CN114046976A - 发电机定子槽楔松紧度检测装置 - Google Patents

Abstract

一种发电机定子槽楔松紧度检测装置，作为发电机定子膛内检测爬壁机器人的组成部分。所述定子槽楔松紧度检测装置包括，脉冲激振器，通过连接驱动头部设有敲击锤的敲击连杆，按照设定频率敲击定子槽楔；声压传感器，接收由于敲击锤敲击发出的声音信号；平动升降稳定支架，所述脉冲激振器，以及被其连接驱动的头部设有敲击锤的敲击连杆，被装设于所述平动升降稳定支架之上，并随着该平动升降稳定支架的移动而移动。

Description

发电机定子槽楔松紧度检测装置

技术领域

本发明属于电站设备技术领域，特别涉及一种发电机定子槽楔松紧度检测装置。

背景技术

在电力行业中，电站设备通常使用年限都比较长。发电机组在长期运行中由于老化、振动、磨损等原因导致定子铁心磨损、绝缘损坏和槽楔松动。槽楔松动使槽楔下原本压紧的定子线棒产生松动，定子线棒在电磁力的作用下产生电磁振动，进一步加剧定子线棒绝缘的机械磨损，并导致槽内放电。这些都会加速线棒绝缘的老化，威胁发电机的安全运行，甚至导致电机运行事故。因此，定期对发电机定子膛内部的槽楔松紧状态、绝缘状态和铁心磨损情况进行检测对发电机正常运行具有重要意义。

受限于发电机定转子间隙，目前无法在不抽出发电机转子的情况下进行槽楔松紧度检测。因此，常规的检测方法是抽出发电机转子，由有经验的人员携带敲击小锤进入发电机内部，通过手动敲击槽楔听声音的方法来判定槽楔的松紧程度。这种检测方法在检测前需要抽出发电机转子，不仅耗费大量的人力物力，而且检测周期长，检修期间因停产造成的损失较大。且这样的检测方案，无法定量分析槽楔松紧程度，缺乏客观性，亦无法保留可重复查询的数据记录。

发明内容

本发明的目的是，提供一种发电机定子槽楔松紧度检测装置，该检测装置作为发电机定子膛内检测爬壁机器人的一部分，通过该发电机定子膛内检测爬壁机器人，以解决不同类型的发电机如何在不抽转子的情况下，快速、自动、定量的检测发电机定子槽楔的松紧度难题。

本发明实施例之一，一种发电机定子槽楔松紧度检测装置，作为发电机定子膛内检测爬壁机器人的组成部分，该机器人包括，

驱动模块，用于驱动爬壁机器人本体在发电机定子膛内的爬壁移动；

定子槽楔松紧度检测装置，与所述驱动模块连接，通过设于所述定子槽楔松紧度检测装置中的敲击锤的敲击，检测发电机定子槽楔的松紧度。

摄像模块，用于获取带检测定子膛内图像。

信号中继模块，通过无线通信与外部控制器进行数据交互。

本发明所涉及的发电机定子槽楔松紧度自动检测装置，在不抽转子情况下，实现对发电机定子槽楔松紧度进行自动检测。该装置可适配不同型号的发电机组槽楔的检测而不需要更换结构件，可以成为发电机定子膛内智能检测系统的重要组成部件之一。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1根据本发明实施例之一的爬壁机器人组装俯视图。

图2根据本发明实施例之一的爬壁机器人分解俯视图。

图3根据本发明实施例之一的槽楔松紧度自动检测装置分解示意图。

图4根据本发明实施例之一的敲击机构分解示意图。

图5根据本发明实施例之一的平动升降稳定支架处于收缩状态的敲击机构示意图。

图6根据本发明实施例之一的平动升降稳定支架处于展开状态的敲击机构示意图。

1——摄像模块，2——支撑横梁，3——右动力驱动模块，4——中部纵梁，5——左动力驱动模块，6——检测装置快速安装构件，7——槽楔松紧度自动检测装置，8——信号中继模块，

9——脉冲激振器平动升降稳定支架，10——机构安装挡板，11——声压传感器，12——脉冲激振器连杆，13——调节平动升降蜗杆结构，14——蜗杆驱动电机，15——第一螺栓，16——内六角螺栓，17——敲击机构支撑纵梁，18——前矩形连杆机构，19——后“U”形连杆机构，20——声压传感器调节机构，21——脉冲激振器水平保持底板，22——连接板，23——第一转轴，24——卡簧，25——第二转轴，26——支撑销，27——第二螺栓，28——脉冲激振器，29——第三螺栓，30——中心轴，31——连接件，32——直角运动连接杠杆，33——复位扭簧，34——第三转轴，35——蜗轮，36——蜗杆，

40——弹性压块，41——第四螺栓。

具体实施方式

为了更好的说明实施例技术方案，以下对说明书附图做进一步说明。

图1是发电机定子膛内检测爬壁机器人的顶部视图。展示了槽楔松紧度检测模块与超薄爬壁机器人的安装组合形式。

图2是发电机定子膛内检测超薄型爬壁机器人框架结构的顶部视图。展示了爬壁机器人的框架结构及各部分模块。包括头部摄像模块、驱动模块及槽楔松紧度检测模块。

图3是发电机定子槽楔松紧度自动检测装置整体结构和安装形式图，展示了发电机定子槽楔松紧度自动检测装置的主要组成部分及与快速安装组件的组合形式。

图4是发电机定子槽楔松紧度自动检测装置的爆炸视图。

图5是平动升降稳定支架处于收缩状态的发电机定子槽楔松紧度自动检测装置的侧面视图。

图6是平动升降稳定支架处于展开状态的发电机定子槽楔松紧度自动检测装置的侧面视图。

根据一个或者多个实施例，一种发电机定子膛内检测爬壁机器人。参照图1和图2，该爬壁机器人可以作为发电机不抽转子定子膛内智能检系统中各检测装置的载体。该定子膛内智能检测爬壁机器人整体由头部摄像模块1，前端支撑横梁2，由2个动力驱动模块3、5组成的驱动模块，中部纵梁4，检测装置快速安装构件6，槽楔松紧度自动检测装置7和信号中继模块8组成。爬壁机器人整体采用模块化设计，使用快速更换结构，便于拆装和更换各模块及零部件。使用检测装置快速安装构件可根据检测需求更换不同的检测模块进行不同范畴的作业。检测装置快速安装构件6是机器人本体上一个结构模块，类似一个快接装置，不同的检测装置或传感器可通过该构件快速的安装在机器人本体上，从而执行不同的检测作业。如图3所示，槽楔松紧度自动检测装置7只需通过敲击机构安装挡板10使用两个螺栓15固定在检测装置快速安装构件6上即可。

为了更好的理解本发明的结构构造，附图3和附图4展示了可保持敲击力度恒定的槽楔松紧度自动检测装置的整体结构图和爆炸视图。以下将对槽楔松紧度自动检测装置的结构组成做详细说明。槽楔松紧度自动检测装置整体由敲击机构安装挡板10、脉冲激振器平动升降稳定支架9，脉冲激振器连杆12，调节平动升降蜗杆结构13，蜗杆驱动电机14、声压传感器11，传感器安装调节机构20组成。调节平动升降蜗杆结构13通过旋转蜗杆，带动蜗杆一端的涡轮旋转，使平行四边形支架的底边上升或下降。且底边始终保持与对边平行。故整个结构也可以称为平动执行机构。

参照附图3，敲击机构安装挡板10位于装置前端，敲击机构安装挡板用于将槽楔松紧度自动检测装置7安装固定于检测装置快速安装构件6上。快速安装挡板使用两个内六角螺栓15与检测装置快速安装构件6连接固定。敲击机构支撑纵梁17嵌入敲击机构安装挡板10内侧，使用两个内六角螺栓16固定。脉冲激振器水平保持底板21、前矩形连杆机构18和后“U”形连杆机构19组成了平行四边形结构的敲击机构平动升降稳定骨架。即在平行四边形结构件的底边上安装脉冲激振器，通过调节“平动升降蜗杆结构13”使脉冲激振器随底边平行上升或下降，保证“脉冲激振器连杆12”始终是水平前后运动，从而使敲击头敲击时的状态保持一致。

如附图4所示，脉冲激振器水平保持底板21安装于前矩形连杆机构18的连接板22内侧，通过转轴23与前连杆连接板22连接，转轴穿过连接板22的外侧使用两个卡簧24固定。前矩形连杆机构18另一侧使用转轴25悬挂于敲击机构支撑纵梁17前端的腰型孔处。脉冲激振器水平保持底板21的后端与“U”形连杆机构19的转轴连接，转轴穿过脉冲激振器水平保持底板21的外侧使用两个卡簧24固定，“U”形连杆机构19的下方设平动执行件支撑销26，支撑轴26的两端使用螺栓27固定在脉冲激振器水平保持底板21上。脉冲激振器28使用两个螺栓29固定于脉冲激振器水平保持底板21内侧。脉冲激振器28的中心轴30的一端安装带卡槽的连接件31。直角运动连接杠杆32的末端嵌入带卡槽的连接件31的卡槽内，转轴34穿过直角运动连接杠杆32的末端和连接件31的卡槽后嵌入脉冲激振器水平保持底板21的凹槽内，从而限制脉冲激振器中心轴的转动。直角运动连接杠杆32的直角折弯处设有一复位扭簧33，扭簧套在转轴34上，扭簧一端固定在直角运动连接杠杆32上，一端固定在脉冲激振器水平保持底板21上，此处扭簧的作用是辅助敲击连杆机构在敲击后复位。当脉冲激振器28拉动直角运动连接杠杆32向下敲击时，扭簧33受力发生扭曲形变，敲击完成后，扭簧33形变恢复，辅助敲击连杆机构复位。直角运动连接杠杆32的末端是敲击锤。

脉冲激振器平动升降稳定支架9后端的“U”形连杆机构19的另一侧与安装在敲击机构支撑纵梁17后端的涡轮35中轴固定。蜗杆36穿过敲击机构支撑17纵梁下端的限位孔与涡轮35组成涡轮蜗杆结构，蜗杆驱动电机14安装在敲击机构支撑纵梁的外侧，通过驱动涡轮蜗杆来实现敲击机构的平动升降。

声压传感器调节机构20安装在检测装置快速安装构件6的内侧。弹性压块40通过两个紧固螺栓41将声压传感器11安装紧固。声压传感器调节机构20使用柔性材质制作，目的是减弱机构敲击时槽楔松紧度自动检测装置将机体的共振传导至声压传感器。由于声压传感器需要与敲击点保持合适的距离才能达到最佳的信号接收状态，通过传感器调节机构20可以调节声压传感器11与直角运动连接杠杆32末端敲击锤之间的距离，使声压传感器11达到最佳信号接收状态。

参照附图5、附图6，为降低定子槽楔松紧度自动检测装置整体厚度，同时能适应不同槽深的发电机定子，本实施例的脉冲激振器平动升降稳定骨架在槽楔自动检测模块未工作时处于收缩状态，脉冲激振器及敲击连杆隐藏在平动升降稳定骨架内部，当槽楔松紧度自动检测装置随定子膛内检测爬壁机器人进入发电机定子膛内后，激振器平动升降稳定骨架展开到设定位置，脉冲激振器在脉冲信号驱动下，按照设定的频率敲击槽楔。一次检测结束，槽楔松紧度自动检测装置随定子膛内检测爬壁机器人移动至下一工作点，循环往复，直至发电机定子所以槽楔检测结束。当定子膛内检测爬壁机器人完成所有检测项目需要从定子膛内取出时，激振器平动升降稳定骨架恢复至收缩状态。参照附图6所示。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

可以在不抽发电机转子的情况下随定子膛内检测爬壁机器人进入发电机定子膛内部进行槽楔松紧度检测；

可有效的减少设备停机时间，降低设备拆装损坏率，降低工作强度。提高检测效率和检测经济性。对于发电机日常运行维护，预防发电机组发生大的停机事故具有重要意义；

使用槽楔松紧度自动检测设备可实现槽楔松紧度的定量检测。检测结果真实客观，数据记录可保留，历史记录可查询、追溯；

使平行四边形结构的脉冲激振器平动升降稳定骨架可以使脉冲激振器及敲击机构连杆在弹出时始终与定子槽楔保持平行，通过升降机构调节使敲击头与定子槽楔的距离保持恒定，从而保证了敲击头敲击时运行的距离和弧线一致，保证敲击力度的恒定，作用时间一致。在获得在激励源一定的激振条件下，待检槽楔具有稳定的反馈信号；

通过传感器调节机构调节声音传感器与敲击头的距离，使其达到最佳的信号接受状态。脉冲激振器平动升降稳定骨架展开后，中间镂空的结构可以使激振器敲击头敲击出的声音信号尽可能多传递至声压传感器，保证采集的声音信号不失真；

在非工作状态时，脉冲激振器平动升降稳定骨架处于收缩状态，敲击机构处于收缩状态，脉冲激振器及敲击连杆隐藏在平动升降稳定骨架内部，从而降低了系统整体厚度，使其更适用于在发电机定、转子间狭窄的空间工作。

根据一个或者多个实施例，一种可保持敲击力度恒定的槽楔松紧度自动检测装置，应用于发电机定子槽楔松紧度检测的可保持敲击力度恒定的槽楔松紧度自动检测。该装置属于发电机不抽转子定子膛内智能检测系统的一部分。该装置作为发电机不抽转子定子膛内智能检测系统的一个检测模块，采用可快速更换的结构安装于定子膛内检测爬壁机器人本体上，在不抽出发电机转子的情况下随机器人进入发电机定子膛内，到达检测点后，槽楔松紧度检测装置按照设定的行程展开，安装于装置内部的脉冲激振器驱动敲击锤按照设定频率敲击定子槽楔，布置于槽楔松紧度检测模块内的声压传感器通过采集、分析槽楔板激发出的声音信号判断槽楔的松、紧程度。

本发明实施例涉及发电机不抽转子膛内智能检测技术领域，槽楔松紧度自动检测装置可以用于，在不抽转子情况下对发电机定子槽楔松紧度进行自动检测。该装置可适配不同型号的发电机组槽楔的检测而不需要更换结构件，并始终能保证敲击力度的恒定。

值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (8)

1.一种发电机定子槽楔松紧度检测装置，作为发电机定子膛内检测爬壁机器人的组成部分，其特征在于，所述定子槽楔松紧度检测装置包括，

脉冲激振器，通过连接驱动头部设有敲击锤的敲击连杆，按照设定频率敲击定子槽楔；

声压传感器，接收由于敲击锤敲击发出的声音信号；

平动升降稳定支架，所述脉冲激振器，以及被其连接驱动的头部设有敲击锤的敲击连杆，被装设于所述平动升降稳定支架之上，并随着该平动升降稳定支架的移动而移动。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述爬壁机器人包括，

驱动模块，用于驱动爬壁机器人本体在发电机定子膛内的爬壁移动；

所述定子槽楔松紧度检测装置，与所述驱动模块连接，通过设于所述定子槽楔松紧度检测装置中的敲击锤的敲击，检测发电机定子槽楔的松紧度。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述爬壁机器人的头部设有摄像模块，用于获取待检测定子膛内图像。

4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述爬壁机器人还包括信号中继模块，通过无线通信与外部控制器进行数据交互。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述平动升降稳定支架由是由平动执行件、前矩形连杆和后“U”形连杆组成的一转轴转动连接的平行四边形结构，同时，该平动升降稳定支架也以转轴转动连接所述定子槽楔松紧度检测装置的支撑纵梁。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述定子槽楔松紧度检测装置还包括由蜗杆驱动电机、蜗杆和蜗轮组成的平动升降驱动组件，

所述后“U”形连杆与所述蜗轮的中轴固定，在所述蜗杆驱动电机的驱动下，所述平动升降稳定支架带动所述脉冲激振器，以及被其连接驱动的头部设有敲击锤的敲击连杆，实现平动升降。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述定子槽楔松紧度检测装置还包括，声压传感器调节机构，用于调节声压传感器与敲击连杆末端的敲击锤之间的距离。

8.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述驱动模块与定子槽楔松紧度检测装置之间通过快速安装构件安装固定。

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