專利名稱：裝有轉子的發電機的診斷裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及裝有轉子的發電機的診斷裝置，它可以傳送關于與定子和轉子之間電機氣隙相鄰的部件的信息。本發明還涉及發電機的診斷方法，尤其是用于診斷與定子和轉子之問的電機氣隙相鄰的部件的方法。
在這種情況下，尤其是所謂電機氣隙-該氣隙位于不動的定子和工作時轉動的轉子之間-的檢查是很重要的，應盡可能不用從定子中費事地拆卸轉子就能作到。
在電機氣隙檢查時涉及到一方面通過視覺觀察方法獲得關于轉子繞組線圈短路、疊片包、可在定子孔中看到的部件如槽楔和疊片的狀態、轉子表面包括楔及端板等的信息。
另一方面，通過另外的測量方法對與氣隙相鄰的部件的狀態進行檢測，該檢測具有以下重點定子槽楔、定子疊片包、疊片短路。定子槽楔狀態的評價方法譬如基于這樣一個系統，該系統用固定的力度敲擊槽楔和記錄產生的振蕩。定子疊片包的狀態借助這樣的方法檢測，即它基于槽的漏磁通，所述漏磁通在出現短路時發生改變。槽的漏磁通將通過疊片包的環形磁化(低位感應)來產生。通過畫出疊片齒的漏磁通圖能確定可能短路的位置。
根據現有技術，在裝上轉子時，電機氣隙的檢查通常以這樣的方式進行，即將裝在轉子軸上的風扇上的裝置固定在定子殼體或定子上，這就可以使檢查探頭可控制地插入到氣隙中。由于不同的發電機的風扇、定子和定子殼體的幾何結構不同，在裝入這種裝置時，必須經常大幅度調整該裝置以適應發電機側的狀況。
該任務的解決是這樣地實現的該裝置包括一個基本單元，它從兩側安裝在轉子上并允許至少一個檢查探頭在電機氣隙中既可在發電機軸的軸向上也可在圍繞電機氣隙切向的方向上在整個轉子周面上運動。
因此，本發明的核心在于該裝置不是被安裝在定子或定子殼體上，而是至少間接地被安裝在轉子上。由于不同的發電機類型具有基本上相同的轉子構型，由此直接地得到一個優點，即這種裝置在用于不同的發電機時不需要對該裝置進行任何適配，由此該裝置可被快速及簡單地安裝。尤其在繞組頭區域具有特別狹窄位置情況的發電機及小型發電機中，能有利地使用所述方案。當這種發電機被裝在一個單軸設備中且其中發電機在一定程度上被“夾”在一個蒸汽透平機和一個燃氣輪機之間和其中轉子拆卸變得困難時，在裝有轉子時進行檢查，收獲頗豐。
本發明第一優選實施形式的特征在于基本單元可被安裝在設在轉子端部的轉子端板上。尤其是，在所有發電機中，通常具有簡單平滑的圓柱面的轉子端板除尺寸外基本相同及由此特別適合安裝該裝置。尤其當該裝置的基本單元包括兩個端部件，它們被安裝在轉子端板上，在這些端部件之間設有至少一個但最好是兩個支承索，在支承索上，可在電機氣隙中軸向上移動地支承著一個檢查探頭，由此可得到特別簡單、靈活的結構。在這種情況下，支承索承擔雙重功能，即一方面它引導檢查探頭，另一方面，它還將基本單元的兩個端部件在氣隙上相對張緊，由此使基本單元軸向固定在轉子上。此外，通過支承索軸向固定的構型還具有一個優點，即可以通過調整支承索長度而使裝置適應不同發電機長度。
根據另一個實施形式，至少一個檢查探頭被固定在一個拉索上，該拉索通過設在端部件上的滑輪被這樣卷繞地安裝，即檢查探頭通過兩個滑輪的同步轉動可在軸向上移動。此外，最好拉索被這樣卷繞地安裝在滑輪上，即可以在不同的發電機長度的情況下使用該裝置。使用一個拉索，一方面可簡單地實現檢查探頭的移動，另一方面，該裝置可簡單地適配于不同的發電機長度，而不用費事地將拉索繞在滑輪上。它是這樣實現的，即拉索不是成環形，而是卷繞在每個滑輪上。
另一個優選實施形式的特征在于基本單元可環繞移動地支承在轉子端板上。它尤其是這樣實現的，即端部件被設置在轉子端板的徑向外側圓柱面上和用圍繞該外側圓柱面的皮帶安裝在該轉子端板上。在這種情況下，可特別簡單地適應不同的轉子直徑，這時皮帶由各個皮帶段組成，在各個皮帶段之間的連接點上設有部件，該部件改善了基本單元在環繞電機氣隙切向的方向上在轉子端板上的可移動性。該部件例如可由輪子組成，它在轉子端板的圓周上滾動和可防止皮帶在圓周上產生過大的阻礙基本單元轉動的摩擦力。基本單元在轉子端板上的移動可通過由設置在端部件中的電動機驅動的、在轉子端板上滾動的動輪引起。
另一個優選實施形式的特征在于，動輪成圓錐形并這樣地設置在端部件上，從而使各端部件在轉子端板上移動時總是具有向著氣隙內部移動的傾向，端部件還設有止擋，它可靠在轉子端板的軸向外端面上，由此限制由圓錐形動輪引起的向內移動。由此能簡單及有效地避免，當該裝置在轉子端板上沿圓周轉動時，該裝置在轉子端板上不會失調。
上述裝置的其它優選實施形式可根據從屬權利要求得出。
本發明還涉及一種借助至少一個可移動的檢查探頭檢查與定子和轉子之間的電機氣隙相鄰的裝有轉子的發電機的部件的檢查方法，其中使用了上述裝置。
本發明的實施方式

圖1表示一個發電機的示意縱截面圖。圖示的示范發電機譬如涉及吸風冷卻原理的發電機，但所提出的裝置并不局限于這種發電機。該發電機的前端及后端以電機殼體蓋13為界，并縱向被一個圓柱形電機殼體14包圍。該殼體包圍著一個由部分疊片組20組成的定子疊片體，其中在各個部分疊片組20之間具有徑向通風槽26。轉子22位于定子疊片體的中心，所屬轉子軸12支承在機座軸承25中，后者位于機座24上。
機座24具有一個機座坑10，它延伸在電機殼體24的整個長度上，并且其中具有一個發電機冷卻裝置23。在這種情況下，冷卻裝置23的入口與設在轉子22兩端的主風扇11的排氣空間相連接。其中主風扇11與轉子軸12固定連接并與轉子22以相同速度轉動。為了使冷卻氣流經過定子的繞組頭21把到達轉子及定子之間的電機氣隙29及轉子22中，設置了導板28、內罩17、散射板27及外罩15。
在該圖的上半部分中，示出了未有改變的發電機，相反地，如其下半部所示，為了安裝一個裝置必需拆卸一定的部件，例如在這里是導板28。通常在安裝該裝置前，在氫氣冷卻類型的情況下必需清洗及卸下或移動散射板、繞組罩、軸承座上部分，需要時要卸下，以允許接近到轉子。圖中表示一個通過以6點鐘的位置裝在電機氣隙中的診斷裝置的截面。該裝置由具有兩個端部件31a及31b的基本單元31組成，這些端部件被固定在轉子端板30上。首先，在各端部件之間至少伸展著一個支承索34，它一方面用于在軸向上使兩個端部件彼此拉緊及由此使該裝置固定在轉子上。另一方面，該支承索也用于在軸向上可移動地引導檢查探頭35。此外，端部件31a及31b各具有一個滑輪32，在滑輪上繞有一個拉索33。在拉索33上固定著檢查探頭35，該探頭將通過滑輪32a及32b的同步相對轉動在電機氣隙29中軸向地移動。
圖2表示已安裝的端部件31a的一個截面圖。該端部件位于具有動輪38的轉子端板30的外圓柱面上。動輪38被設置在端部件中的電動機驅動，整個裝置允許在電機氣隙的切向上繞轉子端板轉動的方向上運動。因此通過探頭在支承索上的引導與繞轉子端板的轉動的組合就能保證探頭可被引導到電機氣隙中的任何位置上，因此，既可對整個定子表面，也可對整個轉子表面進行檢查。
為了使通過支承索34彼此拉緊的端部件31a及31b在繞轉子端板30轉動時不會失調，動輪最好被這樣地切削成圓錐形，以使得各端部件在轉動時具有向著氣隙29內部移動的傾向，即兩端部件彼此相迎地移動的傾向。這可通過使動輪在軸向上背著轉子一端的直徑大于其向著轉子一端的直徑來實現。通過一個也可能設有小導輪的止擋42，可在向著電機氣隙內部的方向上限制端部件的移動，其方式是，止擋42靠在沿軸向背對轉子22的轉子端板的端面上。因此端部件31a及31b彼此相對明確及自穩定地被固定。為了防止兩個端部件31a及31b被卡在不同的角度位置上，如圖5下部所表示地，支承索最好以彈性的方式系在端部件上。
圖3表示裝有診斷裝置的一個轉子端部的正視圖。如看不到的端部件31b那樣，端部件31a通過環繞轉子端板30的皮帶36被固定在轉子端板30上。這里，一端部件具有兩個側向的電動機殼體39，其中設有用于動輪38的電動機，及動輪38也同樣地安裝在該殼體上。在電動機殼體之間設有與它們連接的中間件41，滑輪32通過支架40固定在該中間件上。在該滑輪上繞有用于移動檢查探頭的拉索33。滑輪32由這里未示出的電動機驅動。在這種情況下，拉索33不是成環形的，而是成可卷繞在兩端上的繩索形狀，以便可檢查不同長度的發電機。
為了確保在避免轉子端板上的大摩擦力的情況下端部件繞轉子圓周的可轉動性，皮帶36需特殊地構成。圖4表示這種皮帶。一方面，皮帶由各個段43構成，這就允許簡單地適應不同的轉子直徑。另一方面，各個段43通過專門的連接件連接，它們用于使皮帶36不接觸到轉子端板30，而僅是成可轉動的皮帶滾輪狀的部件44與其接觸。在這種情況下，皮帶滾輪44被側向件45握住，后者通過銷46在兩側抓住皮帶段43。在這里應指出的是，皮帶段43的長度及皮帶滾輪44的直徑應彼此這樣適配，以致對于所有待檢查的轉子直徑可保證該皮帶不會接觸到轉子端板的表面，即皮帶滾輪通過其直徑足以使皮帶段與轉子端板圓柱形表面隔開。
圖5沿徑向從外部看轉子地示出了一個安裝好的診斷裝置。檢查探頭35在側面被兩個支承索34可移動地引導。相反地，拉索33通過固定點37與探頭35相連接，這就允許通過滑輪32沿軸向移動探頭35，其中兩個端部件31a及31b的兩個滑輪同步地工作。這時，在檢查探頭35上可固定不同的檢查單元，這視不同的對象而定。每個單元可具有一個攝象機，它用于探頭的定位及定向，但它也可獲得視覺上可測得的關于轉子繞組線圈短路、疊片包、在定子孔中可看到的部件如槽楔及疊片的狀態、轉子表面包括楔及端板等的信息。另一方面，每個單元可設有用于求得關于定子槽楔、定子疊片包、疊片短路等的數據的一種測量方法的設施。例如為了評估定子槽楔的狀態而設置一個系統，該系統用固定的力度敲擊槽楔及記錄產生的振蕩，或設置一個用于求得定子疊片包的狀態的系統，它基于槽的漏磁通的測量，該漏磁通在出現短路時發生改變。在這種情況下，槽的漏磁通將通過疊片包的環形磁化(低位感應)而產生及通過畫出疊片齒的漏磁通圖能確定可能短路的位置。
檢查探頭與一個數據電纜50相連接，通過該電纜將檢查探頭求得的信息傳送到發電機外部的數據處理裝置。
如上所述，支承索34最好被彈性地支承在端部件上，由此不會使該裝置被卡住。為此設有彈簧51，理想的是，支承索34可任意長及繩索34的多余部分52可伸出來，該彈簧機構可分別根據確定的轉子長度進行調整。
此外，每個端部件31設有一個電氣單元49，它通過一個控制電纜48如上所述地與同一數據處理裝置相連接，即該數據處理裝置將控制兩個端部件及同時采集來自檢查單元的數據。電氣單元49用于控制動輪38及控制滑輪32，以及必要時用于相應端部件的其它控制。
權利要求
1.一種借助至少一個可移動的檢查探頭(35)檢查與定子和轉子(22)之間的電機氣隙(29)相鄰的裝有轉子(22)的發電機的部件的檢查裝置，其特征在于該裝置包括一個基本單元(31)，它在兩側被安裝在轉子(22)上，并允許至少一個檢查探頭(35)在電機氣隙(29)中既可在發電機軸的軸向上也可在圍繞電機氣隙(29)切向的方向上在整個轉子周面上運動。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于基本單元(31)可被安裝在設在轉子(22)端部的轉子端板(30)上。
3.如前述權利要求之一所述的裝置，其特征在于基本單元(31)包括兩個端部件(31a，31b)，它們被安裝在轉子端板(30)上，及在這些端部件(31a，31b)之間設有至少一個但最好是兩個支承索(34)，在支承索上可在電機氣隙(29)中軸向移動地支承著一個檢查探頭(35)。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于至少一個檢查探頭(35)被固定在一個拉索(33)上，該拉索(33)通過設在端部件(31a，31b)上的滑輪(32)被這樣卷繞地安裝，即檢查探頭(35)通過兩個滑輪(32)的同步轉動可軸向移動。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于拉索(33)被這樣卷繞地安裝在滑輪(32)上，即由此可在不同的發電機長度的情況下使用該裝置。
6.如前述權利要求之一所述的裝置，其特征在于基本單元(31)的端部件(31a，31b)可環繞移動地支承在轉子端板(30)上。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于端部件(31a，31b)被設置在轉子端板(30)的徑向外側圓柱面上并通過圍繞該外側圓柱面的皮帶(36)安裝在該轉子端板(30)上。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于皮帶(36)由各個皮帶段(43)組成，它們能夠適應于不同的轉子直徑，在各個皮帶段(43)之間的連接點上設有部件(44)，該部件改善了基本單元在環繞電機氣隙(29)切向的方向上在轉于端極(30)上的可移動性。
9.如權利要求6-8之一所述的裝置，其特征在于基本單元(31)在轉子端板(30)上的可移動性由可在轉子端板(30)上滾動的動輪(38)引起，這些動輪由設置在端部件(31a，31b)中的電動機驅動。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于動輪(38)成圓錐形及這樣地設置在端部件(31a，31b)上，即各端部件(31a，31b)在轉子端板(30)上移動時總是具有向著氣隙(29)內部移動的傾向，端部件(31a，31b)還設有止擋(42)，它可靠在轉子端板(30)的軸向外端面上，由此限制了由圓錐形動輪(38)引起的向內移動。
11.如前述權利要求之一所述的裝置，其特征在于檢查探頭(35)在側向上被兩個支承索(34)引導并可裝備不同的檢查單元，每個單元可具有一個用于視覺上檢查發電機及定位檢查探頭(35)攝象機，其中這種檢查單元尤其還可設有用于檢查定子槽楔的裝置，或還設有用于檢查定子疊片包的裝置。
12.一種借助至少一個可移動的檢查探頭(35)檢查與定子和轉子(22)之間的電機氣隙(29)相鄰的裝有轉子(22)的發電機的部件的檢查方法，其中使用了如權利要求1-11之一所述的裝置。
全文摘要
在借助至少一個可移動的檢查探頭(35)檢查與定子和轉子(22)之間的電機氣隙(29)相鄰的裝有轉子(22)的發電機的部件的檢查裝置中,如此來保證簡單、靈活及快速的安裝,即該裝置包括一個基本單元(31),它在兩側固定在轉子(22)上并允許至少一個檢查探頭(35)在電機氣隙(29)中既可在發電機軸的軸向上也可在圍繞電機氣隙(29)切向的方向上在整個轉子周面上運動。
文檔編號G01R31/34GK1370998SQ0210772
公開日2002年9月25日 申請日期2002年2月14日 優先權日2001年2月14日
發明者P·霍伊澤曼, I·基希霍夫, B·馬克, P·斯圖茨 申請人:阿爾斯托姆(瑞士)有限公司