[实用新型]一种电磁感应式发电机气隙检测装置

说明书

技术领域

本实用新型一种电磁感应式发电机气隙检测装置，属于发电机的故障检测领域。

背景技术

发电机主要由定子、转子、端盖、机座及轴承等部件构成，定子旋转切割磁感线产生感应电动势，通过接线端子引出，实现发电。当发电机运行时，若发电机转轴绕曲、转子不圆或定子中心与转子轴心不重合，将导致定、转子间的气隙不均匀，从而产生不平衡磁拉力；单边不平衡磁拉力沿着圆周作周期性移动，引起机组振动；发电机组的振动会致使机组焊接点开裂、零部件疲劳，直接影响其使用寿命。电机定转子气隙不均直接影响着电机的安全稳定运行。首先，发电机定、转子间气隙的不均匀会产生不平衡磁拉力，从而导致机组的振动；其次，不均匀的气隙变化会影响电机运行的功率；第三，电机机组在气隙不均匀的情况下运行时噪音会变大；第四，机组在不均匀的气隙状况下运转，严重时容易导致轴承温度升高，损坏电机轴承。为此，对电机定转子气隙进行测量非常重要。

目前，测量电机气隙的主要方法是采用平板电容式传感器，其基本原理为：将平板电容式传感器固定在发电机定子内壁，当发电机转子磁极运行至传感器相对位置时，传感器与转子磁极便构成一个电容器；此电容器的电容值只与两极板间的距离（气隙）有关，通过测量电容器电容值即可判断定、转子间气隙是否均匀。但这一方法存在一些的缺点，首先，电容式位移传感器测量电路需施加一外源激励，且要求激励频率和幅值稳定，这就导致了技术的复杂性和难度。其次，电容检测电路非线性，传感器特性曲线拟合困难。

中国专利《一种间隙快速电磁测量方法及传感装置》（CN 102927895 A），公开了一种间隙快速电磁测量方法及传感器装置，基于电磁感应原理，设计一种适用于任何金属或非金属材料的间隙电磁测量传感器装置及其测量方法，传感器装置由二个金属薄片、检测线圈薄板、手持杆、紧固件、导线组成，测量方法包括标定和实测二个过程，本传感器装置及其测量方法采用独特的铁磁性微弹片，即可适应任何材料间隙检测，且检测信号动态范围、线性度都获得良好的改善，具有测量速度快、精确定量、无漏检的重要特点，可有效替代常规间隙尺寸测量方法，快速、精确、全面测量工件间隙尺寸，适用于各种金属或非金属管材、板材、弯曲工件等的间隙测量工作。然而这一方法仅适用于静态测量，不能实现实时的在线检测；同时其装置较为复杂，必须采用电源对其装置进行供电。

中国专利《电容式位移传感器》（CN 1087987A），是一种专门检测电机定转子间气隙的方法。其测量原理为：平板式传感器和发电机的磁极，在极板间面积、介电常数不变的情况下，电容值只与极板间的距离有关。通过电容值与距离之间的数学关系，即可测量定转子气隙值。然而因为寄生电容的存在，这一方法测量存在非线性，精度不高；同时该装置相对复杂，需要外加激励源才能实现测量。

发明内容

针对上述缺点，本实用新型提出一种电磁感应式发电机气隙检测装置，此方法及其装置，在测量过程中无须外加激励源；无寄生及杂散电容的影响；感应电压与定转子气隙几乎呈线性关系，数据分析简单。

本实用新型采取的技术方案为：

一种电磁感应式发电机气隙检测装置，包括探测线圈、感应电压信号测量装置，探测线圈紧贴于定子内表面，探测线圈外形与定子内表面的弧度吻合。

探测线圈的轴向方向为单层结构。

探测线圈由直径小于0.2mm的绝缘细铜丝绕制而成。

探测线圈的匝数为10-20。

探测线圈的外直径不超过10mm。

本实用新型一种电磁感应式发电机气隙检测装置，优点在于：

首先，装置利用电机本身的电磁场作为源，在测量过程中无须外加激励源；其次，可实现轴向与周向两个方位的气隙均匀度的测量；第三，无寄生及杂散电容的影响；第四，感应电压与定、转子气隙几乎为线性关系，更容易判断气隙的均匀性，数据分析简单；第五，测量信号为电压信号，对电机本身的电磁场无任何影响。

本实用新型既能实现动态在线测量，同时可避免“电容式位移传感器”寄生及杂散电容的干扰。

附图说明

   图1为本实用新型中周向连续布置的电磁感应式发电机气隙检测示意图。

   图2为本实用新型中周向间隔布置的电磁感应式发电机气隙检测示意图。

   图3为本实用新型中轴向单一布置的电磁感应式发电机气隙检测示意图。

   图4为本实用新型中轴向间隔布置的电磁感应式发电机气隙检测示意图。

   图5为本实用新型中单个探测线圈布置示意图。