CN115473386A - 一种发电机的转子温升检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电机技术领域，公开了一种发电机的转子温升检测装置，所述发电机的转子包括槽楔和与所述槽楔连接的铜排，所述发电机的定子包括通风槽，发电机的转子温升检测装置包括压力传感器，信号转换器，红外发射装置以及红外接收装置；所述压力传感器位于所述槽楔与所述铜排之间，压力传感器用于测量所述槽楔与所述铜排之间的压力；信号转换器与所述压力传感器电连接；红外发射装置与信号转换器电连接，所述红外发射装置和所述信号转换器均设于所述槽楔内；红外接收装置用于接收所述红外发射装置发出的红外信号，所述红外接收装置设于所述通风槽内。上述发电机的转子温升检测装置能够对实际工作中的发电机转子进行温升检测。

Description

一种发电机的转子温升检测装置
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种发电机的转子温升检测装置。
背景技术
发电机运行时，本身要损耗一部分能量，该损耗转换成热量，会使电机各部分的温度升高。若在单位时间内，散走的热量等于损耗产生的热量时，电机各部分的温度就会稳定于一定值；反之，电机各部分的温度就会逐渐升高，且超过其绝缘材料或结构件的容许温度，致使绝缘材料或结构件迅速老化或损坏，从而缩短电机的使用年限。因此，发电机带负荷运行时，控制其各部分的温度不超过容许的温度限额，是使发电机能在使用年限内安全运行极重要的条件之一。所以，必须通过温升试验，实测电机各部分的温度。
目前，对于发电机转子的温升通常比较难以检测，现有检验方式均是在实验室阶段实现，而无法对实际工作中的发电机转子进行温升检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发电机的转子温升检测装置，能够对实际工作中的发电机转子进行温升检测。
为了实现上述目的，本发明提供了一种发电机的转子温升检测装置，所述发电机的转子包括槽楔和与所述槽楔连接的铜排，所述发电机的定子包括通风槽，所述发电机的转子温升检测装置包括压力传感器，信号转换器，红外发射装置以及红外接收装置；所述压力传感器位于所述槽楔与所述铜排之间，所述压力传感器用于测量所述槽楔与所述铜排之间的压力；所述信号转换器与所述压力传感器电连接；所述红外发射装置与所述信号转换器电连接，所述红外发射装置和所述信号转换器均设于所述槽楔内；所述红外接收装置用于接收所述红外发射装置发出的红外信号，所述红外接收装置设于所述通风槽内。
进一步地，还包括电池，所述电池与所述信号转换器电连接，所述电池设于所述槽楔内。
进一步地，还包括第一无线充电装置和第二无线充电装置，所述第一无线充电装置与所述电池电连接，所述第一无线充电装置设于所述槽楔内，所述第二无线充电装置设于所述通风槽内，所述第二无线充电装置用于向所述第一无线充电装置传输电能。
进一步地，还包括中控系统，所述中控系统与所述红外接收装置电连接。
进一步地，所述压力传感器嵌入所述槽楔的底面，所述压力传感器的下表面凸出所述槽楔的底面0.4－0.6mm。
进一步地，所述通风槽的宽度为6－10mm。
进一步地，所述发电机的定子的长度大于等于100mm。
进一步地，所述红外接收装置具有多个，多个所述红外接收装置沿所述定子的周向设置。
上述技术方案所提供的一种发电机的转子温升检测装置，与现有技术相比，其有益效果在于：在发电机实际运行过程中，当转子线圈升温膨胀时，会使得铜排有一个朝向槽楔的膨胀量，膨胀量跟随转子线圈的温度升高而变大，膨胀量的改变使得铜牌与槽楔之间的压力值改变，通过压力传感器测量铜排与槽楔之间的压力变化，并将压力值转换为红外信号发射至红外接收装置；因此，通过红外接收装置接收的红外信号即可换算出铜排与槽楔之间的压力变化，从而获知对应的发电机转子的温升值。
附图说明
图1是本发明一种实施例的发电机的定子的结构示意图；
图2是本发明一种实施例的发电机的转子的结构示意图；
图3是本发明一种实施例的槽楔和铜排的结构示意图；
图4是本发明一种实施例的槽楔的剖视图；
图5是本发明一种实施例的发电机的转子温升检测装置的原理图。
其中，1、槽楔；2、铜排；3、通风槽；4、压力传感器；5、信号转换器；6、红外发射装置；7、红外接收装置；8、电池；9、第一无线充电装置；10、第二无线充电装置；11、中控系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”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。
如图1－5所示，本发明实施例所提供的是一种发电机和该发电机的转子温升检测装置，该发电机可以为隐极汽轮发电机，发电机的转子包括槽楔1和与槽楔1连接的铜排2，转子采用开槽结构，槽口为燕尾槽结构，在槽口装有金属反磁的槽楔1。转子内为包扎绝缘的的绕组，所述槽楔1用于固定转子绕组。在运行过程中，槽楔1受到转子绕组的离心力作用，在额定转速下时，该离心力是一个定值。
如图1－5所示，当转子线圈通电运行时，转子线圈自身的损耗会发热，从而导致线圈升温膨胀。当线圈升温膨胀时，转子铜排2向上有一个膨胀量，膨胀量跟随转子线圈的温度升高而变大，与此同时槽楔1受到因线圈膨胀产生的挤压力作用，挤压力跟随膨胀量的大小而发生变化。发电机的定子包括通风槽3，通风槽3的宽度为6－10mm，定子的长度大于等于100mm。
如图1－5所示，发电机的转子温升检测装置包括压力传感器4、信号转换器5、红外发射装置6和红外接收装置7。压力传感器4位于槽楔1与铜排2之间，压力传感器4用于测量槽楔1与铜排2之间的压力，并可实时检测转子绕组在旋转时产生的离心力对槽楔1的压力。在发电机带负荷运行时，转子绕组受热膨胀后，转子槽楔1所受到的压力跟随转子绕组的温升发生变化。所述信号转换器5与所述压力传感器4电连接，所述信号转换器5用于将压力传感器4的信号转换成红外信号。所述红外发射装置6与所述信号转换器5电连接，红外发射装置6和信号转换器5均设于槽楔1内。红外接收装置7用于接收红外发射装置6发出的红外信号，红外接收装置7设于通风槽3内。
基于上述方案，在发电机实际运行过程中，当转子线圈升温膨胀时，会使得铜排2有一个朝向槽楔1的膨胀量，膨胀量跟随转子线圈的温度升高而变大，膨胀量的改变使得铜牌与槽楔1之间的压力值改变，通过压力传感器4测量铜排2与槽楔1之间的压力变化，并将压力值转换为红外信号发射至红外接收装置7；因此，通过红外接收装置7接收的红外信号即可换算出铜排2与槽楔1之间的压力变化，从而获知对应的发电机转子的温升值。
如图1－5所示，所述槽楔1设有内腔，所述压力传感器4、信号转换器5和红外发射装置6均设于槽楔1的内腔中。本实施例中，发电机的转子温升检测装置还包括设于槽楔1的内腔中的电池8，所述电池8与信号转换器5电连接，所述用于提供电能。在本实施例中，为了给电池8充电，可采用uwb无线充电技术，发电机的转子温升检测装置还包括第一无线充电装置9和第二无线充电装置10，第一无线充电装置9与电池8电连接，所述第一无线充电装置9设于所述槽楔1内，第二无线充电装置10设于通风槽3内，第二无线充电装置10用于向第一无线充电装置9传输电能。当发电机停机检修时，转子停在一个特定角度时，或通过调整发电机转子到特定角度，第一无线充电装置9和第二无线充电装置10配合向装在转子槽楔1内的电池8进行无线充电。为了保持电池8电量，红外信号可默认采用周期发送模式(一天固定时间段发送一次)或触发发送模式(当压力值突破特定值后发送)。或者在系统中发送采集信号指令，通过红外传感器传输指令后开启数据采集。
如图5所示，发电机的转子温升检测装置还包括与所述红外接收装置7电连接的中控系统11，所述中控系统11用于通过计算将压力值转换成发电机转子的温升值。
如图4－5所示，本实施例中，压力传感器4嵌入槽楔1的底面，压力传感器4的下表面凸出槽楔1的底面0.4－0.6mm，优选为0.5mm。压力传感器4凸出槽楔1底面的部分用于与铜排2抵接。为保障红外信号接收准确度，可在发电机定子圆周位置同一通风槽3道内安置多个红外接收装置7。同时，槽楔1上的红外信号发出信号时长至少维持转子旋转3个圆周的时长，以保障安装在定子通风槽3道内的红外发射装置6接受到足够的信号。为了保障运行安全，所有传感器在设计或选型时应进行相应测试，以满足在旋转设备上的使用。同时应计算槽楔1的安全性，预留足够的安全系数，保障电机运行安全。
综上，本发明实施例提供一种发电机的转子温升检测装置，基于传感器和信号转换器5的技术，将发电机转子温升膨胀量引起的压力变化，转换成红外信号。红外发射装置6安装在发电机转子槽楔1上，红外信号对准发电机定子通风槽3道。同时在定子的通风槽3内安装红外接收装置7，调整红外接收装置7位置使其对转发电机转子槽楔1上的红外发射装置6。通风槽3内的红外接收装置7通过外置信号传感器或相关接口，将数据通过网络信号传输到中控系统11，经过数据换算后可以得到发电机转子的温升值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种发电机的转子温升检测装置，所述发电机的转子包括槽楔和与所述槽楔连接的铜排，所述发电机的定子包括通风槽，其特征在于，所述发电机的转子温升检测装置包括：
压力传感器，所述压力传感器位于所述槽楔与所述铜排之间，所述压力传感器用于测量所述槽楔与所述铜排之间的压力；
信号转换器，所述信号转换器与所述压力传感器电连接；
红外发射装置，所述红外发射装置与所述信号转换器电连接，所述红外发射装置和所述信号转换器均设于所述槽楔内；以及
红外接收装置，所述红外接收装置用于接收所述红外发射装置发出的红外信号，所述红外接收装置设于所述通风槽内。
2.根据权利要求1所述的发电机的转子温升检测装置，其特征在于：还包括电池，所述电池与所述信号转换器电连接，所述电池设于所述槽楔内。
3.根据权利要求2所述的发电机的转子温升检测装置，其特征在于：还包括第一无线充电装置和第二无线充电装置，所述第一无线充电装置与所述电池电连接，所述第一无线充电装置设于所述槽楔内，所述第二无线充电装置设于所述通风槽内，所述第二无线充电装置用于向所述第一无线充电装置传输电能。
4.根据权利要求1所述的发电机的转子温升检测装置，其特征在于：还包括中控系统，所述中控系统与所述红外接收装置电连接。
5.根据权利要求1所述的发电机的转子温升检测装置，其特征在于：所述压力传感器嵌入所述槽楔的底面，所述压力传感器的下表面凸出所述槽楔的底面0.4－0.6mm。
6.根据权利要求1所述的发电机的转子温升检测装置，其特征在于：所述通风槽的宽度为6－10mm。
7.根据权利要求1所述的发电机的转子温升检测装置，其特征在于：所述发电机的定子的长度大于等于100mm。
8.根据权利要求1所述的发电机的转子温升检测装置，其特征在于：所述红外接收装置具有多个，多个所述红外接收装置沿所述定子的周向设置。
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