[发明专利]气隙测量装置及风力发电机组

说明书

本发明公开了一种气隙测量装置及风力发电机组，所述气隙测量装置用于测量电机的定子和转子之间的气隙，所述转子包括转子磁轭和安装在所述转子磁轭上的多条磁极，所述气隙测量装置包括：气隙传感器，安装在相邻两个磁极之间并延伸穿过所述转子磁轭，且所述气隙传感器的探头表面与所述磁极的面对所述定子的表面齐平；控制系统，与所述气隙传感器通信，处理从所述气隙传感器接收到的测量信号并控制气隙传感器的测量操作。通过上述气隙测量装置能够以非接触的方式直接有效地测量定子与转子之间的气隙。

技术领域

本发明涉及电机上定子与转子之间的气隙测量，具体地说，本发明涉及一种用于电机的气隙测量装置及风力发电机组。

背景技术

对于电机(包括发电机和电动机)而言，定子、转子之间的空气间隙(以下简称气隙)是一项重要的电磁参数，它对电机的其他参数、运行性能及技术经济指标有着直接的影响。在发电机处于运行状态时，气隙的均匀性将直接影响电气特性和机械性能的稳定。通常，发电机出厂时会对气隙进行测量，此时气隙为冷态、静态的气隙，只具有参考价值，无法对真实的运行气隙进行准确评估。然而，在发电机实际运行中，转子和定子形状和位置会受到电机运转的离心力、热力学和磁力的影响，并且由于加工制造误差等因素，气隙会出现不均匀的变化。转子和定子不同心或失去圆度，会减少发电机组运行效率，最严重的情况下，这些问题可能导致磁性感应发热或定子转子摩擦。

为了发电机的安全、可靠运行，防止不可预料事故的发生，通过专门的发电机气隙监测系统在风力发电机机组投入试运行时和正式投产之后对气隙进行反复测量，为运行、检修提供一系列的预防性数据，并为风力发电机机组的优化设计提供相应的验证。

目前使用的气隙监控系统大都安装在定子上，而且受限于传感器尺寸，无法直接测量气隙，只能通过间接测量的方法推算气隙，测量误差大。同时，定子上的气隙传感器安装空间狭小，维护和拆装较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气隙测量装置，以实现对定子和转子之间的气隙的非接触式直接测量，从而提高测量精度。

本发明的另一目的在于提供一种风力发电机组。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种气隙测量装置，用于测量电机的定子和转子之间的气隙，所述转子包括转子磁轭和安装在所述转子磁轭上的多条磁极，所述气隙测量装置包括：气隙传感器，安装在相邻两个磁极之间并延伸穿过所述转子磁轭，且所述气隙传感器的探头表面与所述磁极的面对所述定子的表面齐平；控制系统，与所述气隙传感器通信，处理从所述气隙传感器接收到的测量信号以及控制气隙传感器的测量操作。

可选地，所述气隙测量装置还包括为所述气隙传感器和所述控制系统供电的电源。

可选地，在所述电机为内定子外转子结构时，所述气隙测量装置还包括贴附在所述转子磁轭的外表面上的柔性的太阳能电池板以用于为所述电源充电；在所述电机为外定子内转子结构时，所述电源包括安装在所述转子磁轭上的电滑环。

可选地，在所述转子磁轭的处于相邻两个磁极之间的部分上开设有安装孔，用于安装所述气隙传感器。

可选地，所述安装孔呈台阶状，所述气隙测量装置还包括被适配地安装在所述安装孔内的安装座，所述气隙传感器在所述安装孔内延伸穿过所述安装座。

可选地，所述气隙传感器包括螺纹部和探头部，所述探头部面对所述定子，所述螺纹部与所述安装座螺纹连接，所述气隙测量装置还包括用于锁紧所述螺纹部与所述安装座的螺母。通过使螺纹部与安装座螺纹连接，能够利用螺纹副对气隙传感器相对于定子的表面的位置进行调整，最终确保气隙传感器的探头表面与磁极的面对定子的表面齐平，从而显著提高测量精度。

可选地，在所述安装座与所述安装孔之间安装有密封构件。