[发明专利]用于交流发电机定子匝间短路检测的方法和装置

权利要求书

1.一种用于确定交流发电机的定子绕组中是否发生匝间短路的方法，所述方法包括：

确定所述交流发电机的输出电压或电流，其中所述输出电压或电流包括所述交流发电机的输出的AC至DC转换所导致的交流发电机脉动电流频率；

确定所述交流发电机的速度；

通过所述交流发电机的速度确定所述交流发电机的交流发电机脉动电流频率；

通过所述交流发电机脉动电流频率确定绕组脉动电流频率；

确定所述绕组脉动电流频率的振幅；

将所述绕组脉动电流频率的振幅与预定振幅比较；以及

如果所述绕组脉动电流频率的振幅与所述预定振幅之间的差值大于预定阈值，则确定发生了匝间短路。

2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述交流发电机的输出电压或电流包括测量电池的电流或电压，其中所述交流发电机为所述电池充电。

3.如权利要求1所述的方法，其中确定所述发电机的速度包括基于车辆发动机的速度以及所述交流发电机的带轮比率来确定所述交流发电机的速度。

4.如权利要求1所述的方法，其中确定所述交流发电机的速度包括执行快速傅里叶变换(FFT)操作来识别所述交流发电机的输出电压或电流的频谱信号、识别已知其内存在所述交流发电机脉动电流频率的频谱信号内的峰值检测搜索范围、将所述搜索范围内的最高峰值频率识别为所述交流发电机脉动电流频率、以及将所述最高峰值频率转换成所述交流发电机速度。

5.如权利要求1所述的方法，其中确定所述绕组脉动电流频率包括使用下述公式：

ω=1／3*(RPM_alt*电极对数量*二极管数量／60)

其中ω是所述绕组脉动电流频率，RPM_alt是所述交流发电机的速度，电极对数量是所述交流发电机中的电极对的数量，而二极管数量是整流电路中的二极管的数量。

6.如权利要求1所述的方法，其中确定所述绕组脉动电流频率的振幅包括对所述交流发电机的输出电压或电流执行快速傅里叶变换(FFT)以得到频谱信号。

7.如权利要求6所述的方法，其中执行所述FFT程序包括执行单频率FFT程序。

8.如权利要求7所述的方法，其中确定所述绕组脉动电流频率的振幅包括使用下述公式：

其中s(n)是中间变量，I(n)是电流(或电压)测量值，ω是具体选定的数据位的频率，X(n)是所述数据位处的绕组脉动电流频率的振幅，n=t、t-1、…、t-255，而j是负一次平方根。

9.一种用于确定交流发电机的定子绕组中是否发生匝间短路的方法，所述方法包括：

测量由所述交流发电机充电的车辆的电池电流或电压，其中所述电池电流或电压的测量值包括所述输出电压或电流的AC至DC转换所导致的交流发电机脉动电流频率；

确定所述交流发电机的速度；

基于所述交流发电机的速度以及所述交流发电机的场占空比来估算所述交流发电机的输出电流；

通过所述交流发电机的速度确定所述交流发电机的交流发电机脉动电流频率；

通过所述交流发电机脉动电流频率确定绕组脉动电流频率；

执行所述交流发电机的输出电压或电流的单频率快速傅里叶变换(FFT)分析来生成频谱；

通过所述频谱确定所述绕组脉动电流频率的振幅；

将所述绕组脉动电流频率的振幅与预定振幅相比较；以及

如果所述绕组脉动电流频率的振幅与所述预定振幅之间的差值大于对应于所述交流发电机的速度和电流的预定阈值，则确定发生了匝间短路。

10.一种用于确定交流发电机的定子绕组中是否发生匝间短路的系统，所述系统包括：

用于确定所述交流发电机的输出电压或电流的装置，其中所述输出电压或电流包括由所述交流发电机的输出的AC至DC转换所导致的交流发电机脉动电流频率；

用于确定所述交流发电机的速度的装置；

用于通过所述交流发电机的速度来确定所述交流发电机的交流发电机脉动电流频率的装置；

用于通过所述交流发电机脉动电流频率来确定绕组脉动电流频率的装置；

用于确定所述绕组脉动电流频率的振幅的装置；

用于将所述绕组脉动电流频率的振幅与预定振幅相比较的装置；以及

用于在所述绕组脉动电流频率的振幅与所述预定振幅之间的差值大于预定阈值时确定发生了匝间短路的装置。