識別發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障的方法及執(zhí)行該方法的器具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定一發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（1）、尤其是一陸上交通工具的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障的方法，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有一發(fā)電機(jī)（10）和一整流器（30），其中，所述發(fā)電機(jī)具有一發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器（20），所述整流器具有整流器元件（D1-D6），其中，所述方法包括，在通過所述發(fā)電機(jī)（10）的一激勵繞組（21）的至少一個激勵電流的激勵電流值（Ierr）的情況下，分別獲知至少一個特征參量，所述至少一個特征參量相應(yīng)于所述整流器元件（D1-D6）中的至少一個整流器元件的通電時間份額，并且當(dāng)所述至少一個特征參量與一配屬的期望值以大于一預(yù)設(shè)的程度存在偏差時，確定存在一電氣故障。用于執(zhí)行該方法的器具同樣是本發(fā)明的主題。
【專利說明】識別發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障的方法及執(zhí)行該方法的器具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于識別發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障的方法以及用于執(zhí)行該方法的器具。
【背景技術(shù)】
[0002]用于陸上交通工具的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)典型地具有一他勵發(fā)電機(jī)，其具有一激勵繞組和一定子繞組、一聯(lián)接在該定子繞組之后的整流器和一發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器。該發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器通過相應(yīng)地設(shè)定通過所述激勵繞組的電流來調(diào)節(jié)通過所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓。所述發(fā)電機(jī)常常構(gòu)造成爪極發(fā)電機(jī)。但本發(fā)明不限于在陸上交通工具中使用，而是也可以在空中交通工具和/或水上交通工具中的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的情況下使用。
[0003]相應(yīng)的交通工具的機(jī)載電網(wǎng)包括至少一個發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、至少一個電池和大量的電消耗器。隨著在交通工具中、在陸上交通工具中例如在電子穩(wěn)定性程序等等中的與安全相關(guān)的電氣系統(tǒng)的提高的推廣度，對于機(jī)載電網(wǎng)的保護(hù)越來越重要。在此，特別重要的是防止過壓。
[0004]過壓尤其會從發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障，例如定子場中的匝間短路、激勵繞組中的匝間短路、電機(jī)(例如由于在那里構(gòu)建的永磁鐵的去磁引起)的磁性質(zhì)的改變、整流器中的短路，或者影響所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的怠速電壓的故障中得出。電氣故障在本申請的范疇中理解為會影響通過發(fā)電機(jī)系統(tǒng)饋入到聯(lián)接的機(jī)載電網(wǎng)中的電壓的所有故障。
[0005]為了能夠識別電氣故障，在JP 3374543 B2中記載到，在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的整流器的直流電壓側(cè)和交流電壓側(cè)所施加的電壓利用比較儀相互進(jìn)行比較。通過所述方法可以識別到整流器中的短路，但無法識別到發(fā)電機(jī)內(nèi)部的故障，例如在其定子繞組和/或激勵繞組中的匝間短路。
[0006]因此，還需要用于識別在相應(yīng)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障的更好的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在該背景下，本申請建議具有獨立權(quán)利要求的特征的一種用于識別發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障的方法以及用于執(zhí)行該方法的器具。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求以及下面的說明書的主題。
[0008]發(fā)明優(yōu)點
如前所述，通過已知的方法，即在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的整流器的直流電壓側(cè)和交流電壓側(cè)所施加的電壓利用比較儀相互進(jìn)行比較，例如無法識別到發(fā)電機(jī)的定子繞組和/或激勵繞組中的匝間短路。本發(fā)明克服了該缺點。本發(fā)明能夠識別所有的、文章開頭所提到的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障，例如定子場中的匝間短路、激勵繞組中的匝間短路、電機(jī)的磁性質(zhì)的改變、整流器中的短路以及影響所述怠速電壓的故障。
[0009]本發(fā)明在一發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、尤其是陸上交通工具的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中使用。如前所述，這種發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有一發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)具有一發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器和一帶有整流器元件的整流器。
[0010]相應(yīng)的整流器一般是已知的。所述整流器元件可以在整流器中構(gòu)造成傳統(tǒng)的二極管或齊納二極管。常見的用于對三相電流進(jìn)行整流的六脈沖整流器具有例如六個整流器元件。在此，一個整流器元件也可以例如具有一對并聯(lián)的二極管或多對并聯(lián)的二極管。但本發(fā)明也可以在有源整流器中使用，其中，所述整流器元件構(gòu)造成半導(dǎo)體開關(guān)，例如構(gòu)造成金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。具有有源整流器的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)所述發(fā)電機(jī)的馬達(dá)運行，其中，所述整流器被用于換向。
[0011]如前所述，所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器通過向所述激勵線圈的相應(yīng)供電，例如通過脈沖寬度調(diào)制地操控一相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)來調(diào)節(jié)所述發(fā)電機(jī)的輸出電壓。根據(jù)本發(fā)明的方法包括，在通過所述發(fā)電機(jī)的激勵繞組的一激勵電流的至少一個激勵電流值的情況下，分別獲知至少一個特征參量，其與所述整流器元件中的至少一個的通電時間份額相應(yīng)。
[0012]所述通電時間份額在本申請的范疇中表示一時間區(qū)間的份額，在該時間區(qū)間內(nèi)一電流流過一相應(yīng)的整流器元件。當(dāng)施加一與穿行方向相應(yīng)的電壓梯度時，該電流在一二極管中流動。
[0013]根據(jù)本發(fā)明確定，當(dāng)所述至少一個特征參量與一配屬的期望值以大于一預(yù)設(shè)的范圍存在偏差時，存在一電氣故障。在此，所述期望值涉及各激勵電流值并且有利地也涉及一確定的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和一機(jī)載電網(wǎng)電壓。預(yù)期值也可以例如從所述激勵電流值和由此在完好的發(fā)電機(jī)的情況下所得出的特征參量之間的已知的關(guān)聯(lián)中導(dǎo)出，例如借助于一特性曲線。該特性曲線適宜地涉及一恒定的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速并且考慮所述機(jī)載電網(wǎng)電壓。
[0014]在此，本發(fā)明可以從一方法出發(fā)，其中，利用比較儀將一施加在所述整流器的(至少)一個直流電壓側(cè)的接口上的電壓和一施加在所述整流器的(至少)一個交流電壓側(cè)的接口上的電壓進(jìn)行評價。
[0015]在此，所述整流器的直流電壓側(cè)的接口被理解為所述整流器的兩個接口，它們提供一直流電壓并且饋入到所聯(lián)接的機(jī)載電網(wǎng)中。通常針對直流電壓側(cè)的接口或電池極，根據(jù)其極性來采用命名B+和B-或G+和G-。所述直流電壓側(cè)的接口中的一個可以接地，在歐洲大陸的交通工具中典型地為負(fù)的。正的直流電壓側(cè)的接口在此位于一電勢上，該電勢相應(yīng)于機(jī)載電網(wǎng)電壓，例如12V，負(fù)的直流電壓側(cè)的接口位于OV。
[0016]相應(yīng)地，所述整流器的交流電壓側(cè)的接口是如下的接口，利用所述接口將所述整流器與所述發(fā)電機(jī)連接。所述交流電壓側(cè)的接口也被稱作相。其數(shù)量可以例如是三或五。但本發(fā)明也可以在四相、六相、七相或更多相的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中使用。經(jīng)由所述交流電壓側(cè)的接口將一通過所述發(fā)電機(jī)提供的交流電饋入到所述整流器中，該整流器將所述交流電轉(zhuǎn)換成一直流電。
[0017]所述交流電壓側(cè)的接口中的每一個接口在整流器中經(jīng)由一第一整流器元件與第一直流電壓側(cè)的接口連接，并且經(jīng)由一第二整流器元件與第二直流電壓側(cè)的接口連接。所述整流器元件如此聯(lián)接，使得一電流要么僅能夠沿著一第一方向從相應(yīng)的交流電壓側(cè)的接口經(jīng)由所述第一半導(dǎo)體開關(guān)向所述第一(正的)直流電壓側(cè)的接口流動，要么僅能夠沿著一第二方向從所述第二(負(fù)的)直流電壓側(cè)的接口經(jīng)由所述第二半導(dǎo)體開關(guān)向相應(yīng)的交流電壓側(cè)的接口流動。
[0018]利用本發(fā)明，在一完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的最大激勵的情況下，近似始終流動一電流，確切地說，近似50%的時間沿著所述第一方向流動，并且近似50%的時間沿著所述第二方向流動。即，所述第一整流器元件的通電時間份額和所述第二整流器元件的通電時間份額分別為近似50%。在具有電氣故障的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，如下面所述，該通電時間份額即使在最大激勵的情況下也無法實現(xiàn)。因此，其明顯低于所述的50%，如在部分激勵的發(fā)電機(jī)中也是這種情況。
[0019]因此，激勵電流，作為針對所述電機(jī)的激勵程度的一個尺度，在一完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的情況下處于與所述整流器元件的每一個整流器元件的通電時間份額的已知的關(guān)聯(lián)中。因此，在一完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，一針對一特征參量的期望值相應(yīng)于每個激勵電流，該特征參量與至少一個整流器元件的通電時間份額相關(guān)聯(lián)。這至少針對各恒定的轉(zhuǎn)速和機(jī)載電網(wǎng)電壓有效。當(dāng)在所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中存在電氣故障時，得到了與該已知的關(guān)聯(lián)的偏差。這剛好利用了本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明例如從所述的利用比較儀的比較中導(dǎo)出所述特征參量。因此這是可行的，因為當(dāng)所述電流沿著之前所述的第一方向從相應(yīng)的交流電壓側(cè)的接口經(jīng)由所述第一半導(dǎo)體開關(guān)向所述第一(正的)直流電壓側(cè)的接口流動(即從所述發(fā)電機(jī)經(jīng)由所述整流器進(jìn)入到所述機(jī)載電網(wǎng)中或者說從所述發(fā)電機(jī)中流出)，則始終是施加在所述整流器的交流電壓側(cè)的接口上的電壓大于施加在其正的直流電壓側(cè)的接口上的相應(yīng)地整流過的電壓。如果將所述電壓例如利用一相應(yīng)地聯(lián)接的比較儀進(jìn)行比較，則可以獲得等于I的比較儀信號。在其余的時間區(qū)間中所述比較儀信號為零。如果接近50%的時間獲得一等于I的比較儀信號并且接近50%的時間獲得一等于零的比較儀信號，則所述第一和所述第二整流器元件的通電時間份額分別接近50%。在完全激勵的發(fā)電機(jī)的情況下這意味著，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不具有電氣故障。
[0021]類似地也針對如下情況有效，其中，所述電流沿著之前所述的第二方向從所述第二 (負(fù)的)直流電壓側(cè)的接口經(jīng)由所述第二半導(dǎo)體開關(guān)向相應(yīng)的交流電壓側(cè)的接口流動(即從所述機(jī)載電網(wǎng)經(jīng)由所述整流器向所述發(fā)電機(jī)流動或者說流入到所述發(fā)電機(jī)中)。在此情況下，測量到的施加在所述整流器的交流電壓側(cè)的接口上的電壓比在其負(fù)的直流電壓側(cè)的接口上的電壓更小(比如當(dāng)其負(fù)的直流電壓側(cè)的接口上的電壓接地時，在所述整流器的交流電壓側(cè)的接口上的電壓小于0V)。如前所述，所述電壓也可以利用比較儀進(jìn)行比較。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的計算單元，例如一發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器或一相應(yīng)的控制器，作為用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的器具，尤其是程序技術(shù)地設(shè)置用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0023]所述方法以軟件的形式的執(zhí)行也是有利的，因為其引起了特別小的費用，尤其是當(dāng)實施的控制器還用于其它任務(wù)且因此無論如何都存在時。用于提供計算機(jī)程序的合適的數(shù)據(jù)載體尤其是軟盤、硬盤、閃存、EEPR0M、⑶-ROM、DVD等。經(jīng)由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng))下載程序也是可行的。
[0024]本發(fā)明的其它優(yōu)點和設(shè)計方案從說明書和附圖中給出。
[0025]要理解的是，前面提到的和后面的還待闡釋的特征能夠不僅在各給出的組合中，而且在其它的組合中或者以單獨的形式應(yīng)用，而不會脫離本發(fā)明的范圍。
[0026]本發(fā)明借助附圖中的實施例示意示出并且隨后在參考附圖的情況下詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】[0027]圖1示出了在一發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的激勵電流和整流器電流之間的關(guān)聯(lián)；
圖2示出了一根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示意圖；
圖3示出了一根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示意圖；
圖4示出了在一具有完全激勵的發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電流和電壓的信號走向；
圖5示出了在一具有未激勵的或僅很小地激勵的發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電流和電壓的信號走向；
圖6示出了在一具有部分地激勵的發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電流和電壓的信號走
向；
圖7示出了在一完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的一激勵電流和一整流器電流元件的特征參量之間的關(guān)聯(lián)；
圖8不出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的電氣故障的確定。
[0028]在附圖中相互對應(yīng)的元件以相同的附圖標(biāo)記示出，以省略重復(fù)說明。
【具體實施方式】
[0029]圖1在一圖表100中示出了在一發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)中在不同轉(zhuǎn)速的情況下，即在每分鐘1800轉(zhuǎn)(曲線101)、每分鐘3000轉(zhuǎn)(曲線102)和每分鐘6000轉(zhuǎn)(曲線103)的情況下，一在X軸上的激勵電流Ierr和一在y軸上的發(fā)電機(jī)電流IGen (分別以A為單位)之間的關(guān)聯(lián)。可以看到，例如在1800轉(zhuǎn)(曲線101)的情況下從一最小IA的激勵電流開始才能夠輸出電流。本發(fā)明還能夠?qū)崿F(xiàn)，對所謂的起動電流(Angehstrom)進(jìn)行可信度檢驗。
[0030]為此可以在所述的比較儀中，其在圖3中詳細(xì)示出，例如在一調(diào)節(jié)器中執(zhí)行的情況下，獲知所述激勵電流，從該激勵電流開始，所述比較儀信號剛好大于O。
[0031]圖2示出了一根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)2的示意圖。其包括自身的發(fā)電機(jī)10、一發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器20，該發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器具有一激勵繞組21和一整流器30。所述發(fā)電機(jī)10是三相地構(gòu)造的，從而所述發(fā)電機(jī)10和所述整流器30具有三個交流電壓側(cè)的接口 U、V和W。所述交流電壓側(cè)的接口 U、V和W分別與所述整流器30的基本上相同地構(gòu)建的半橋31、32、33連接。所述整流器30的直流電壓側(cè)的接口以B+和B-來命名。
[0032]在所述整流器30的半橋31、32、33中分別布置有作為二極管示出的整流器元件Dl至D6，它們能夠?qū)崿F(xiàn)一沿著之前所述的第一或第二方向的電流。相應(yīng)的電流以I (Dl)至I(D6)來說明。在此，負(fù)號說明了從相應(yīng)的交流電壓側(cè)的接口 U、V、W經(jīng)由所標(biāo)記的整流器元件Dl、D3或D5至所述第一(正的)直流電壓側(cè)的接口 B+ (即從所述發(fā)電機(jī)10經(jīng)由所述整流器30流入到所述機(jī)載電網(wǎng)中或者說從所述發(fā)電機(jī)10中流出)的第一方向，不具有正負(fù)號的數(shù)據(jù)說明了從所述第二(負(fù)的)直流電壓側(cè)的接口 B-經(jīng)由所標(biāo)記的整流器元件D2、D4、D6至相應(yīng)的交流電壓側(cè)的接口 U、V、W (即從所述機(jī)載電網(wǎng)經(jīng)由所述整流器30流向所述發(fā)電機(jī)10或者說流入到所述發(fā)電機(jī)10中的)第二方向。
[0033]經(jīng)由相應(yīng)地標(biāo)記的導(dǎo)線，所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器20可以評價施加在所述發(fā)電機(jī)10或所述整流器30的至少一個交流電壓側(cè)的接口，這里U上的電壓、這里作為V (U)示出。所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器20可以經(jīng)由其頻率來識別一發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器20還可以評價一例如施加在所述正的直流電壓接口 B+上的直流電壓。該直流電壓可以用作針對一利用所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器20來調(diào)節(jié)的通過所述激勵繞組21的激勵電流的輸入?yún)⒘?。[0034]圖3示出了一根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)I的示意圖。該發(fā)電機(jī)系統(tǒng)I具有之前描述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)2的主要元件。
[0035]此外，設(shè)置一比較儀22，其設(shè)置用于，將一施加在所述發(fā)電機(jī)10或所述整流器30的一交流電壓側(cè)的接口上的電壓、這里V (U)和一施加在一直流電壓接口、這里B+上的直流電壓利用比較儀進(jìn)行比較。
[0036]所述比較儀22和聯(lián)接在其后的評價電路可以構(gòu)造成所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器20的一部分并且集成在一相應(yīng)的殼體中。通過所述比較儀信號的評價，可以獲知聯(lián)接在各交流電壓側(cè)的接口上的整流器元件、這里Dl和D2的通電時間份額，如部分地已經(jīng)闡述。
[0037]在圖4中展示了在一具有完全激勵的發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、例如具有所述發(fā)電機(jī)10的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)I的情況下的電流和電壓的信號走向。所有的信號走向都相對于X軸上的一以ms為單位的時間t來繪制。
[0038]圖表A示出了一以V為單位的所述比較儀22的比較儀信號V(komp)。圖表B示出了一施加在所述發(fā)電機(jī)10或所述整流器30的一交流電壓側(cè)的接口上的電壓、這里V (v),以及一以V為單位的施加在一直流電壓側(cè)的接口、這里B+上的直流電壓。所述信號原則上相應(yīng)于能夠在如圖1中所示的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)I中進(jìn)行評價的信號(V (U)和B+)。圖表C示出了一以A為單位的通過所述激勵繞組21流動的電流I (LI)。圖表D示出了以A為單位的從所述發(fā)電機(jī)10經(jīng)由所述整流器30和所述整流器元件Dl至D6流入到所述機(jī)載電網(wǎng)中或者反過來流動的電流-1 (Dl), I (D2)、-1 (D3)、I (D4)、-1 (D5)和I (D6)(關(guān)于正負(fù)號參見圖2的描述)。所述電流中的每一個分別在一正弦信號的正半波和負(fù)半波期間流動。
[0039]從圖4可見，當(dāng)例如一電流_I(D3)從所述發(fā)電機(jī)10經(jīng)由所述整流器元件D3流入到所述機(jī)載電網(wǎng)中(上述的第一方向)時，始終是施加在所配屬的交流電壓側(cè)的接口上的電壓V (V)大于施加在所述正的直流電壓側(cè)的接口 B+上的電壓。因此所述比較儀22響應(yīng)，從而獲得一比較儀信號V (komp)的一相應(yīng)值(圖表A)。所述比較儀信號V (komp)的電壓可以任意地選擇。
[0040]相應(yīng)地，以相反的方向也有效的是，一電流I (D4)經(jīng)由所述整流器元件D4流入到所述發(fā)電機(jī)10中(上述的第二方向)。這樣，所測量到的施加在所配屬的交流電壓側(cè)的接口上的電壓V (V)小于施加在負(fù)的直流電壓側(cè)的接口 B-上的電壓。因此，這里一相應(yīng)地反向配置的比較儀22也響應(yīng)。
[0041]從圖3中可見，所述比較儀信號V (komp)接近50%的時間處于IV的值上。這是因為，對置的整流器元件(這里示出的D3和D4)接近無停頓地轉(zhuǎn)移電流。此外，所述電壓V(v)具有在ps區(qū)域中的上升沿和下降沿。
[0042]雖然在圖4中特別示出了所述整流器元件D3和D4，但要強調(diào)的是，相應(yīng)的描述也對于其它的整流器元件以及它們的電流和電壓有效。因此，也可以相應(yīng)地評價其它的整流器元件以及它們的電流和電壓。
[0043]圖5示出了在一具有未激勵的或僅很小地激勵的發(fā)電機(jī)10的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電流和電壓的相應(yīng)的信號走向。圖表A至D相應(yīng)于圖4的圖表A至D。這里,所述發(fā)電機(jī)10具有OA的輸出電流?？梢钥吹?，所述比較儀信號V (komp)從未響應(yīng)，電壓V (V)自由浮動地在電壓V (b+)和OV (接地的負(fù)的直流電壓側(cè)的接口 B-的電壓)之間的范圍中運動。但所述電壓V (V)針對一電流-1 (D3)或I (D4)是不夠的。[0044]圖6示出了在一具有部分地激勵的電機(jī)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)I中的電流和電壓的信號走向。圖表A至D相應(yīng)于圖4和5的圖表A至D。
[0045]所述比較儀信號V (komp)雖然響應(yīng)，但在其響應(yīng)期間的持續(xù)時間明顯低于總時間的50%。所述電壓V (V)需要可識別的時間，用以從OV升高到V (b+)。在該中間時間中出現(xiàn)一停頓，在該停頓中沒有電流經(jīng)由相應(yīng)的相分支流動。這相應(yīng)于在圖表D中在I (D4)和-1 (D3)之間的停頓。因此，所述電壓V (V)必須首先超過所述電壓V (b+)，直到相應(yīng)的電流-1 (D3)能夠經(jīng)由所述整流器元件D3沿著所述第一方向流入到所述機(jī)載電網(wǎng)中。相反地，所述電壓V (V)必須首先低于所述電壓V (b-)、這里0V，直到所述電流-1 (D4)能夠經(jīng)由所述整流器元件D4沿著所述第二方向流入到所述整流器10中。
[0046]總體上可見，在通過所述整流器元件Dl至D6分別流動一電流-1 (D1)、I (D2)、_I(D3)、I (D4)、-1 (D5)或I (D6)期間的時間份額(這里稱作通電時間份額)或相應(yīng)的通電的持續(xù)時間(這里稱作通電持續(xù)時間)以提高的激勵電流升高并且直至50%的通電時間份額結(jié)束。該效應(yīng)尤其在低轉(zhuǎn)速的情況下產(chǎn)生。因此，可以經(jīng)由所述通電時間份額在固定的轉(zhuǎn)速的情況下在改變的激勵電流的情況下描述出一發(fā)電機(jī)10的怠速電壓的走向的特性。
[0047]如果將所述通電時間份額(或所述通電持續(xù)時間)關(guān)于所述激勵電流進(jìn)行描繪，則得到了相應(yīng)于圖7的示圖。圖7示出了在X軸上的一以A為單位的激勵電流Ierr和在左邊的y軸上的以μ s為單位的通電持續(xù)時間或者在右邊的y軸上以百分比為單位的通電時間份額之間的關(guān)聯(lián)，作為一完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的整流器元件的特征參量。
[0048]特征曲線701相應(yīng)于所述通電持續(xù)時間，特性曲線702相應(yīng)于所述通電時間份額。要注意的是，所述特性曲線與所述機(jī)載電網(wǎng)電壓(比如電壓B+)相關(guān)，因為該機(jī)載電網(wǎng)電壓首先必須被相應(yīng)的電壓V (u)、V (V)和V (w)超過。在所述特性曲線中的拐點特別是在五相的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中要注意。在5相的發(fā)電機(jī)中在相電壓走向中出現(xiàn)一拐點。隨著超過所述拐點直到B+或B-，所述通電持續(xù)時間經(jīng)歷一不連續(xù)性。
[0049]本發(fā)明例如規(guī)定，在圖7中記錄類似于特性曲線701和702的一個或多個特性曲線。這可以例如在車間中，但在任何情況下都可以在已知的完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)I中進(jìn)行。在此情況下，考慮瞬時的機(jī)載電網(wǎng)電壓，優(yōu)選所述調(diào)節(jié)電壓。因此，一個或多個特性曲線說明了在一完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)I中在至少兩個激勵電流值(Ierr)的情況下針對所述通電持續(xù)時間或所述通電時間份額的期望值。也可以使用與所述通電時間份額相應(yīng)的推導(dǎo)出的特征參量。所述一個或所述多個特性曲線可以保存在所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器20的非易失性存儲器中。
[0050]在運行中，可以在所述發(fā)電機(jī)10的一恒定的轉(zhuǎn)速的情況下通過在恒定的轉(zhuǎn)速下(理想地在空轉(zhuǎn)中)緩慢地提高所述激勵電流來進(jìn)行瞬時的發(fā)電機(jī)值的檢測。在與從所述一個或所述多個特性曲線中推導(dǎo)出的預(yù)期值強烈偏差的情況下，可以導(dǎo)入一故障反應(yīng)(例如中止一故障位、具有減小的功率的應(yīng)急功能或切斷所述發(fā)電機(jī)10)。
[0051]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式參照在一整流器分支短路的情況下的系統(tǒng)行為來確定電氣故障。這里，圖表A、B和D相應(yīng)于圖4至6的圖表A、B和D。此外，在圖表E中展示了施加在所有的交流電壓側(cè)的接口 U、V和W上的電壓V Cu), V (V)和V (w)0
[0052]在t=20ms的情況下，在具有所述交流電壓側(cè)的接口 U的相分支中出現(xiàn)一短路，從而在該相分支上不再存在電壓信號V Cu)(圖表B)。由此獲得了在電流I (U)、I (V)和I(W)中的明顯的不對稱(圖表D)。由于通過所述短路而提高的電流I (U)，雖然在較低的激勵電流的情況下就已經(jīng)激活了所述比較儀信號V (komp)，但從未到達(dá)50%或接近50%的通電時間份額。在所述發(fā)電機(jī)10中產(chǎn)生的電流的高的份額被短路。由此(無論在哪個相中)在哪里都無法產(chǎn)生50%的通電時間份額。
【權(quán)利要求】
1.用于確定一發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(I)、尤其是一陸上交通工具的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的電氣故障的方法，所述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有一發(fā)電機(jī)(10)和一整流器(30),其中，所述發(fā)電機(jī)具有一發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器(20)，所述整流器具有整流器元件(D1-D6)，其中，所述方法包括，在通過所述發(fā)電機(jī)(10)的一激勵繞組(21)的至少一個激勵電流的激勵電流值(Ierr)的情況下，分別獲知至少一個特征參量，所述至少一個特征參量相應(yīng)于所述整流器元件(D1-D6)中的至少一個整流器元件的通電時間份額，并且當(dāng)所述至少一個特征參量與一配屬的期望值偏差得比預(yù)設(shè)更大時，確定存在一電氣故障。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述期望值分別從一特性曲線(701、702)中導(dǎo)出，所述特性曲線說明了在一已知的完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(I)的情況下針對至少兩個激勵電流值(Ierr)的特征參量的值。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述特征曲線(701、702)說明了通電時間份額和/或通電持續(xù)時間，所述通電時間份額和/或通電持續(xù)時間在已知的完好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(I)中，在至少兩個不同的激勵電流值(Ierr)的情況下，在所述發(fā)電機(jī)(10)的一預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)數(shù)和/或在所述整流器(30)的直流電壓側(cè)的接口(B+、B-)之間的一預(yù)設(shè)的電壓降的情況下獲得。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，所述方法在所述發(fā)電機(jī)(10)的恒定的轉(zhuǎn)數(shù)的情況下實施。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，當(dāng)所述至少一個特征參量說明，所述整流器元件(D1-D6)中的至少一個整流器元件在一最大的激勵電流(Ierr)的情況下的通電時間份額明顯高于或低于50%，尤其是低于45%、40%、30%或20%或高于55%、60%或70%時，確定存在一電氣故障。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述至少一個特征參量通過評價至少一個施加在所述整流器(30)的一交流電壓側(cè)的接口(U、V、W)上的交流電壓(V (U)、V(V)、V (W))和至少一個施加在所述整流器(30)的一直流電壓側(cè)的接口(B+、B-)上的直流電壓(V (b+)、V (b-))來獲知。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述至少一個特征參量基于一利用比較儀將所述交流電壓(V Cu),V (v)、V (w))中的至少一個交流電壓與所述直流電壓(V (b+)、V (b-))中的至少一個直流電壓進(jìn)行比較來獲知。
8.發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器(20)，其設(shè)置用于實施按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，所述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器具有一比較儀(22 )和一計算單元，所述比較儀設(shè)置用于將至少一個施加在所述整流器(30)的至少一個交流電壓側(cè)的接口(U、V、W)上的交流電壓(V Cu),V (v)、V (w))與至少一個施加在所述整流器的一直流電壓側(cè)的接口(B+、B-)上的直流電壓(V (b+)、V(b-))進(jìn)行比較，并且基于所述比較，利用所述計算單元，能夠確定所述至少一個特征參量。
9.計算單元，尤其是按照權(quán)利要求8所述的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器(20)的計算單元，其設(shè)置用于實施按照權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法。
10.計算機(jī)程序，其具有程序代碼裝置，當(dāng)所述程序代碼裝置在一尤其是按照權(quán)利要求9所述的計算單元上實施時，所述程序代碼裝置操縱所述計算單元來實施按照權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法。
11.機(jī)器可讀的存儲介質(zhì)，具有存儲在其上的按照權(quán)利要求10所述的計算機(jī)程序。
【文檔編號】G01R31/06GK103941187SQ201410019491
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】P.梅林格 申請人:羅伯特·博世有限公司