CN112649650A - 一种测量发电机轴电压的装置、测量方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于实验设备技术领域，公开了一种测量发电机轴电压的装置、测量方法及应用，两个半环形底板分别固定设置在发电机的外壳两端，半环形底板中间下端通过螺栓固定有刷架，刷架下端与电机转轴之间夹设有碳刷；两端碳刷分别通过碳刷引出线与信号处理器的两个接头连接，再将信号处理器与信号采集仪连接将数据反馈到计算机终端，半环形底板中间下端开设有刷架安放孔，刷架通过刷架安放孔的螺栓固定，刷架内部放置有内置弹簧，内置弹簧下端与碳刷上端接触，半环形底板上端中间和两侧下端分别焊接有底板支架，底板支架通过螺栓和螺母与发电机的外壳固定。本发明可对发电机的轴电压进行测量，弥补当前空白，为发电机故障监测与研究提供了新的可能。

Description

一种测量发电机轴电压的装置、测量方法及应用
技术领域
本发明属于实验设备技术领域，尤其涉及一种测量发电机轴电压的装置、测量方法及应用。
背景技术
目前：随着电力建设的迅速发展，发电机单机容量的持续增大，轴电压成为危害机组运行的一个重大问题，轴电压是指在电机运行时，电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。磁路不对称、单极效应、电容电流、静电效应、静态励磁系统、外壳、轴等的永久性磁化均有可能引起轴电压，在正常情况下，轴电压较低时，发电机转轴与轴承间存在的润滑油膜能起到较好的绝缘作用。但是，如果由于某些原因使得轴电压升高到一定数值时，就会击穿油膜放电，构成轴电流产生的回路。轴电流不但会破坏油膜的稳定性，使润滑冷却的油质逐渐劣化，同时，由于轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过，金属接触点很小，电流密度很大，在瞬间会产生高温，使轴承局部烧熔。被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅，将在轴承内表面烧出小凹坑。最终，轴承会因机械磨损加速而破损，严重时会烧坏轴瓦，造成事故被迫停机。发电机轴电压一直是存在的，故对发电机轴电压的监测十分重要。
轴电压测量装置业内少的原因有两个：一个是目前对于发电机轴电压这个电气参量的研究较少，缺乏较完善的理论指导；另一个是轴电压需要在发电机高速旋转的主轴两端进行测量，测量难度较大。现阶段针对发电机轴电压的测量装置很少。因此该装置对于发电机的轴电压测量具有重要的意义。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中缺少对发电机轴电压的测量装置。
解决以上问题及缺陷的意义为：本发明设计了一种可在高速运行的发电机上实时测量轴电压的装置，有效克服了目前手持式轴电压测量装置存在的安全隐患，同时，提高了轴电压测量的精度，排除了手持式装置因人工操作不稳定性产生的误差。因此本装置的设计开发为轴电压的研究提供了有效可靠的实时监测手段。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种测量发电机轴电压的装置、测量方法及应用。
本发明是这样实现的，一种测量发电机轴电压的装置设置有：
两个半环形底板；
所述两个半环形底板分别固定设置在发电机的外壳两端，所述半环形底板中间下端通过螺栓固定有刷架，所述刷架下端与电机转轴之间夹设有碳刷；
两端碳刷分别通过碳刷引出线与信号处理器的两个接头连接，再将信号处理器与信号采集仪连接将数据反馈到计算机终端。
进一步，所述半环形底板中间下端开设有刷架安放孔，所述刷架通过刷架安放孔的螺栓固定。
进一步，所述刷架内部放置有内置弹簧，所述内置弹簧下端与碳刷上端接触。
进一步，所述半环形底板上端中间和两侧下端分别焊接有底板支架，所述底板支架通过螺栓和螺母与发电机的外壳固定。
进一步，所述发电机的外壳上端通过螺栓与螺母固定有横杆，所述信号处理器通过螺栓固定在横杆中间。
本发明的另一目的在于提供一种测量发电机轴电压的方法，所述测量发电机轴电压的方法包括：
步骤一，半环形底板与发电机外壳端面平行放置且有一定的间距，并通过半环形导轨底板支架与发电机外壳配合连接且使用螺栓与螺母进行固定使其不动；
步骤二，刷架通过螺栓、螺母与半环形底板固定不动，碳刷与刷架配合装配，刷架内部安装有一弹簧，使碳刷与发电机转轴接触且压力均匀；
步骤三，碳刷通过碳刷引出线接到信号处理器上，信号处理器固定在横杆上，横杆通过螺栓与螺母固定在发电机上，最后将信号处理器与信号采集仪连接将数据反馈到计算机终端，即可实现轴电压值的实时读取。
本发明的另一目的在于提供一种发电机，所述发电机安装有所述的测量发电机轴电压的装置。
本发明的另一目的在于提供一种风力发电机，所述风力发电机安装有所述的测量发电机轴电压的装置。
本发明的另一目的在于提供一种水力发电机，所述水力发电机安装有所述的测量发电机轴电压的装置。
本发明的另一目的在于提供一种同步发电机，所述同步发电机安装有所述的测量发电机轴电压的装置。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：如图5和图6的结果所示，本发明方案可靠、易于实现，可对发电机的轴电压进行测量，弥补当前空白，为发电机故障监测与研究提供了新的可能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的测量发电机轴电压的装置结构示意图。
图2是本发明实施例提供的刷架结构示意图。
图3是本发明实施例提供的底板支架结构示意图。
图4是本发明实施例提供的内置弹簧结构示意图。
图中：1、第一螺栓；2、半环形底板；2-1、底板支架；2-2、刷架安放孔；3、第一螺母；4、横杆；5、信号处理器；6、发电机；7、碳刷引出线；8、第二螺栓；9、第二螺母；10、第三螺母；11、第三螺栓；12、刷架；13、内置弹簧；14、碳刷；15、信号传输导线；16、信号采集仪；17、计算机。
图5是本发明实施例提供的测量发电机轴电压的方法流程图。
图6是本发明实施例提供的实验的曲线图。
图7是本发明实施例提供的仿真的曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种测量发电机轴电压的装置、测量方法及应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1至图4所示，本发明实施例提供的测量发电机轴电压的装置中的两个半环形底板2分别固定设置在发电机6的外壳两端，半环形底板2上端中间和两侧下端分别焊接有底板支架2-1，底板支架2-1通过第一螺栓1、第一螺母3和第三螺栓11、第三螺母10与发电机6的外壳固定。半环形底板2中间下端通过螺栓固定有刷架12，刷架12下端与电机转轴之间夹设有碳刷14；两端碳刷14分别通过碳刷引出线7与信号处理器5的两个接头连接；信号处理器5通过信号传输导线15与信号采集仪16连接；最后通过计算机17实时读出轴电压数值。半环形底板2中间下端开设有刷架安放孔2-2，刷架通过刷架安放孔的第二螺栓8、第二螺母9固定。刷架12内部放置有内置弹簧13，内置弹簧13下端与碳刷14上端接触。发电机6的外壳上端通过螺栓与螺母固定有横杆4，信号处理器5通过螺栓固定在横杆4中间。
如图5所示，本发明实施例提供的测量发电机轴电压的方法包括：
S101，半环形底板与发电机外壳端面平行放置且有一定的间距，并通过半环形导轨底板支架与发电机外壳配合连接且使用螺栓与螺母进行固定使其不动；
S102，刷架通过螺栓、螺母与半环形底板固定不动，碳刷与刷架配合装配，刷架内部安装有一弹簧，使碳刷与发电机转轴接触且压力均匀；
S103，碳刷通过碳刷引出线接到信号处理器上，信号处理器固定在横杆上，横杆通过螺栓与螺母固定在发电机上，最后将信号处理器与信号采集仪连接将数据反馈到计算机终端，即可实现轴电压值的实时读取。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测量发电机轴电压的装置，其特征在于，所述测量发电机轴电压的装置设置有：
两个半环形底板；
所述两个半环形底板分别固定设置在发电机的外壳两端，所述半环形底板中间下端通过螺栓固定有刷架，所述刷架下端与电机转轴之间夹设有碳刷；
两端碳刷分别通过碳刷引出线与信号处理器的两个接头连接，再将信号处理器与信号采集仪连接将数据反馈到计算机终端。
2.如权利要求1所述的测量发电机轴电压的装置，其特征在于，所述半环形底板中间下端开设有刷架安放孔，所述刷架通过刷架安放孔的螺栓固定。
3.如权利要求1所述的测量发电机轴电压的装置，其特征在于，所述刷架内部放置有内置弹簧，所述内置弹簧下端与碳刷上端接触。
4.如权利要求1所述的测量发电机轴电压的装置，其特征在于，所述半环形底板上端中间和两侧下端分别焊接有底板支架，所述底板支架通过螺栓和螺母与发电机的外壳固定。
5.如权利要求1所述的测量发电机轴电压的装置，其特征在于，所述发电机的外壳上端通过螺栓与螺母固定有横杆，所述信号处理器通过螺栓固定在横杆中间。
6.一种实施权利要求1～5任意一项所述的测量发电机轴电压的装置的测量发电机轴电压的方法，其特征在于，所述测量发电机轴电压的方法包括：
步骤一，半环形底板与发电机外壳端面平行放置且有一定的间距，并通过半环形导轨底板支架与发电机外壳配合连接且使用螺栓与螺母进行固定使其不动；
步骤二，刷架通过螺栓、螺母与半环形底板固定不动，碳刷与刷架配合装配，刷架内部安装有一弹簧，使碳刷与发电机转轴接触且压力均匀；
步骤三，碳刷通过碳刷引出线接到信号处理器上，信号处理器固定在横杆上，横杆通过螺栓与螺母固定在发电机上，最后将信号处理器与信号采集仪连接将数据反馈到计算机终端；
即可实现轴电压值的实时读取。
7.一种发电机，其特征在于，所述发电机安装有权利要求1-5任意一项所述的测量发电机轴电压的装置。
8.一种风力发电机，其特征在于，所述风力发电机安装有权利要求1-5任意一项所述的测量发电机轴电压的装置。
9.一种水力发电机，其特征在于，所述水力发电机安装有权利要求1-5任意一项所述的测量发电机轴电压的装置。
10.一种同步发电机，其特征在于，所述同步发电机安装有权利要求1-5任意一项所述的测量发电机轴电压的装置。
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