7所述的計算機程序產(chǎn)品，其進(jìn)一步包括計算機可執(zhí)行指令以使所述一個或多個處理器基于所述多個相電壓值計算多個電壓相量。
10.如權(quán)利要求7所述的計算機程序產(chǎn)品，其進(jìn)一步包括計算機可執(zhí)行指令以使所述一個或多個處理器用于計算健康態(tài)Vn和所述計算的Vn之間的相量差；以及關(guān)于開路Vn標(biāo)準(zhǔn)化所述相量差。
全文摘要
提供用于同步機健康狀況監(jiān)測的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。該方法包括接收(402)多個相電壓值和多個相電流值。該方法然后基于這些多個相電壓值計算(404)負(fù)序列電壓(Vn)。該方法還基于這些多個相電壓值和這些多個相電流值中的至少一個計算(406)一個或多個操作參數(shù)。該方法基于該一個或多個操作參數(shù)從數(shù)據(jù)存儲中檢索(408)一個或多個已知的Vn。該方法然后基于計算的Vn和該一個或多個已知的Vn計算(410)機器健康狀況指數(shù)，并且基于該機器健康狀況指數(shù)發(fā)出(412)警報。
文檔編號G01R31/06GK102608491SQ20111046156
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者A·K·蒂瓦里, A·班納吉, R·穆赫吉, S·博亞納帕利, X·賈, 黃豪 申請人:通用電氣公司