專利名稱：檢測疊片鐵心片間短路的方法和設(shè)備的制作方法
專利說明 本發(fā)明涉及一種檢測電機疊片鐵心片間短路的方法，在這方法中，利用一個輔助繞組將疊片鐵心磁化，而鐵心表面則用一個裝有串接的測量儀表的測量線圈裝置進行探測。
本發(fā)明還涉及一種實施這方法的設(shè)備。
本發(fā)明起源于一種現(xiàn)有技術(shù)，如在AT-雜志“ELIN雜志”1984年1/2冊，第58頁上登載的一段‘定子鐵心上的磁分路測位’中所敘述地。
層疊的定子鐵心，特別是電機的定子鐵心，在制造時和在運行期間的維護采用定子鐵心環(huán)激勵的測量方法，以額定感應(yīng)來檢測片間短路。該方法顯示出在局部溫度差異下片間短路電流的效應(yīng)，但要求有大功率的和能調(diào)整的高壓電源以及大截面的勵磁線圈。
對于帶有內(nèi)裝繞組桿的定子鐵心片來說，用這種檢測方法只能辨認在齒冠表面上的缺陷位置(許多鐵心之間的短路)，而不能辨認在槽底和槽側(cè)的鐵片缺陷。用這個方法只能識別具有一定接觸電阻并因此而產(chǎn)生局部溫度差異的片間短路，而不是所有的片間短路位置。而且僅僅憑借溫度升高并不足以對片間短路位置作出定量的判斷。
通常的鐵片檢測方面的缺陷可以用前述“ELIN雜志”公布的在一個弱的磁軛感應(yīng)下由片間短路電流場構(gòu)成的測量方法來避免。對于疊片鐵心的磁化只需要一個低壓電源。這樣，實際上幾乎所有的片間短路都能查明，也包括那些位于槽邊或槽底的片間短路。此外，還包括整個極靴的鏜制表面(也包括槽表面)疊片絕緣的狀態(tài)。鐵心可以用內(nèi)裝的轉(zhuǎn)子來檢測。這一公知的方法能夠?qū)ζg短路的位置進行合格的分析?？赡軐崿F(xiàn)的鐵片修理的效率就能立即很容易地進行控制。此外，還能對許多電機的疊片鐵心狀態(tài)作比較。在時間進程中的疊片鐵心的變化和老化就能加以確定。
但不利的是對于一個疊片鐵心-缺陷位置來說，其讀出的測量值讀數(shù)與故障電流成正比(“起因”)，而不與在運行中出現(xiàn)的過熱溫度成正比(“后果”)。但是，由于“起因”和“后果”純屬物理的關(guān)系而不是簡單的從屬關(guān)系，因此就必須憑借一些經(jīng)驗才能解釋測量的結(jié)果。在這里，對顯示出來的測量值讀數(shù)的解釋并沒有問題，因此，這種顯示出的測量值讀數(shù)都是來源于缺陷，困難解釋的是擴散的測量值讀數(shù)，因為，這既關(guān)系到“熱點”也關(guān)系到疊片鐵心的非均勻性。
為了能使測量值讀數(shù)定量地與全然不同的疊片鐵心類型相符合，將在每一測量開始時都進行相對的校準。疊片鐵心的小分段在接通激勵時被表面地短路(校準失誤點)，并對此登記測量值讀數(shù)。對于一個實際的定子鐵心缺陷讀數(shù)，根據(jù)進行中的相對校準，可以從中推斷出實際缺陷的大小。
從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是創(chuàng)制出一種不存在前述缺點的檢測疊片鐵心片間短路的方法，在這方法中不必進行對完整無缺的或校準缺陷位置的程序性相對校準，就能得出故障點位置和大小的定量結(jié)論。
本發(fā)明的另一任務(wù)就是提供一種實行這方法的設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，這任務(wù)是這樣解決的，即，通過利用至少兩個在電的方面分開并徑向隔開的，但在機械上相互連接的測量線圈，就可以從測量線圈中感應(yīng)電壓的相位差和/或振幅變化查明片間短路電流的磁場的徑向分布。
用于實施該方法的相應(yīng)的設(shè)備包括一個用于對疊片鐵心充磁的輔助線圈，一個帶有兩個在電方面分開，但機構(gòu)上又相互連接的測量線圈的測量探針，一個連接在測量線圈上用于掌握在測量線圈中感應(yīng)電壓的相位角偏差和/或振幅變化的測量設(shè)備和一個串接的記錄單元。
下面將根據(jù)附圖對本發(fā)明作較詳細的說明。


圖1說明定子鐵心的環(huán)狀激勵的原理圖; 圖2說明測量線圈位置的概略; 圖3在兩個定子齒上的測量設(shè)備的截面圖，并附有在未受損害的定子鐵心上的相應(yīng)矢量圖; 圖4與圖3相似但帶有片間短路時的布置圖; 圖5用于產(chǎn)生基準信號的布置圖并附有相應(yīng)的矢量圖; 圖6測量設(shè)備的概略圖示連同其機組連接圖; 圖7表示相位差變化的曲線圖。
一個電機的定子鐵心1利用一個圍繞定子鐵心的線圈2以通常測量中的環(huán)狀激勵使其微弱地磁化(圖1)。在這測量中的磁軛感應(yīng)只占額定感應(yīng)的大約5-10%。對感應(yīng)線圈的供電，低壓網(wǎng)路就夠用了。環(huán)狀磁化最好通過一個接到低壓網(wǎng)路上的可調(diào)節(jié)輸出電壓的自耦變壓器(調(diào)節(jié)變壓器)3來實現(xiàn)。通過并聯(lián)電容器4的無功電流補償，可能會發(fā)生饋電電流IQ的減少。在這測量中最大的饋電電流大約為20A。
通常用額定磁軛感應(yīng)的鐵片檢測把片間短路的加熱(“熱點”)記錄下來(紅外線攝影機人工探測)與此不同，在本方法中，疊片鐵心的表面?zhèn)溆幸粋€線圈裝置5，該裝置包括兩個相互牢牢地連結(jié)，但徑向又相互隔離的測量線圈6，7，由其確定片間短路電流的磁場的徑向分布(圖2和3)。在測量線圈6，7的端頭測量得的沒有片間短路的鐵心的電壓Um1、Um2是與線圈端頭之間的磁位或者與磁化電流成正比的。測量線圈因此被用作測量線圈端頭之間線積分的磁性電壓表(“羅高夫斯基線圈”)。兩測量線圈感應(yīng)電壓之間的夾角等于零(圖3)。當發(fā)生片間短路8時，故障電流IF通過短路的鐵片，在測量線圈6，7中感應(yīng)出不同相位移的電壓。

測量線圈6、7是對故障電流的感應(yīng)線圈，這線圈在疊片鐵心的徑向方向上測量出故障電流的不同磁感應(yīng)BF。借此，當片間存在短路8時，在測量線圈6，7的電壓之間就產(chǎn)生了相位移△α(見圖4和5的矢量圖)。
由故障電流引起的測量電壓的相位移是隨片間短路電流的大小和線路長短而定的。加強測量線圈6，7的電壓，并用一個相位檢波器9來確定測量電壓的相位角偏差△α和/或振幅變化△φ(圖6)。
最好把測量線圈6，7裝入一個可移動的載運器10上，利用繩索傳動和一只驅(qū)動馬達11可以使之沿著槽口從疊片鐵心1的一端移動至另一端。一個與驅(qū)動馬達11相連接的自動同步發(fā)送機或位移傳感器12可以使其掌握載運器，并隨之測量線圈裝置5的軸向位置。
通過鐵片電流引起的測量電壓的相位偏差△α和/或振幅變化△φ可用一個X-Y記錄器13，以一系列線條(每一條線代表一個槽口)予以記錄。
將沿著槽口記錄下來的信號與相當于鐵片電流的信號作比較。一條用細的導(dǎo)體制成的，并具有與片間短路相同寬度16的回線14被固定在齒冠表面15上并饋以與片間短路電流相當?shù)碾娏?圖5)。
片間短路電流是通過接到網(wǎng)路中的自耦變壓器3進行饋電的。來自短路鐵片的片間短路電流是由鐵片之間的已知電壓值和單張鐵片的阻抗來確定的。測量線圈的信號(△α)然后連同和不連這回線電流分別予以記錄(△αE)，并與片間短路電流的信號(△αF)進行比較(圖7)。
如果不用繩索傳動，載運器也可制成扁平形的自行行走的支架，這樣，根據(jù)圖6，其驅(qū)動馬達與一個位移傳感器或者自動同步發(fā)送機相連接以掌握其行駛的路程。
上面所述的方法對于帶有內(nèi)裝轉(zhuǎn)子的電機也能用于定子鐵心的檢測。但在這種情況下，轉(zhuǎn)子在電機的一端必須與地面完全絕緣，就象通常大的發(fā)電機那樣。
一個在電機的兩端不絕緣的軸象一個次級短路繞組一樣，由于良好的磁力耦合，在弱的激勵情況下仍能通過幾百安培的電流。在電機一端的軸是否不帶絕緣可以用一個羅高夫斯基線圈測量軸電流和測量在電機非驅(qū)動一端的對地軸電壓約巴ü蟠筇岣叩轎ㄗ猶拇嘔枰陌才嘣訊右勻范ā 在帶有內(nèi)裝轉(zhuǎn)子的電機情況下，特別是大的葉輪機，其定子鐵心的充磁最好由一個強電流的饋電電源來實現(xiàn)，這電源在電機的兩端之間與絕緣的軸相連。
權(quán)利要求
1、檢測電機疊片鐵心(1)片間短路的方法，在這方法中，疊片鐵心(1)利用一個輔助繞組(2)將其磁化，而鐵心表面則用一個裝有串接的測量儀表(9)的測量線圈裝置(MS1，MS2)予以探測，其特征在于通過利用至少兩個在電方面分開并徑向隔開的，但在機械上又相互連接的測量線圈(6，7)就可以從測量線圈(6，7)中感應(yīng)電壓(UM1，UM2)的相位差和/或振幅變化查明片間短路電流(IF)的磁場的徑向分布。
2、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于通過一個相位檢波器(9)就可以查明測量線圈(6，7)信號的相位差(△α)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于用一個記錄器(13)來掌握測量線圈(6，7)信號的振幅差(△φ)。
4、根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其特征在于將記錄下來的信號與相當于片間短路電流的信號作比較，這里一個相應(yīng)寬度的回線(14)固定在鐵片表面(15)上，并饋以相應(yīng)的片間短路電流。
5、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其特征在于測量線圈(6，7)安裝在一個載運器(10)上，并利用一只驅(qū)動馬達(11)使之沿著鐵心(1)從一端移向另一端。
6、根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其特征在于鐵心(1)的充磁是由一個強電流的饋電電流通過轉(zhuǎn)子軸來實現(xiàn)的，這電源在電機的兩端之間與絕緣的軸相連。
7、用于實施根據(jù)權(quán)利要求1的方法的設(shè)備，其特征在于一個用于對疊片鐵心(1)充磁的輔助線圈(2)，一個帶有兩個在電方面分開的，但在機械上相互連接的測量線圈(6，7)的測量線圈裝置(5)，一個連接在測量線圈上、用于掌握在測量線圈中感應(yīng)電壓(UM1，UM2)的相位角偏差和/或振幅變化的測量設(shè)備(9)，以及一個連接在測量設(shè)備上的記錄單元(13)。
全文摘要
為了在疊片鐵心上探測片間短路(8)，疊片鐵心(1)受到一個輔助線圈的磁化。鐵表面(15)由一個帶有兩個在電方面分開，而在機械上互相連接的線圈(6，7)的測量線圈裝置(5)平探測。在一個串接的測量儀(9)中，將線圈的輸出信號互相進行比較；當片間短路時，通過短路鐵片的故障電流在線圈內(nèi)指示出不同相位移的電壓，這電壓容許通過片間短路的位置和大小接地。
文檔編號G05D3/12GK1038359SQ89101528
公開日1989年12月27日 申請日期1989年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月19日
發(fā)明者茲勒蒂米爾·波西德爾 申請人:亞瑞亞·勃朗·勃威力有限公司