CN101010855B - 电动机械的结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及指示电动机械故障的结构。该电动机械具有定子和转子，在定子和转子之间有气隙。为了检测进入气隙的杂质或类似的物体，在面向转子的定子表面上配置一个监控装置。该监控装置至少部分地从定子表面突出，并且使用与检测元件连接的监控电路，可使包括的检测元件一例如铜丝保持整体性。

Description

电动机械的结构

本发明的目的为根据权利要求1的前序部分的指示电动机械故障的结构。

在电动机械中，在它和定子之间的转子带有气隙转动。最通常的是，转子安装在定子内部，但也有转子在定子外面，或者安装成在轴向，在它与定子之间有气隙。本发明适用于许多不同形式的机械。

应尽最大可能使机械中的气隙没有从机械外部来的灰尘和污物和工作过程中该机械产生的杂质。外来颗粒可以影响机械的工作特性一例如噪声和冷却，还可直接或间接地损坏机械的零件。特别是，在损坏定子和转子前，必需检测和除去进入定子和转子之间的气隙中的各种尺寸的杂质和颗粒。

电动机械的转子由轴承支承在定子体或端板上。还可利用轴承使转子与定子的中心对准，使得气隙在所有位置基本上相等。由于轴承的磨损和裂开或者可能的轴承损坏，转子位置可以偏离机械的中心线。在极端情况下，这会导致转子和定子互相接触。

本发明的目的是形成一种可事先检测和指出任何异常情况，在电动机械的气隙中的不恰当的物体或颗粒，以防止损坏该电动机械的结构。为了达到这个目的，本发明的特征为权利要求1的特征中所述的特点。本发明的一些其他的优选实施例的特征，在从属的权利要求中说明。

根据本发明的结构可以可靠地检测和抵御在机械的气隙中发现的，可以在工作过程中损坏定子和/或转子的结构的任何物体或颗粒。一个监控装置配置在面向转子的定子表面上，并从定子表面向着气隙突出。如果外来物体损坏监控装置，则监控电路会有反应。监控覆盖机械轴向上的气隙全长。

根据一个优选实施例，监控导体的损坏利用电流监测，因此，导体回路的数目为偶数。这可防止由于在气隙内磁通的变化，电流进入监控导体中。

根据本发明的一个优选实施例，该监控装置固定在定子齿上。该监控装置直接固定在定子片组件上，并且其连接导体可以在齿的边缘上，安置在定子绕组的末端之间。

根据本发明的另一个优选实施例，该监控装置固定在定子槽的楔形键上。该监控装置还可以与该楔作成一个整体。

根据本发明的再一个优选实施例，在该监控装置内的检测元件为卷绕在芯子上的一根导电金属丝，使该金属丝在该机械的纵向的一个或多个位置上最接近转子。根据另一个实施例，该监控装置内的检测元件为光学纤维导体。

根据本发明的一个优选实施例，该监控装置至少是安装在定子组件的末端上。当大部分在机械的末端，气隙减小时，这种方法对于指示轴承损坏是足够的。

该监控装置在定子的全长上延伸的实施例可以检测在气隙中的任何外来颗粒。

根据本发明的一个优选实施例，监控电路对在该监控装置中的损坏起反应，并提供故障指示信号。该监控电路可以同时断开该机械的电源或只是发生警报信号。

根据一个优选实施例，该监控装置与另一个监控电路串联。这不需要扩展或改造机械的监控电路的结构。

下面，参照附图，利用一些实施例更详细地说明本发明。其中：

图1表示根据本发明的装置在电动机械中的应用；

图2表示一个定子齿末端的详细结构；

图3表示该装置的另一个位置；和

图4表示根据本发明的装置。

图1为电动机械的下半部的横截面。定子2支承在水平位置，转子3安装成在定子和转子之间有气隙5。定子片组件6固定在定子体4上。定子片组件形成定子齿8和在该齿之间且向着该气隙开放的定子槽10，该齿8向着机械的气隙突出。考虑到本发明的实现，该槽也可以为半开放的或完全封闭的。要安装在该槽中的绕组没有示出，并可以利用在使用本发明中一般已知的方法实现。

当该机械水平安装时，该监控装置12安装在定子2的下部的二个齿8的位置上，并且最好在机械的轴向，在定子的全长上延伸。该监控装置12的表面从面向气隙的定子齿的表面稍微突出，并且所包括的检测元件利用导体14与图中没有示出的监控电路连接。如果需要，可以利用该监控电路使机械与电源断开，该监控装置12最好安装在位于与定子的中心线16的每一侧，大约成15°～45°一即最低点的二个齿8上。安装的精确位置根据机械的结构和制定工艺-例如当将转子插入定子时，所需要的支承程度确定。安装在定子大部上的监控装置检测从转子上分离和/或粘接在转子上的任何物体，以及进入该机械的任何其他沉重的颗粒和物体。

图2中的放大部分A表示监控装置12的固定的详细结构。例如毛毡一类的一条弹性材料带粘接在面向气隙的定子齿8的表面上，并且利用适当的胶水-例如Loctite

Hysol，将一个传感器带20粘接在该弹性材料上。通过适当地将该监控装置压紧在定子的全长上，可保证胶水的粘接。利用已知的方法保护与传感器带20连接的连接的连接导体，并将该导体支承在定子上。

另一种方案是，可将该监控装置12安置在定子槽10中。图3表示将该监控装置固定在封闭定子槽10的楔22上的结构。因为该楔比定子齿稍深，因此该毛毡带24必需足够厚，使得该监控装置的传感器带26从定子的内表面28足够地突出。监控装置12的固定及其与监控电路的连接基本上与图2的实施例相同。另外，该监控装置可以与该楔作成一个整体。

不安置在定子内圆周的最低点的两侧上，可以相等地将该监控装置分布在定子的整个内圆周上或只安置在定子上的一些位置上。可以只有一个监控装置，在这种情况下，最好将它安置在定子内圆周的最低点上或最低点附近。然而，应当注意，因为利用电流监测监控导体的损坏，因此，这样形成的导体回路的数目最好为偶数，这可防止由于在气隙内磁通的变化，使电流进入该监控导体中。

图4表示根据本发明的传感器带的结构。该传感器带20由厚度大约为0.5mm，并且至少比该齿稍微窄的玻璃层压件制成。该带的第一末端30包括使该传感器与通向监控电路的连接导体连接的连接点。稀疏地卷绕在该传感器带圆周的铜丝32起从该带的连接端30延伸至另一端31的检测元件的作用，使得面向机械的气隙的该传感器带的侧面，在该带的全长上具有铜丝。在图4的例子中，在顶部和底部上的铜丝形成钻石图形，这表示该传感器带的顶部，在该带的全长上有铜丝。最好，该传感器带的边缘，在铜丝从该带的一侧通向另一侧的每 一个位置上具有槽35。该传感器带的另一端31具有铜丝穿过的孔34。这个孔也可用作在纵向固定铜丝。在该带30的第一端上，铜丝32在装在电缆夹40中的连接点38上，与连接导体36连接。该连接点利用热收缩管保护，并且该连接导体利用诸如Teflon包皮来保护。

由监控电路监测的辅助电流通入作为检测元件工作的铜丝中。如果外来物体或颗粒进入电动机械的内部，或者如果机械损坏，使其一部分变松和最后进入定子和转子之间的气隙中，则卷绕在该传感器带圆周的铜丝会因磨损而破坏，并且该检测元件的电路打开。相应地，如果轴承故障使转子偏心，则转子与装在定子内表面上的监控装置接触。这会造成由机械的监控设备发出的故障指示信号或自动断开机械的电源。该监控电路可以形成自己的电路，或者与另一个监控机械的状态的电路-例如定子绕组温度传感器串联。

作为导电金属丝的替代物，该检测元件可以为光学纤维-例如光纤导体。传递至该导体的光信号由诸如光敏晶体管一类的零件监测。在导体损坏的情况下，该零件将故障信号提供给监控电路。

以上，利用一些实施例说明了本发明。然而，该说明不是对专利保护范围的限制，在下述权利要求书的范围内，本发明的实施例可以改变。

Claims (10)

1.一种指示电动机械故障的结构，该电动机械包括一定子(2)和一转子(3)，在转子和定子之间有气隙(5)，该结构包括布置在定子齿(8)上或定子槽(10)的楔形键(22)上的监控装置，其中该监控装置布置在面向转子的定子表面上并且至少部分地从该定子表面朝向所述气隙突出，其中该监控装置包括由导电金属丝或光纤导体制成的检测元件(30)，从而通过与它连接的监控电路而检测所述检测元件的损坏。

2.如权利要求1所述的结构，其特征为，该检测元件由导电金属丝制成，该导电金属丝卷绕在该监控装置的芯子(20)圆周，使得该金属丝(30)在该机械的纵向的一个或多个位置上最接近该转子(3)。

3.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，该监控装置为用于形成偶数导体回路的导电体。

4.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，该监控装置(12)至少是安装在定子片组件(6)的末端上，该定子片组件固定在定子体上，该定子片组件形成该定子齿和在该定子齿之间且向着该气隙开放的该定子槽，该定子齿向着该气隙突出。

5.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，该监控装置(12)在该电动机械的轴向沿该定子的全长延伸。

6.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，该监控装置(12)通过一个弹性底部部分(18，24)固定在该定子上。

7.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，在该监控装置内的检测元件(30)与监控电路连接，当检测到该检测元件的破坏时，该电路发出故障指示信号和/或断开供给该机械的电源。

8.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，该检测元件与该机械中的另一监控电路串联。

9.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，该监控装置基本上被安装在该定子圆周的最低点上。

10.如权利要求1或2所述的结构，其特征为，该监控装置以相等的间隙被安装在该定子圆周上。

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