CN1757150A - 为检测同步机的磁路中的定子和转子误差而处理信号的方法和设备 - Google Patents

Abstract

通过对于能够捕获测量气隙中的感应的图像的测量回路(2)的端子测量感应电压(u_i)，然后通过处理所述信号，可以确定同步机中的磁路中的定子和转子误差的类型和值。

Description

为检测同步机的磁路中的定子和转子误差 而处理信号的方法和设备

于此引用2004年2月25日在瑞士提交的申请号PCT/CH2004/000101的内容以作参考。

本发明涉及一种用于处理由设置在同步机上的测量匝提供的感应电压信号的方法，并涉及一种相关设备，所述方法和设备使得有可能检测和测量所述同步机的磁路中定子和转子误差。

在具有凸极(salient pole)的同步机中(其具有大量的极)，气隙(也就是转子和定子之间的空间)相对于机器的转子的外径来说是极小的。为此，实际上不可以确保定子中的转子的理想居中。

此外，定子具有空心圆筒的整体形状，其壁的厚度相比于转子直径来说非常小，并且在多个固定点处被固定至机器的支架。因此，定子表示机器的最小的机械结构；因此容易遭受变形。

尽管有动态平衡措施，但是具有非常大的直径的转子可能具有残余的不平衡。此外，所述转子包括大量的极，其中每一极都具有场线圈。在机器使用了一段时间之后，这些场线圈中的一个或多个存在部分短路的危险。

前面提到的在磁路中的定子和转子误差导致每一极之下的感应的不均匀分布，因此产生会达到几百吨的相当大的磁力，并在某些情况下会导致吸住定子中的转子，从而导致对机器的相当大的损害。

为了控制这些误差，大多现有的监控设备使用电容性传感器以在定子的内缘上的几个位置处测量机器的气隙。这些设备具有两个主要缺陷：

-为了确保气隙测量的优良可靠性，所述电容性传感器相对复杂和昂贵，

-假定实际单向吸引力也取决于机器的各种绕组中感应的电流，则仅测量机械的气隙不能提供关于实际单向吸引力的任何指示。

在“Electrical Engineering Vol.78；No.1；Dec.1994；pp.29-31；byM.W.Janssen”中出版的“Luftspaltüberwachung von Vollpol-synchrongeneratoren unter Berücksichtigung parallelerWicklungszweige”中，作者提出为了捕获气隙中的通量而使用放置在机器的定子处的测量匝，以便研究由于阻尼绕组以及电枢绕组的并联支路引起的阻尼因数。该研究局限于确定所述阻尼因数，并且没有提出确定偏心率的实际值的任何方案，也没有提出确定起因于此的未补偿的吸引效应的任何方案。

因此，本发明的第一目的是提出一种用于处理在机器上测量的信号的改进的方法，使得可能确定磁路中的定子和转子误差的类型和值。

本发明的另一目的是提出一种用于连续监控和处理在机器上测量的信号的改进的设备，使得可能确定磁路中的定子和转子误差的类型和值。

通过如权利要求1所述的方法和如权利要求11所述的设备实现这些目的，并且在各从属权利要求中描述各特定实施例。

下面说明依据本发明的方法和依据本发明的相关设备的一个特定实施例，其中参照包括下面各图的附图来给出所述说明，其中：

图1是具有凸极的传统同步机的横截面图；

图2示出了由没有误差的理想机器的气隙中的场绕组产生的感应的分布；

图3示出了在静态偏心率的情况下、转子关于定子的相对位置；

图4示出了在动态偏心率的情况下、转子关于定子的相对位置；

图5示出了具有变形的定子的机器；

图6示出了测量匝的定位的例子；

图7示出了在三个测量匝的端子处测量的信号；

图8示出了依据本发明的方法的各步骤的进程；

图9示出了滤波之后的输出信号；

图10示出了包络提取之后的输出信号；

图11示出了作为所述匝的角位置α_si的函数的包络的平均值e_im；

图12示出了在谐波分析装置的输出端处的时间频谱；

图13示出了在谐波分析装置的输出端处的空间频谱；以及

图14示出了依据本发明的用于连续测量同步机的设备的框图。

图1是具有凸极的传统同步机的横截面图，其由包括被凹槽(recess)101分开的多个齿100的定子10和安装有场绕组12的转子11构成。定子绕组(未在该图中示出)被装在凹槽101中。

当机器没有任何误差、并且理想地居中时，可以通过傅里叶级数表示如在图2中示出的空机器的气隙中的感应：

$B_i\left({\mathrm{\α}}_r\right)=\underset{\mathrm{\υ}}{\mathrm{\Σ}}B_{\max }^{\mathrm{\υ}}\sin (\mathrm{\υ}{\mathrm{\α}}_r+\mathrm{\φ}_B^v)---\left[1\right]$

其中：

^νB_max  v阶谐波的幅度

^νφ_B： v阶谐波的相位

α_r：   涉及转子的全集中的几何角度。

可以看出，除了v阶基波＝p(p是机器的极对的数量)，由于定子的凹槽和转子的极的凸起，感应曲线具有高阶谐波。

当转子以恒定的角速度Ω旋转时，可将气隙中的感应作为涉及定子的全集中的角度α_s的函数写成：

$B_i\left({\mathrm{\α}}_s\right)=\underset{\mathrm{\υ}}{\mathrm{\Σ}}B_{\max }^{\mathrm{\υ}}\sin (\mathrm{\υ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_B^v)---\left[2\right]$

不管前面提到的磁路中的定子和转子误差是机械的(比如偏心率或变形)还是电气的(比如场线圈中的一个或多个绝缘误差)，这些误差引起每一极之下的感应的不均匀分布，从而产生可以达到几百吨的相当大的磁力，并在某些情况下会导致吸住定子中的转子，从而导致对机器的相当大的损害。

图3和4示出了转子关于定子的不良居中的效应，其中假定转子和定子不变形。

图3示出了在静态偏心率的情况下、转子11关于定子10的相对位置。在这种情况下，旋转中心(即转子的旋转轴110)相对于几何中心(即定子的纵轴102)是固定的。

图4示出了在动态偏心率的情况下、转子11关于定子10的相对位置。在这种情况下，旋转中心(即转子的旋转轴110)围绕几何中心旋转，即围绕定子的纵轴102旋转。

需要注意，通常存在由静态偏心率和动态偏心率的并置引起的组合偏心率。

图5示出了变形的定子的例子。在该例子中，定子具有实质上是三角形的形状，所述三角形具有圆形的边和角。一般地，变形的定子可以具有椭圆的形状或具有n个边的圆形多边形的形状。

可以看出，在图3至5中示出的例子中，机器的气隙不是恒定的，而是作为角度α_s的函数和时间的函数变化。依据将在下面说明的定律，该变化引起对气隙中的感应的调制。

在其中膛(bore)(即定子)是变形的、并且其中转子的旋转中心能够关于定子运动的一般情况下，气隙中的感应满足下面的等式：

B(α_s)＝B_i(α_s).Λ_a(α_s).Λ_r.(α_s)

                                    [3]

其中：

$B_i\left({\mathrm{\α}}_s\right)=\underset{\mathrm{\υ}}{\mathrm{\Σ}}B_{\max }^{\mathrm{\υ}}\sin (\mathrm{\υ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_B^v)---\left[2\right]$

：理想机器(没有磁路中的误差并且具有理想地居中的转子的机器)的气隙的感应，

${\mathrm{\Λ}}_a\left({\mathrm{\α}}_s\right)=1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_s+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λo}}^{\mathrm{\η}})---\left[4\right]$

：表示涉及定子的误差(例如膛的变形、静态偏心率)的函数

其中：

^ηΛ_a max：涉及定子的误差谐波的幅度

^ηΦ_Λa  ：涉及定子的误差谐波的相位

η       ：涉及定子的误差谐波的阶

${\mathrm{\Λ}}_r\left({\mathrm{\α}}_s\right)=1+\underset{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{r\max }^{\mathrm{\κ}}\sin (\mathrm{\κ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λr}}^{\mathrm{\κ}})---\left[5\right]$

：表示涉及转子的误差(例如动态偏心率、场绕组的线圈的部分短路)的函数

其中：

^κΛ_r max：涉及转子的误差谐波的幅度

^κΦ_Λ   ：涉及转子的误差谐波的相位

κ       ：涉及转子的误差谐波的阶。

通过在[3]中替换[2]、[4]和[5]，可以获得下面的等式：

$B\left({\mathrm{\α}}_s\right)=\left[\underset{\mathrm{\υ}}{\mathrm{\Σ}}B_{\max }^{\mathrm{\υ}}\sin (\mathrm{\υ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_B^v)\right]$

$[1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_s+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λa}}^{\mathrm{\η}})][1+\underset{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{r\max }^{\mathrm{\κ}}\sin (\mathrm{\κ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λs}}^{\mathrm{\κ}})]---\left[6\right]$

如图6所示，通过安装沿着定子的周围分布的多个单独的测量匝或回路可以捕获气隙中的感应的图像，通过连续地进入机器的气隙和进入通风槽(ventilation slot)，这些单独的匝中的每一个都围绕定子的磁轭的一部分。

所述图示出了包括被凹槽101分开的多个齿100的定子10的一部分。在定子的长度上，存在多个通风槽102，其可以释放在机器的操作过程中产生的热量。如上面提到的那样，已经在定子的所述部分上安装了测量回路2，该测量回路2在这种情况下包括单个匝20。围绕定子的周围规则地设置如上面的多个测量回路2。假定所述测量包括测量感应的电压u(据说所述电压是在测量位置处的感应B(α_s)的图像)，也可以设想测量回路2的其它设置，例如所述回路围绕一个或多个齿100。在这种情况下，被测的感应电压将保持为该位置处的气隙中的感应的图像，并将与下面的等式或关系式只相差一个恒定系数。

如果如图6所示的设置是下面的情况，其中回路2包括单个测量匝并如图所示地被设置，则所述匝的端子处的感应电压u是：

u＝B(α_s).V.L[7]

其中

B(α_s).：匝的位置处的气隙中的感应

V      ：气隙处的转子切向速度，该速度在正常条件下操作的同步机中是恒定的

L      ：匝的轴向长度。

在这些条件下，匝的端子处的感应电压u直接是气隙中的感应的图像。

通过在[7]中替换B(α_s)的表达式[6]，可以获得下面的等式：

$u\left({\mathrm{\α}}_s\right)=V.L.\left[\underset{\mathrm{\υ}}{\mathrm{\Σ}}B_{\max }^{\mathrm{\υ}}\sin (\mathrm{\υ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_B^v)\right]$

$[1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_s+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λa}}^{\mathrm{\η}})][1+\underset{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{r\max }^{\mathrm{\κ}}\sin (\mathrm{\κ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λr}}^{\mathrm{\κ}})]---\left[8\right]$

如果α_si是定子的周围上的匝i的角位置，则通过下面的等式给出所述匝的端子处的感应电压：

$u\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{si}}\right)=V.L.\left[\underset{\mathrm{\υ}}{\mathrm{\Σ}}B_{\max }^{\mathrm{\υ}}\sin (\mathrm{\υ}({\mathrm{\α}}_{\mathrm{si}}-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_B^v)\right]$

$[1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_{\mathrm{si}}+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λa}}^{\mathrm{\η}})][1+\underset{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{r\max }^{\mathrm{\κ}}\sin (\mathrm{\κ}({\mathrm{\α}}_{\mathrm{si}}-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λr}}^{\mathrm{\κ}})]---\left[9\right]$

图7示出了在展现出混合偏心率和非变形定子的特定情况的机器的定子的周围上的三个不同位置处放置的三个测量匝的端子处的感应电压u₁、u₂和u₃的例子。

测量匝的端子处的感应电压信号的处理使得有可能推导出作为角度α_s和时间的函数的机器的气隙中的变化。

为了能够被处理，首先将信号u_i(即u₁、u₂和u₃)发送至滤波装置30，所述滤波装置形成在图8中示出的处理装置3的一部分。这些滤波装置30具有消除其频率大于通过下面的等式限定的基频f_n的频率的谐波分量的功能：

f_n＝p.Ω/2π    [10]

p：机器的极对的数量

图9示出了滤波装置30的输出端处的信号u_f1、u_f2和u_f3。假定是理想的滤波，也就是说消除了具有大于f_n的频率的谐波分量，则通过下面的等式给出滤波装置的输出端处的信号：

$u_{\mathrm{fi}}=V.L.[1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_{\mathrm{si}}+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λa}}^{\mathrm{\η}})]$

$\left[B_{\max }^p\sin (p({\mathrm{\α}}_{\mathrm{si}}-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_B^p)\right][1+\underset{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{r\max }^{\mathrm{\κ}}\sin (\mathrm{\κ}({\mathrm{\α}}_{\mathrm{si}}-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λ}}^r{}_{\mathrm{\κ}})]---\left[11\right]$

将经滤波的信号u_f1、u_f2和u_f3发送至在图8中示出的包络提取装置31。

包络提取装置31的输出端处的信号e_i以下面的形式出现：

$e_i=2.V.L.B_{\max }^p\·[1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_{\mathrm{si}}+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λa}}^{\mathrm{\η}})]$

$[1+\underset{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{r\max }^{\mathrm{\κ}}\sin (\mathrm{\κ}({\mathrm{\α}}_{\mathrm{si}}-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λr}}^{\mathrm{\κ}})]---\left[12\right]$

图10示出了表示包络提取装置31的输出端处的信号u_f1的包络的信号e_i。

从等式[12]，可以看出对于给定的值α_si，e_i仅取决于时间。

在机器的一个旋转周期上计算的这些信号的时间平均值e_im等于：

$e_{\mathrm{im}}=\frac{1}{T_{\mathrm{mec}}}{\∫}_0^{T_{\mathrm{mec}}}{e}_i\mathrm{dt}$

$=2.V.L.B_{\max }^p\·[1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_s+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λa}}^{\mathrm{\η}})]---13]$

其中T_mec＝机器的旋转周期。

设e_ms是安装在机器的周围上的全部匝的时间平均值e_im的空间平均值

$e_{\mathrm{ms}}=\frac{1}{N_{\mathrm{spires}}}\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{spires}}}{\mathrm{\Σ}}}{e}_{\mathrm{im}}\left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{si}}\right)=B_{\max }^p---\left[14\right]$

其中N_spires＝测量匝的总数。

因此通过下面的等式确定涉及定子磁路的误差：

${\mathrm{\Λ}}_a\left({\mathrm{\α}}_s\right)=1+\underset{\mathrm{\η}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{a\max }^{\mathrm{\η}}\sin ({\mathrm{\η\α}}_s+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λa}}^{\mathrm{\η}})$

$=e_{\mathrm{im}}/e_{\mathrm{ms}}---\left[15\right]$

类似地，可以从[12]和[13]推导出涉及转子的误差：

${\mathrm{\Λ}}_r\left({\mathrm{\α}}_s\right)=1+\underset{\mathrm{\κ}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Λ}_{r\max }^{\mathrm{\κ}}\sin (\mathrm{\κ}({\mathrm{\α}}_s-\mathrm{\Ωt})+\mathrm{\φ}_{\mathrm{\Λr}}^{\mathrm{\κ}})$

$=e_i/e_{\mathrm{im}}---\left[16\right]$

需要注意，对于任何测量匝，函数Λ_r(α_s)是相同的。因此，能够仅测量该函数(即仅涉及转子的误差)的简化的测量设备能够只包括在定子的周围上的单个位置处设置的单个测量匝或回路。

图11示出了作为测量匝的角位置的函数的包络的平均值e_im。在这里考虑的例子中，机器具有沿着定子的周围规则分布的十个测量匝。

已知气隙中的感应的分布，并也已知比如轴向长度La和膛半径R之类的设计值，然后容易从每单位面积的磁压力σ确定在膛的一部分上或在整个膛上的机器的定子和转子之间的磁力F：

σ＝B²/2μ₀    [17]

以及

$F=\mathrm{La}.R.{\∫}_{{\mathrm{\α}}_1}^{{\mathrm{\α}}_2}\mathrm{\σ}.\mathrm{d\α}---\left[18\right]$

参照图8，可以看到依据本发明的信号处理方法的全部步骤。将如通过图7中的例子示出的、来自各测量匝或回路2的感应电压信号u_i单独地发送至滤波装置30，所述滤波装置抑制那些具有大于机器的电频率的频率的谐波，以便在输出端处提供如通过图9中的例子示出的经滤波的信号u_fi。如通过图10中的例子示出的那样，然后发送这些经滤波的信号至包络提取装置31，所述包络提取装置在它们的输出端处提供对应于经滤波的信号的包络的信号e_i。然后将这些信号发送至谐波分析装置32，所述谐波分析装置能够依据表达式[15]和[16]确定包络的平均值，并也能够确定时间和空间谐波。

图12示出了谐波分析装置32的输出端处的时间频谱的例子。

图13示出了谐波分析装置32的输出端处的空间频谱的例子。

依据上面给出的关系式[1]至[18]，这些结果使得计算机33可能计算同步机的误差的类型和值，并且也能够计算从中得到的未补偿的径向磁力。

这样，来自[15]的函数e_im/e_ms的谐波分析使得可能确定来自定子的误差，而来自[16]的函数e_i/e_im使得可能确定来自转子的误差。一般地，谐波的阶确定误差的类型，而谐波的幅度确定误差的幅度。

在分析涉及定子的误差的情况下，如图3所示，1阶谐波的存在表示转子和定子之间的静态偏心率。所述谐波的幅度使得可能计算与该静态偏心率关于机器的平均气隙的相对值相应的值ε_s。如通过图5中的例子示出的那样，高阶谐波的存在表示定子的变形，2阶谐波表示通常为椭圆的形状，而更高阶的谐波表示通常具有圆形边和角的多边形形状，谐波的阶表示多边形的边的数量；所述谐波的幅度表示所述变形关于机器的平均气隙的相对值。

在分析涉及转子的误差的情况下，如图2所示，1阶谐波的存在表示转子和定子之间的动态偏心率。所述谐波的幅度使得可能计算与该动态偏心率关于机器的平均气隙的相对值相应的值ε_d。

高阶谐波的存在表示涉及励磁电路的误差，所述谐波的幅度表示所述误差关于气隙中的平均感应的相对值。

转子相对于定子的偏心率引起相当大的未补偿磁力的出现。因此，当分析涉及定子的误差和涉及转子的误差时，1阶谐波的存在表示转子受到未补偿的磁力。从关系式[17]和[18]可以确定所述力的值，其中已知转子的尺寸，并且也已知作为测量位置处的感应的图像的感应电压u_i。

通常，对涉及定子的误差和涉及转子的误差的分析揭示出多个谐波的存在，因此表示机器上同时存在几种类型的误差。

如上面提到的那样，这些类型当中的一个或另一个误差的存在引起每一极之下的感应的不均匀分布，因此产生可以达到几百吨的相当大的磁力，并在一些情况下会导致吸住定子中的转子，从而导致对机器的相当大的损害。因此，对这些误差当中的一个或另一个的检测会引起自动停止机器或在操作者的干预下停止机器的告警。

图14示意性地示出了依据如上面所述的本发明的、利用用于处理感应电压信号的方法来连续监控和测量同步机的磁路中的定子和转子误差的设备。

该设备包括测量装置2(所述测量装置包括沿着定子的周围分布的多个测量匝或回路20)、依据本发明的信号处理装置4以及将测量结果发送至机器外部的通信装置5。通过能够提供必须的电力至所述设备的电源装置6对前面提到的三个装置2、4和5提供电力，所述电力可以通过电源电缆来自机器外部，或通过捕获所产生的磁通而直接在机器上获得。

安装于机器之上并如图14所示的所述设备的信号处理装置4可以包括如图8所示的模块30、31、32和33当中的一个或多个，在发送装置5之后，在机器外部设置未包括在安装于机器之上的所述设备中的一个或多个模块。

通过能够产生和发送告警的装置(上面提到而没有在附图中示出)可以补充所述设备，所述告警可以用来停止机器。

在同步机的每一轴端处安装如上面所述的两个同样的监控设备使得可能监控定子和转子的轴之间的平行性。

Claims (20)

1、一种处理来自设置于同步机上的至少一个测量匝的感应电压以捕获在所述匝的位置处的机器的气隙中的感应的图像、从而确定机器的磁路中的定子和转子误差的类型和值的方法，其特征在于该方法包括下面的步骤：

-单独地获取每一匝(20)的端子处的所述感应电压(u_i)，并将所述感应电压发送至滤波装置(30)，所述滤波装置能够消除具有大于机器的基频(f_n)的频率的分量，

-单独地将滤波装置的输出信号(u_fi)发送至包络提取装置(31)，所述包络提取装置能够提供作为滤波装置的输出信号的包络的图像的输出信号(e_i)，

-将包络提取装置的输出信号(e_i)发送至谐波分析装置(32)，所述谐波分析装置能够确定时间和空间谐波频谱，并且也能够确定所述输出信号(e_i)的时间平均值(e_im)以及所述时间平均值(e_im)的空间平均值(e_ms)，

-将所述时间和空间谐波频谱以及所述输出信号(e_i)和所述时间和空间平均值发送至计算装置(33)，所述计算装置能够独立地确定定子或转子误差的类型并计算其相对值。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述计算装置进一步计算由于所述误差引起的磁力(F)的值。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述计算装置确定所述时间平均值和空间平均值的比值(e_im/e_ms)，从而确定磁路中的一个或多个定子误差。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述计算装置确定包络提取装置的输出信号的值和时间平均值的比值(e_i/e_im)，从而确定磁路中的一个或多个转子误差。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于：由所述比值产生的信号中的基波谐波的存在表示定子和转子的轴之间静态偏心率的存在，所述谐波使得可能确定所述偏心率关于机器的平均气隙的值。

6、如权利要求3所述的方法，其特征在于：由所述比值产生的信号中的2阶谐波的存在表示定子的椭圆形变形，所述谐波的幅度使得可能确定所述变形关于机器的平均气隙的值。

7、如权利要求3所述的方法，其特征在于：由所述比值产生的信号中的2阶以上的谐波的存在表示定子的多边形变形，所述谐波的幅度使得可能确定所述变形关于机器的平均气隙的值。

8、如权利要求4所述的方法，其特征在于：由所述比值产生的信号中的基波谐波的存在表示转子和定子的轴之间的动态偏心率的存在，所述谐波的幅度使得可能确定所述偏心率关于机器的平均气隙的值。

9、如权利要求4所述的方法，其特征在于：由所述比值产生的信号中的1阶以上谐波的存在表示与机器的励磁电路相关的误差，所述谐波的幅度使得可能确定所述误差关于气隙中的平均感应的相对值。

10、如前述权利要求中的任一权利要求所述的方法，其特征在于：对误差的检测产生告警。

11、一种为实现如权利要求1所述的方法而连续监控同步机的设备，其特征在于该设备包括：

-用于测量感应电压(u_i)的装置，该装置包括至少一个测量回路(2)，所述测量回路包括至少一个测量匝(20)，所述测量匝能够捕获在测量回路的位置处的机器的气隙中的感应的图像，

-滤波装置(30)，该装置能够消除具有大于机器的基频(f_n)的频率的分量，

-包络提取装置(31)，该装置能够提供作为滤波装置的输出信号的包络的图像的输出信号(e_i)，

-谐波分析装置(32)，该装置能够确定所述输出信号(e_i)的时间平均值(e_im)以及所述时间平均值(e_im)的空间平均值(e_ms)，

-计算装置(33)，该装置能够独立地确定定子或转子误差的类型并计算其相对值。

12、如权利要求10所述的监控设备，其特征在于：所述计算装置能够进一步计算由于所述误差产生的磁力(F)的值。

13、如权利要求11所述的监控设备，其特征在于：当在机器上设置用于测量感应电压(u_i)的装置时，所述滤波装置(30)、所述包络提取装置(31)、所述谐波分析装置(32)以及所述计算装置(33)的至少其中之一也安装于该机器之上，所述设备进一步包括用于安装于机器上的所述装置(4)的电源装置(6)。

14、如权利要求13所述的监控设备，其特征在于：所述电源装置能够捕获由机器产生的感应通量，从而提供电力至安装于机器上的所述装置(4)。

15、如权利要求11至14中的任一权利要求所述的监控设备，其特征在于：将未安装于机器上的滤波装置(30)、包络提取装置(31)、谐波分析装置(32)以及计算装置(33)通过发送装置(5)与安装于机器上的所述装置(4)连接。

16、如权利要求11至15中的任一权利要求所述的监控设备，其特征在于：用于测量感应电压的所述装置包括在定子的周围之上规则分布的多个测量回路(2)。

17、如权利要求16所述的监控设备，其特征在于：每个测量回路(2)围绕定子的磁轭的一部分，并通过凹槽(101)、通风槽(102)和定子(10)的外部。

18、如权利要求17所述的监控设备，其特征在于：每个测量回路(2)包括单个匝(20)。

19、如权利要求11至18中的任一权利要求所述的监控设备，其特征在于：该监控设备进一步包括一个产生和发送告警的装置。

20、如权利要求11至19中的任一权利要求所述的监控设备，其特征在于：该监控设备被设置于机器的一个纵向端处，并与设置于机器的另一端处的一个类似设备相关联，由这两个设备提供的信号能够使得可能确定机器的转子和定子的轴之间的不平行性。

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