CN113783314B - 一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，属于水轮发电机运行状态监测领域，其特征在于，包括以下步骤：a、厂用电源向无线信号接收器和整流逆变电路供电；b、接收线圈将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器和转子监测系统；c、转子监测系统输出的数据信号发送到无线信号接收器中，无线信号接收器再将数据信号传输至数据采集器中，再由数据采集器传输至分析处理器中；d、分析处理器根据接入的发电机启停机信号进行判断。本发明实现了从传统接触式供电向非接触式供电方式的转变，极大的提高了电能传输稳定性以及信号传输质量，能够有效保障发电机运行安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及到水轮发电机运行状态监测技术领域，尤其涉及一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法。
背景技术
随着智慧电厂的建设需求越来越强烈，对水轮发电机转子绕组温度的实时监测已经非常迫切，而水轮发电机转动部件的监测系统如何供电一直是一个难点。目前存在的技术是使用导电滑环作为数据和电能的传输装置，然而传统带电刷的导电滑环在使用过程中会产生摩擦发热、刷头变形、滑环和碳刷材料磨损的问题。
碳刷磨损产生的碳粉会对环境产生污染，同时附着在带电设备表面会降低其绝缘性，影响水轮发电机设备可靠性；同时碳刷摩擦发热可能会产生碳刷及滑环打火现象，危及设备安全，致使整套系统可靠性降低；最后这种接触式的取电方式需要定期对碳刷进行更换，增加了电厂的检修维护工作量，已经不能适应现在智慧化电厂的建设需求。
公开号为CN 112165182A，公开日为2021年01月01日的中国专利文献公开了一种线圈位置自适应调整式无线电能传输系统，其特征在于：所述线圈位置自适应调整式无线电能传输系统包括高频信号发生电路、功率放大电路、直流电源、发射线圈、接收线圈、线圈位置调整模块、电流信息采样电路和控制器；
所述高频信号发生电路为无线电能传输系统提供信号，输出信号直接传递给功率放大电路；
所述功率放大电路将直流电源提供的直流电转换成高频交流电，并将高频交流电传递给发射线圈，所转换的高频交流电的频率与高频信号发生电路输出信号的频率一致；
所述发射线圈将功率放大电路输出的高频交流电转换为高频电磁能量并发射出去；接收线圈接收发射线圈发射出来的高频电磁能量并将其转换为高频交流电；发射线圈与接收线圈之间通过磁耦合谐振的形式进行能量传递；
所述直流电源为功率放大电路提供直流电；
所述电流信息采样电路由电流互感器及信号调理电路组成，电流互感器实时采集发射线圈内的电流信息并将采集到的电流信息传递给信号调理电路，信号调理电路将信息处理之后传递给控制器；
所述线圈位置调整模块由电机及线圈固定板组成，线圈固定板直接固定在电机的转子上，发射线圈固定在线圈固定板上，发射线圈的转动是通过电机带动线圈固定板转动完成的，转动的角度及转动的方向由控制器控制；
所述控制器根据电流信息采样电路采集到的电流信息来判断系统输出电流是否达到了最大值：如果输出电流达到了最大值，控制器输出信号，控制电机不转动，使得发射线圈保持当前位置不变；如果输出电流没有达到最大值，控制器输出信号，控制电机转动，调整发射线圈的位置，直到输出电流达到最大值；发射线圈调整的方向及角度由控制器根据电流信息采样电路的电流信息确定。
该专利文献公开的一种线圈位置自适应调整式无线电能传输系统，能够提高无线电能传输系统在线圈间存在偏移时的传输性能，提高无线电能传输系统使用的自由度，加快和促进无线电能传输技术的推广。但是，电能传输稳定性及信号传输质量较差，不能保障发电机的运行安全性和可靠性。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，本发明实现了从传统接触式供电向非接触式供电方式的转变，极大的提高了电能传输稳定性以及信号传输质量，能够有效保障发电机运行安全性和可靠性。
本发明通过下述技术方案实现：
一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、厂用电源向设置在发电机固定件上的无线信号接收器和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈，环形发射线圈将电能传输至设置在发电机转子上的接收线圈；
b、接收线圈将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器和转子监测系统，完成从静止端到转动端的电能传输；
c、转子监测系统输出的数据信号经无线信号发射器发送到无线信号接收器中，无线信号接收器再将数据信号传输至数据采集器中，再由数据采集器传输至分析处理器中；
d、分析处理器根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器发送连通信号，开关控制器连通厂用电源与整流逆变电路，转子监测系统无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器向开关控制器发送断开信号，开关控制器断开厂用电源与整流逆变电路，转子监测系统无线供电及信号传输停止。
所述步骤a中，环形发射线圈与接收线圈相对布置，环形发射线圈与接收线圈的轴向间隙为0—30mm，环形发射线圈与接收线圈的径向间隙≥3mm。
所述步骤d中，整流逆变电路的输出电流的工作频率范围为 20kHz—20MHz。
所述步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器、固定在发电机固定件上的支撑架和与转子监测系统连接的无线信号发射器，还包括整流逆变器、整流滤波器、开关控制器、分析处理器、数据采集器和布置在发电机转子圆周上的多个接收线圈，整流逆变器和开关控制器固定在发电机固定件上，整流滤波器和无线信号发射器固定在发电机转子上，支撑架上固定连接有环形发射线圈，环形发射线圈与整流逆变器电连接，整流逆变器与开关控制器电连接，开关控制器与分析处理器电连接，分析处理器与数据采集器电连接，数据采集器与无线信号接收器电连接，接收线圈与整流滤波器电连接，整流滤波器与无线信号发射器电连接。
所述整流逆变器，用于将厂用电转变为高频交流电供环形发射线圈工作使用。
所述开关控制器，用于在发电机组启停机时自动开关，控制无线供电及信号传输装置的启停。
所述分析处理器，用于发出控制信号对开关控制器进行控制。
所述整流滤波器，用于将接收线圈中感应的高频交流电进行整流、滤波和降压处理，得到稳定的直流电压后进行输出。
所述环形发射线圈，用于在空间产生与自身频率相同的交变磁场，引起接收线圈发生感应并产生同频率的交流电流。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
1、本发明，a、厂用电源向设置在发电机固定件上的无线信号接收器和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈，环形发射线圈将电能传输至设置在发电机转子上的接收线圈；b、接收线圈将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器和转子监测系统，完成从静止端到转动端的电能传输；c、转子监测系统输出的数据信号经无线信号发射器发送到无线信号接收器中，无线信号接收器再将数据信号传输至数据采集器中，再由数据采集器传输至分析处理器中；d、分析处理器根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器发送连通信号，开关控制器连通厂用电源与整流逆变电路，转子监测系统无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器向开关控制器发送断开信号，开关控制器断开厂用电源与整流逆变电路，转子监测系统无线供电及信号传输停止；作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，实现了从传统接触式供电向非接触式供电方式的转变，极大的提高了电能传输稳定性以及信号传输质量，能够有效保障发电机运行安全性和可靠性。
2、本发明，步骤a中，环形发射线圈与接收线圈相对布置，环形发射线圈与接收线圈的轴向间隙为0—30mm，环形发射线圈与接收线圈径向间隙≥3mm，轴向间隙为0—30mm，不仅能够避免水轮发电机转动部件抬机时环形发射线圈与接收线圈发生碰撞，而且即便环形发射线圈与接收线圈发生0—30mm轴向位移量时，仍然能够保持整个系统稳定工作；径向间隙≥3mm，能够避免水轮发电机转动部件发生摆动时环形发射线圈与接收线圈发生碰撞，保障环形发射线圈和接收线圈的工作稳定性。
3、本发明，步骤d中，整流逆变电路的输出电流工作频率为20kHz—20MHz，由于环形发射线圈与接收线圈之间的气隙会有较大的漏感，漏感的产生会使系统产生无功功率，从而导致系统的效率降低，通过整流逆变电路能够使系统工作至理想的谐振频率，从而能够有效的消除漏感。
4、本发明，步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器、固定在发电机固定件上的支撑架和与转子监测系统连接的无线信号发射器，还包括整流逆变器、整流滤波器、开关控制器、分析处理器、数据采集器和布置在发电机转子圆周上的多个接收线圈，整流逆变器和开关控制器固定在发电机固定件上，整流滤波器和无线信号发射器固定在发电机转子上，支撑架上固定连接有环形发射线圈，环形发射线圈与整流逆变器电连接，整流逆变器与开关控制器电连接，开关控制器与分析处理器电连接，分析处理器与数据采集器电连接，数据采集器与无线信号接收器电连接，接收线圈与整流滤波器电连接，整流滤波器与无线信号发射器电连接，能够对发电机转子监测系统提供无线供电及信号传输，解决了传统导电滑环结构易损坏、电能传输不稳定及信号传输质量不高的问题，提高了发电机运行安全性和可靠性。
5、本发明，整流逆变器，用于将厂用电转变为高频交流电供环形发射线圈工作使用，从而能够使环形发射线圈工作在理想的谐振频率中，保证环形发射线圈的工作可靠性。
6、本发明，开关控制器，用于在发电机组启停机时自动开关，控制无线供电及信号传输装置的启停，提高了整个装置的启停控制便捷性。
7、本发明，分析处理器，用于发出控制信号对开关控制器进行控制，通过分析处理器，极大的保障了控制处理效率。
8、本发明，整流滤波器，用于将接收线圈中感应的高频交流电进行整流、滤波和降压处理，得到稳定的直流电压后进行输出，从而能够为无线信号发射器及转子监测系统稳定供电，利于保障整个装置的使用稳定性。
9、本发明，环形发射线圈，用于在空间产生与自身频率相同的交变磁场，引起接收线圈发生感应并产生同频率的交流电流，通过设置环形发射线圈能够产生稳定的交变磁场。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中：
图1为本发明无线供电及信号传输装置的结构示意图；
图2为本发明发电机转子的结构示意图；
图中标记：1、无线信号接收器，2、支撑架，3、无线信号发射器，4、整流逆变器，5、整流滤波器，6、开关控制器，7、分析处理器，8、数据采集器，9、接收线圈，10、发电机转子，11、环形发射线圈，12、厂用电源，13、发电机固定件，14、转子监测系统。
具体实施方式
实施例1
参见图1和图2，一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，包括以下步骤：
a、厂用电源12向设置在发电机固定件13上的无线信号接收器1和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈11，环形发射线圈11将电能传输至设置在发电机转子10上的接收线圈9；
b、接收线圈9将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器3和转子监测系统14，完成从静止端到转动端的电能传输；
c、转子监测系统14输出的数据信号经无线信号发射器3发送到无线信号接收器1中，无线信号接收器1再将数据信号传输至数据采集器8中，再由数据采集器8传输至分析处理器7中；
d、分析处理器7根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器6发送连通信号，开关控制器6连通厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器7向开关控制器6发送断开信号，开关控制器6断开厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输停止。
本实施例为最基本的实施方式，a、厂用电源12向设置在发电机固定件13上的无线信号接收器1和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈11，环形发射线圈11将电能传输至设置在发电机转子10上的接收线圈9；b、接收线圈9将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器3和转子监测系统14，完成从静止端到转动端的电能传输；c、转子监测系统14输出的数据信号经无线信号发射器3发送到无线信号接收器1中，无线信号接收器1再将数据信号传输至数据采集器8中，再由数据采集器8传输至分析处理器7中；d、分析处理器7根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器6发送连通信号，开关控制器6连通厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器7向开关控制器6发送断开信号，开关控制器6断开厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输停止；作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，实现了从传统接触式供电向非接触式供电方式的转变，极大的提高了电能传输稳定性以及信号传输质量，能够有效保障发电机运行安全性和可靠性。
实施例2
参见图1和图2，一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，包括以下步骤：
a、厂用电源12向设置在发电机固定件13上的无线信号接收器1和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈11，环形发射线圈11将电能传输至设置在发电机转子10上的接收线圈9；
b、接收线圈9将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器3和转子监测系统14，完成从静止端到转动端的电能传输；
c、转子监测系统14输出的数据信号经无线信号发射器3发送到无线信号接收器1中，无线信号接收器1再将数据信号传输至数据采集器8中，再由数据采集器8传输至分析处理器7中；
d、分析处理器7根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器6发送连通信号，开关控制器6连通厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器7向开关控制器6发送断开信号，开关控制器6断开厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输停止。
所述步骤a中，环形发射线圈11与接收线圈9相对布置，环形发射线圈11与接收线圈9的轴向间隙为0mm，环形发射线圈11与接收线圈9的径向间隙为3mm。
所述步骤d中，整流逆变电路的输出电流的工作频率范围为 20kHz。
所述步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器1、固定在发电机固定件13上的支撑架2和与转子监测系统14连接的无线信号发射器3，还包括整流逆变器4、整流滤波器5、开关控制器6、分析处理器7、数据采集器8和布置在发电机转子10圆周上的多个接收线圈9，整流逆变器4和开关控制器6固定在发电机固定件13上，整流滤波器5和无线信号发射器3固定在发电机转子10上，支撑架2上固定连接有环形发射线圈11，环形发射线圈11与整流逆变器4电连接，整流逆变器4与开关控制器6电连接，开关控制器6与分析处理器7电连接，分析处理器7与数据采集器8电连接，数据采集器8与无线信号接收器1电连接，接收线圈9与整流滤波器5电连接，整流滤波器5与无线信号发射器3电连接。
本实施例为一较佳实施方式，步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器1、固定在发电机固定件13上的支撑架2和与转子监测系统14连接的无线信号发射器3，还包括整流逆变器4、整流滤波器5、开关控制器6、分析处理器7、数据采集器8和布置在发电机转子10圆周上的多个接收线圈9，整流逆变器4和开关控制器6固定在发电机固定件13上，整流滤波器5和无线信号发射器3固定在发电机转子10上，支撑架2上固定连接有环形发射线圈11，环形发射线圈11与整流逆变器4电连接，整流逆变器4与开关控制器6电连接，开关控制器6与分析处理器7电连接，分析处理器7与数据采集器8电连接，数据采集器8与无线信号接收器1电连接，接收线圈9与整流滤波器5电连接，整流滤波器5与无线信号发射器3电连接，能够对发电机转子10监测系统提供无线供电及信号传输，解决了传统导电滑环结构易损坏、电能传输不稳定及信号传输质量不高的问题，提高了发电机运行安全性和可靠性。
实施例3
参见图1和图2，一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，包括以下步骤：
a、厂用电源12向设置在发电机固定件13上的无线信号接收器1和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈11，环形发射线圈11将电能传输至设置在发电机转子10上的接收线圈9；
b、接收线圈9将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器3和转子监测系统14，完成从静止端到转动端的电能传输；
c、转子监测系统14输出的数据信号经无线信号发射器3发送到无线信号接收器1中，无线信号接收器1再将数据信号传输至数据采集器8中，再由数据采集器8传输至分析处理器7中；
d、分析处理器7根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器6发送连通信号，开关控制器6连通厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器7向开关控制器6发送断开信号，开关控制器6断开厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输停止。
所述步骤a中，环形发射线圈11与接收线圈9相对布置，环形发射线圈11与接收线圈9的轴向间隙为10mm，环形发射线圈11与接收线圈9的径向间隙为4mm。
所述步骤d中，整流逆变电路的输出电流的工作频率范围为 60kHz。
所述步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器1、固定在发电机固定件13上的支撑架2和与转子监测系统14连接的无线信号发射器3，还包括整流逆变器4、整流滤波器5、开关控制器6、分析处理器7、数据采集器8和布置在发电机转子10圆周上的多个接收线圈9，整流逆变器4和开关控制器6固定在发电机固定件13上，整流滤波器5和无线信号发射器3固定在发电机转子10上，支撑架2上固定连接有环形发射线圈11，环形发射线圈11与整流逆变器4电连接，整流逆变器4与开关控制器6电连接，开关控制器6与分析处理器7电连接，分析处理器7与数据采集器8电连接，数据采集器8与无线信号接收器1电连接，接收线圈9与整流滤波器5电连接，整流滤波器5与无线信号发射器3电连接。
所述整流逆变器4，用于将厂用电转变为高频交流电供环形发射线圈11工作使用。
所述开关控制器6，用于在发电机组启停机时自动开关，控制无线供电及信号传输装置的启停。
本实施例为又一较佳实施方式，整流逆变器4，用于将厂用电转变为高频交流电供环形发射线圈11工作使用，从而能够使环形发射线圈11工作在理想的谐振频率中，保证环形发射线圈11的工作可靠性。
开关控制器6，用于在发电机组启停机时自动开关，控制无线供电及信号传输装置的启停，提高了整个装置的启停控制便捷性。
实施例4
参见图1和图2，一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，包括以下步骤：
a、厂用电源12向设置在发电机固定件13上的无线信号接收器1和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈11，环形发射线圈11将电能传输至设置在发电机转子10上的接收线圈9；
b、接收线圈9将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器3和转子监测系统14，完成从静止端到转动端的电能传输；
c、转子监测系统14输出的数据信号经无线信号发射器3发送到无线信号接收器1中，无线信号接收器1再将数据信号传输至数据采集器8中，再由数据采集器8传输至分析处理器7中；
d、分析处理器7根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器6发送连通信号，开关控制器6连通厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器7向开关控制器6发送断开信号，开关控制器6断开厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输停止。
所述步骤a中，环形发射线圈11与接收线圈9相对布置，环形发射线圈11与接收线圈9的轴向间隙为15mm，环形发射线圈11与接收线圈9的径向间隙为6mm。
所述步骤d中，整流逆变电路的输出电流的工作频率范围为 80kHz。
所述步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器1、固定在发电机固定件13上的支撑架2和与转子监测系统14连接的无线信号发射器3，还包括整流逆变器4、整流滤波器5、开关控制器6、分析处理器7、数据采集器8和布置在发电机转子10圆周上的多个接收线圈9，整流逆变器4和开关控制器6固定在发电机固定件13上，整流滤波器5和无线信号发射器3固定在发电机转子10上，支撑架2上固定连接有环形发射线圈11，环形发射线圈11与整流逆变器4电连接，整流逆变器4与开关控制器6电连接，开关控制器6与分析处理器7电连接，分析处理器7与数据采集器8电连接，数据采集器8与无线信号接收器1电连接，接收线圈9与整流滤波器5电连接，整流滤波器5与无线信号发射器3电连接。
所述整流逆变器4，用于将厂用电转变为高频交流电供环形发射线圈11工作使用。
所述开关控制器6，用于在发电机组启停机时自动开关，控制无线供电及信号传输装置的启停。
所述分析处理器7，用于发出控制信号对开关控制器6进行控制。
本实施例为又一较佳实施方式，分析处理器7，用于发出控制信号对开关控制器6进行控制，通过分析处理器7，极大的保障了控制处理效率。
实施例5
参见图1和图2，一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，包括以下步骤：
a、厂用电源12向设置在发电机固定件13上的无线信号接收器1和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈11，环形发射线圈11将电能传输至设置在发电机转子10上的接收线圈9；
b、接收线圈9将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器3和转子监测系统14，完成从静止端到转动端的电能传输；
c、转子监测系统14输出的数据信号经无线信号发射器3发送到无线信号接收器1中，无线信号接收器1再将数据信号传输至数据采集器8中，再由数据采集器8传输至分析处理器7中；
d、分析处理器7根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器6发送连通信号，开关控制器6连通厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器7向开关控制器6发送断开信号，开关控制器6断开厂用电源12与整流逆变电路，转子监测系统14无线供电及信号传输停止。
所述步骤a中，环形发射线圈11与接收线圈9相对布置，环形发射线圈11与接收线圈9的轴向间隙为30mm，环形发射线圈11与接收线圈9的径向间隙为8mm。
所述步骤d中，整流逆变电路的输出电流的工作频率范围为20MHz。
所述步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器1、固定在发电机固定件13上的支撑架2和与转子监测系统14连接的无线信号发射器3，还包括整流逆变器4、整流滤波器5、开关控制器6、分析处理器7、数据采集器8和布置在发电机转子10圆周上的多个接收线圈9，整流逆变器4和开关控制器6固定在发电机固定件13上，整流滤波器5和无线信号发射器3固定在发电机转子10上，支撑架2上固定连接有环形发射线圈11，环形发射线圈11与整流逆变器4电连接，整流逆变器4与开关控制器6电连接，开关控制器6与分析处理器7电连接，分析处理器7与数据采集器8电连接，数据采集器8与无线信号接收器1电连接，接收线圈9与整流滤波器5电连接，整流滤波器5与无线信号发射器3电连接。
所述整流逆变器4，用于将厂用电转变为高频交流电供环形发射线圈11工作使用。
所述开关控制器6，用于在发电机组启停机时自动开关，控制无线供电及信号传输装置的启停。
所述分析处理器7，用于发出控制信号对开关控制器6进行控制。
所述整流滤波器5，用于将接收线圈9中感应的高频交流电进行整流、滤波和降压处理，得到稳定的直流电压后进行输出。
所述环形发射线圈11，用于在空间产生与自身频率相同的交变磁场，引起接收线圈9发生感应并产生同频率的交流电流。
本实施例为最佳实施方式，整流滤波器5，用于将接收线圈9中感应的高频交流电进行整流、滤波和降压处理，得到稳定的直流电压后进行输出，从而能够为无线信号发射器3及转子监测系统14稳定供电，利于保障整个装置的使用稳定性。
环形发射线圈11，用于在空间产生与自身频率相同的交变磁场，引起接收线圈9发生感应并产生同频率的交流电流，通过设置环形发射线圈11能够产生稳定的交变磁场。
Claims (5)
1.一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、厂用电源(12)向设置在发电机固定件(13)上的无线信号接收器(1)和整流逆变电路供电，整流逆变电路将电能传输至无线供电及信号传输装置的环形发射线圈(11)，环形发射线圈(11)将电能传输至设置在发电机转子(10)上的接收线圈(9)；
b、接收线圈(9)将电能传输至整流滤波电路，整流滤波电路将电能分别传输至无线信号发射器(3)和转子监测系统(14)，完成从静止端到转动端的电能传输；
c、转子监测系统(14)输出的数据信号经无线信号发射器(3)发送到无线信号接收器(1)中，无线信号接收器(1)再将数据信号传输至数据采集器(8)中，再由数据采集器(8)传输至分析处理器(7)中；
d、分析处理器(7)根据接入的发电机启停机信号进行判断，当发电机机组启机时，向开关控制器(6)发送连通信号，开关控制器(6)连通厂用电源(12)与整流逆变电路，转子监测系统(14)无线供电及信号传输开始，当发电机机组停机时，分析处理器(7)向开关控制器(6)发送断开信号，开关控制器(6)断开厂用电源(12)与整流逆变电路，转子监测系统(14)无线供电及信号传输停止；
所述步骤a中，无线供电及信号传输装置包括无线信号接收器(1)、固定在发电机固定件(13)上的支撑架(2)和与转子监测系统(14)连接的无线信号发射器(3)，还包括整流逆变器(4)、整流滤波器(5)、开关控制器(6)、分析处理器(7)、数据采集器(8)和布置在发电机转子(10)圆周上的多个接收线圈(9)，整流逆变器(4)和开关控制器(6)固定在发电机固定件(13)上，整流滤波器(5)和无线信号发射器(3)固定在发电机转子(10)上，支撑架(2)上固定连接有环形发射线圈(11)，环形发射线圈(11)与整流逆变器(4)电连接，整流逆变器(4)与开关控制器(6)电连接，开关控制器(6)与分析处理器(7)电连接，分析处理器(7)与数据采集器(8)电连接，数据采集器(8)与无线信号接收器(1)电连接，接收线圈(9)与整流滤波器(5)电连接，整流滤波器(5)与无线信号发射器(3)电连接；
所述步骤a中，环形发射线圈(11)与接收线圈(9)相对布置，环形发射线圈(11)与接收线圈(9)轴向间隙为0—30mm，环形发射线圈(11)与接收线圈(9)的径向间隙≥3mm；
所述开关控制器(6)，用于在发电机组启停机时自动开关，控制无线供电及信号传输装置的启停；
所述分析处理器(7)，用于发出控制信号对开关控制器(6)进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，其特征在于：所述步骤d中，整流逆变电路的输出电流的工作频率范围为20kHz—20MHz。
3.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，其特征在于：所述整流逆变器(4)，用于将厂用电转变为高频交流电供环形发射线圈(11)工作使用。
4.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，其特征在于：所述整流滤波器(5)，用于将接收线圈(9)中感应的高频交流电进行整流、滤波和降压处理，得到稳定的直流电压后进行输出。
5.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子监测系统无线供电及信号传输方法，其特征在于：所述环形发射线圈(11)，用于在空间产生与自身频率相同的交变磁场，引起接收线圈(9)发生感应并产生同频率的交流电流。
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| CN105141045A (zh) * | 2015-10-22 | 2015-12-09 | 毛茂军 | 磁耦合谐振式无线电能传输控制系统 |
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- 2021-08-31 CN CN202111011553.3A patent/CN113783314B/zh active Active
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| Title |
|---|
| 永磁电动机转子温度无线监测系统设计;邓先明等;实验室研究与探索;第第37 卷卷(第第5 期期);第62-67 页 * |
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