[实用新型]轴电流与轴磁通复合传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可同时对发电机的轴电流和激发轴承内部电流的轴磁通进行检测的传感器，属检测技术领域。

背景技术

轴电流在大型电机中普遍存在，其热效应会对轴承产生热腐蚀，使轴承表面状态恶化，久而久之会导致电机振动加剧，甚至会引发灾难性后果，因此必须对轴电流进行检测。现有的轴电流传感器一般是由套装在电机转轴上的环状铁心和绕制于铁心上的轴电流检测线圈构成的(如图1所示)，当有轴电流存在时，通过测量串联于铁心线圈回路中的电阻两端的电压就可测得轴电流的大小。

在电机运行过程中，由于不对称以及故障等原因，还会产生沿转轴流动的轴向磁通，该磁通回路如图2所示。当转轴旋转时，会在转轴局部激发很高的交变电势，一旦电势击穿油膜，会在轴承局部形成放电回路，对轴承表面造成伤害。

现有轴电流传感器的不足之处在于它只能检测到流经电机转轴内的轴电流，而不能检测由轴向磁通引起的轴承内部的电流，即只能检测轴承-油膜-转轴-油膜-轴承-基座回路的交流和突变电流，对于轴承-油膜-轴承回路的电流则无法检测，因此也就难以全面地对轴承的受破坏情况作出反映。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种可同时对发电机的轴电流和激发轴承内部电流的轴磁通进行检测的轴电流与轴磁通复合传感器。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种轴电流与轴磁通复合传感器，它包括一个由套装在电机转轴上的环状铁心和绕制于环状铁心上的轴电流检测线圈构成的轴电流传感器，在轴电流传感器与电机转轴之间增设轴磁通检测线圈，所述轴磁通检测线圈环绕于电机转轴外且与轴电流传感器紧贴固定，固定时，轴磁通检测线圈和轴电流检测线圈之间相互垂直，轴磁通检测线圈的两个引线之间串接检测电阻，检测电阻的两端即为轴磁通传感器的信号输出端。

上述轴电流与轴磁通复合传感器，所述轴磁通检测线圈由绝缘塑料封装。

本实用新型利用由套装在电机转轴上的环状铁心和绕制于铁心上的轴电流检测线圈构成的轴电流传感器检测流经电机转轴内的轴电流，利用轴磁通检测线圈检测可激发轴承内部电流的轴磁通，同传统轴电流传感器相比，本实用新型对轴承电流的检测更加全面，既能测量轴电流，又能测量轴向交变磁通，而且结构简单，制作方便，成本低廉。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是现有轴电流传感器的结构示意图；

图2是轴向磁通回路示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是A-A剖视图；

图中各标号为：1、环状铁心；2、轴电流检测线圈；3、绝缘塑料；4、轴磁通检测线圈；5、电机转轴；6、油膜；7、轴电流检测线圈引线；8、轴磁通检测线圈引线；φ、轴磁通回路；I、由轴向磁通引起的轴承内部的电流。

具体实施方式

参看图3、图4，为了使轴承电流的检测更加全面，本实用新型在原有的轴电流传感器的基础之上，增设了轴磁通检测线圈4，使之既能测量轴电流，又能测量轴向交变磁通，轴磁通检测线圈4由铜导线绕制而成，并由绝缘塑料3封装，不仅制作方便而且成本低，达到“一感多能”的效果。

传感器的制作

首先将铜导线绕制成环状，制成轴磁通检测线圈4，然后采用绝缘塑料3将其塑封成圆环状，圆环的外径刚好与轴电流传感器的内径相当；与轴电流传感器类似，将圆环分割成两个半圆环，对接头加以处理，在安装轴电流传感器时将两个半圆环对接，嵌放在传感器内部，并保证圆环分割面间的铜线按分割前的顺序可靠接触。测量时，将轴磁通检测线圈4的两个引线9之间接一个电阻，通过检测电阻两端的电压即可换算出轴向交变磁通。由于轴电流传感器与电机转轴5之间的间隙有限，因此对轴向磁通传感器的径向厚度有严格的要求，随之对铜导线的直径也有限制，因此轴磁通检测线圈4最好采用单层细线绕制，同时要保证两个半圆环之间的铜线可靠接触。

本实用新型的原理：

感生电动势的计算公式是：

其中U为感生电动势，N为绕组的匝数，是穿过绕组的磁通量。

由于轴磁通检测线圈4和轴电流检测线圈2之间相互垂直，因而两者之间没有互感，无相互影响之嫌。同时，轴电流产生的环状磁通也不穿过轴磁通检测线圈4，对轴磁通的测量没有影响；轴向交流磁通的磁场也不经过轴电流检测线圈2，因此，两者的测量独立性都可以保证。

本实用新型既可以测量轴电流，又可以测量轴向交变磁通，不仅对轴承破坏因素进行了更加全面的监测，还有助于检测电机的某些故障，从而为电机的状态监测提供了有益信息。