交流发电机测试方法和使用脉动检测的系统技术方案

一种用于根据交流发电机输出信号中的频率成分来评价交流发电机工作的方法和系统。该方法包括检测交流发电机输出信号的频率成分，用一个门限频率比较交流发电机输出信号的频率成分，并根据比较的结果评价交流发电机的工作。如果交流发电机输出信号的频率成分低于门限频率，交流发电机被确定有缺陷。通过用一个自适应门限与交流发电机输出信号相比较能够获得频率成分。基于交流发电机输出信号的峰值信号电平和最低信号电平产生自适应门限，比如峰值信号电平和最低信号电平的平均。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求受益于美国临时专利申请序列号No.60/214,254的优先权，标题“自动电气系统测试装置和方法”，于2000年6月26日提交。即使是通过整流的，交流发电机的输出也不是很平滑。在整流之后，一个交流发电机输出的波形通常是在一个DC分量上的低幅度的脉动。附图说明图1显示了在整流之后一个三相交流发电机的交流发电机输出信号的例子。用于交流发电机中的整流器部件包括二极管。如果一个或多个二极管有故障，比如开路或短路，交流发电机输出波形会变形失真。图2a-2e示例了当整流器中的一个或多个二极管有故障时交流发电机的输出波形。图2a是一个正常的交流发电机的输出波形。图2b显示了一个整流二极管短路的交流发电机的波形，图2c显示了具有两个整流二极管短路的交流发电机的波形，图2d显示了具有一个二极管开路的交流发电机的波形，图2e显示了具有两个二极管开路的交流发电机的波形。在任何情况中，失真的交流发电机输出波形可能会危害由交流发电机供电的电气系统。因此，对于交流发电机的测试来说，确认一个交流发电机和它的整流器部件操作是否正常是重要的。确定二极管的工作状态的一种方法是通过分解整流器部件并单独的测量每个二极管。然而该方法消耗时间和没有效率。一些交流发电机的测试者通过检测交流发电机输出信号的脉动幅度来确定交流发电机的好坏。如图2b-2e所示，失真的脉动波形的幅度有大于图2a中所示的正常的脉动波形。因此，一些测试者使交流发电机输出信号通过具有一个预置门限电压A的一个比较器来测试(看图3a)。比较器通过脉动检测门限电压的交叉。当脉动电压高于门限电压时比较器输出一个逻辑状态“1”，和当脉动电压低于门限电压时输出一个逻辑状态“0”。对于正常输出波形，脉动幅度总是高于门限电压A。因此，比较器的输出是逻辑状态“1”。相反，如果整流器部件被损坏，脉动波形将与图2b-2e中示例的波形类似，并且脉动的最低电压将低于门限电压A。逻辑状态“0”将出现在比较器的输出上，表示交流发电机有故障。然而该方法引来问题。出于各种原因，比如改变发动机转速，交流电发电机输出的DC元件趋于在不同的DC电平之间浮动，并因此脉动电压振荡波动。由于门限电压是一个固定的值，波动波形的电压可下降到门限电压以下(看图3b)。因而，比较器将会指示交流发电机故障，即使整流器部件工作正常。相反，当DC电平升到门限电压值之上时，比较器的输出是逻辑“1”，而不管一个或多个二极管可能是坏的。根据这些情况，利用脉动幅度确定交流发电机的好坏可能会产生错误。即使在整个测试过程中发动机转速是稳定的，使用脉动幅度的方法还是会引来问题。例如，一些汽车装备有位于远离交流发电机的电池开用长导线连接到交流发电机。对于靠近交流发电机来说，在电池和交流发电机之间跨越的导线具有不同的阻抗。这种不同的阻抗趋于影响交流发电机输出信号的DC电平，如上所述，并因此产生不正确的测试结果。按照本专利技术的方法包括检测交流发电机输出信号的频率成分，用一个门限频率比较交流发电机输出信号的频率成分，并根据比较结果评价交流发电机的工作。本专利技术的每个用于评价一个交流发电机工作的系统包括一个终端，用于接收表示交流发电机的输出的交流发电机的输出信号，一个频率检测设备，用于检测交流发电机输出信号的频率成分，一个控制器，用于使交流发电机输出信号的频率成分与一个门限频率相比较，并根据比较结果产生一个指示信号，和包括一个指示设备，响应指示信号的内容，用于指示交流发电机的工作。按照本专利技术的一个方面，频率检测设备可以包括例如一个门限设备，用于产生一个参考门限，以及一个比较器，用于用参考门限比较交流输出信号的电平。比较器产生表示交流发电机输出信号的频率成分的一个频率信号。按照本专利技术的一个方面，基于按照一个预定规则的交流发电机输出信号的电平，可以产生该参考门限。参考门限可以是交流发电机输出信号的一个峰值信号电平和一个最低信号电平之间的一个值。例如，参考门限可以是峰值信号电平和最低信号电平的平均值。按照本专利技术的一个实施例，用于评价一个交流发电机工作的一个系统包括一个终端，用于接收表示交流发电机的输出的交流发电机的输出信号，一个自适应门限设备，用于按照一个预定规则根据交流发电机输出信号的电平产生一个参考门限，和一个比较器，用于用参考门限比较交流发电机输出信号的电平并产生一个基于比较结果指示交流发电机输出信号的频率成分的频率信号。一个控制器，响应于频率信号，用交流发电机输出信号的频率成分与一个门限频率比较并基于频率成分和门限频率的比较结果产生表示交流发电机工作的一个指示信号。一个指示设备，响应于指示信号的内容指示交流发电机的操作。本专利技术的方法和系统，使用交流发电机输出信号的频率成分以评价一个交流发电机的好坏，提供一种有效的和精确的交流发电机的工作指示。即使是交流发电机输出信号的DC电平波动，误诊断也会减少。根据下面的详细描述本专利技术的其他的优点和新颖性特点将显而易见的，只是通过简单的示例而并非具有限制性。作为实现，本专利技术可以是其它的和不同的实施例，并且在完全不脱离本专利技术的情况下，许多细节能够用各种明显的方式进行修改。因此，附图和描述实质上是作为示例性的，而并非具有限制性。图2a-2e显示了交流发电机输出波形的例子。图3a和3b示例了使用一个固定门限电压的一个比较器输出。图4是一个方框图，说明按照本专利技术实现的交流发电机测试系统。图5显示了电路部件的一个例子，使用于按照本专利技术实现的一个交流发电机测试系统中。图6是一个流程图，示例了按照本专利技术实现的一个汽车发电机的测试过程。优选实施例的描述出于示例的目的，将描述在一个汽车中的用于评价一个交流发电机工作的所提供的方法和系统的例子。在下面的描述中，陈述了许多具体细节以便完全清楚的理解本专利技术。然而，显而易见的是，对于本领域普通技术人员来说，不用这些特殊细节也可以实现本专利技术。在其他例子中，熟知的结构和设备以方框图的形式显示以便避免不必要的混淆本专利技术。如图2b-2e所示，具有缺陷的整流器部件的交流发电机的输出波形与图2a中所示的一个正常的交流发电机相比具有较低的频率，就是说，交流发电机以设计的功能工作。按照本专利技术实现的一种方法和系统基于波形的脉动频率来确定一个交流发电机的好坏。如果脉动频率低于一个门限频率，确定交流发电机有缺陷。图4显示了按照本专利技术实现的一个交流发电测试系统的方框图。出于示例的目的，用在一个汽车中给电池充电的交流发电机来描述测试系统的操作。在一辆汽车中，通过汽车发动机驱动交流电发电机(未示出)以产生电力。交流发电机的输出经一组电池端333被耦合到电池334。测试系统300具有用于接收表示交流发电机输出的交流发电机输出信号330的终端。交流发电机输出信号可以是给电池334充电的交流发电机产生的电压和/或电流。可替换的，交流发电机输出信号330可以是来自一个运载车辆计算机或表示交流发电机输出的其它测试装备的一个信号。在任何情况中，如上所讨论的交流发电机输出信号330包含表示交流发电机输出的脉动的一个信号成分。在操作中，测试系统300可以直接被耦合到用于接收交流发电机输出信号330的交流发电机的输出端，或可替换的，到交流发电机被耦合的电池端。可替换的，测试系统300可以使用一个信号插座，连接到一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评价交流发电机工作的方法，包括：检测交流发电机输出信号的频率成分；用门限频率比较交流发电机输出信号的频率成分；和根据比较步骤的结果评价交流发电机的工作。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯G蒂贝迪奥，里查德J芬里希，亚历杭德罗P布罗特，阿兰D格策尔曼，保罗A威廉斯，
申请(专利权)人：捷装技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]