CN210513002U - 一种发电机气隙测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种发电机气隙测量装置，用于测量发电机的定子和转子之间的气隙，所述气隙测量装置包括：包括气隙传感器机构、测量板机构和气隙监测机构；气隙传感器机构安装在定子上下两端；测量板机构用螺栓固定在转子上下两端磁极端板上，位置与面对的平板电容传感器表面齐平；气隙监测机构与所述气隙传感器机构通信，处理从所述气隙传感器机构接收到的测量数据并对数据进行分析处理，本实用新型以非接触的方式直接有效地测量定子与转子之间的静态、动态气隙，克服了现有中小型发电机尺寸较小，发电机定子、转子间气隙较小，测量困难的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机气隙测量装置，具体涉及水轮发电机上定子与转子之间的气隙测量装置。
背景技术
发电机定子、转子之间的空气间隙是一项重要的电磁参数，它对电机的其他参数、运行性能及技术经济指标有着直接的影响。在发电机处于运行状态时,气隙的均匀性将直接影响电气特性和机械性能的稳定。通常，发电机出厂时会对气隙进行测量，此时气隙为静态的气隙，只具有参考价值,无法对运行状态气隙进行准确评估。然而，在发电机实际运行中，转子和定子的形状和位置会受到电机运转的离心力、不平衡磁拉力的影响，气隙会出现不均匀的变化，定转子间气隙偏心将会引起气隙磁场发生畸变，继而在定转子间产生不平衡磁拉力，该不平衡磁拉力将会引起机组振动。因此，需对气隙进行监测评估，判断是否发生气隙偏心。
在发电机定转子结构设计中，内部气隙值往往设计的很小，大型机组600-700MW发电机转子气隙设计值为30mm左右，常将传感器粘贴在定子的铁心表面，这种方法对环境要求苛刻，随着运行时间变长、老化，传感器有可能脱落、或由于局部温度过高，熔化粉碎，都会造成机组非正常停机，严重的损害定转子表面；而小型机组通常为0.1mm~0.15mm之间，安装调试阶段气隙的测量方法常用塞尺法，运行中转子和定子之间的实时气隙很难直接测量。本实用新型设计一种非接触式且精度较高的气隙测量装置，安装简单，测试过程方便，可解决运行中发电机气隙测量的难题。
发明内容
本实用新型的目的：为解决上述问题，本实用新型提供一种发电机定转子间气隙测量装置，在机组定子上、下两端安装气隙传感器机构，转子上、下两端磁极端板上安装测量板机构，通过测量平板电容传感器与测量板间的间隙变化来判断气隙的变化。
本实用新型采用以下方案，一种发电机气隙测量装置，包括气隙传感器机构、测量板机构和气隙监测机构；
所述气隙监测机构包括气隙数据采集单元和监测分析单元，所述气隙数据采集单元与气隙传感器机构连接通信，将空气间隙模拟信号转换成数字信号并结合监测分析单元对其进行分析显示；
所述气隙传感器机构包括安装座6、平板电容传感器2、电缆7和前置器8，安装座6固定在定子1的外端，平板电容传感器2粘贴在安装座6上，平板电容传感器2通过电缆7与前置器8连接，前置器8放置在定子1上；
所述测量板机构包括一测量板5，测量板5固定在磁极端板3上，测量板5与平板电容传感器2平行相对设置，且两者的中心位置齐平。
本实用新型的工作原理：
本实用新型的有益效果：本实用新型将气隙传感器机构直接布置在发电机的定子上下两端，安装拆卸方便，并使气隙传感器直接暴露于定子与转子之间的气隙，从而能够在不接触转子的情况下直接测量气隙；同时采用平板电容式传感器测量气隙，精度较高。
附图说明
图1是气隙测量装置在电机轴向上分布状态的示意图；
图2是气隙测量装置的节点图；
图3是气隙测量装置的气隙测量原理示意图；
附图标记说明：1-定子，2-平板电容传感器，3-磁极端板，4-转子，5-测量板，6-安装座，7-电缆，8-前置器，9-螺钉，10-径向外表面，11-转子的面对定子的表面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施案列对本实用新型进行详细描述。
实施例1：如图1-2所示，一种发电机气隙测量装置，包括气隙传感器机构、测量板机构和气隙监测机构；
所述气隙监测机构包括气隙数据采集单元和监测分析单元，所述气隙数据采集单元与气隙传感器机构连接通信，将空气间隙模拟信号转换成数字信号并结合监测分析单元对其进行分析显示；
所述气隙传感器机构包括安装座6、平板电容传感器2、电缆7和前置器8，安装座6固定在定子1的外端，平板电容传感器2粘贴在安装座6上，平板电容传感器2通过电缆7与前置器8连接，前置器8放置在定子1上；
所述测量板机构包括一测量板5，测量板5固定在磁极端板3上，测量板5与平板电容传感器2平行相对设置，且两者的中心位置齐平。
实施例2：所述测量板5为金属板如钢板等，通过螺栓9固定在磁极端板3上，所述气隙传感器机构中的电缆7由PVC管从定子部分引出，方便简化了发电机结构布线；上述设置简化了结构，便于后期的维护、更换和拆卸作业。在实际测量的时候，可以将气隙传感器机构在发电机的定子上下两端沿周向均匀地布置多个，安装座6和定子1之间设置成活动连接，方便拆卸，例如可布置四个、六个或更多个，以全面可靠地测量各处的气隙大小，不宜过少，过小会有误差，影响测量精度。布置在定子上的多个气隙传感器机构均可与同一个气隙检测机构通信，以监测转子各个位置处的气隙实时状态。
其中平板电容传感器2、电缆7和前置器8可采用现有技术中通用适合的产品，气隙监测机构也采用如南瑞公司的SJ9000在线检测系统等现有产品，可以对气隙传感器机构的信号采集处理并实时显示，同时还能进行报警提示。
本装置主要适用于立式的中小型水力机组，因为其定转子间隙过小，无法将平板式容传感器固定在定子的内壁，而本装置将平板电容传感器2固定在定子的外壁，在发电机上可方便地装配上述气隙测量装置,以可靠、有效、高精度地测量定子与转子之间的气隙，实现实时监测。
利用本装置进行测试时，具体原理如图3所示，平板电容传感器2与测量板5竖直相对固定，两者高度方向的中心线齐平，本实施例中两者尺寸一致，实际也可以不同，两者之间的间隙为L，平板电容传感器2到定子径向外表面10的垂直距离为e，测量板5到转子径向外表面11的距离为f，即定转子间气隙d=L-e-f。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种发电机气隙测量装置，其特征在于：包括气隙传感器机构、测量板机构和气隙监测机构；
所述气隙监测机构包括气隙数据采集单元和监测分析单元，所述气隙数据采集单元与气隙传感器机构连接通信，将空气间隙模拟信号转换成数字信号并结合监测分析单元对其进行分析显示；
所述气隙传感器机构包括安装座（6）、平板电容传感器（2）、电缆（7）和前置器（8），安装座（6）固定在定子（1）的外端，平板电容传感器（2）粘贴在安装座（6）上，平板电容传感器（2）通过电缆（7）与前置器（8）连接，前置器（8）放置在定子（1）上；
所述测量板机构包括一测量板（5），测量板（5）固定在磁极端板（3）上，测量板（5）与平板电容传感器（2）平行相对设置，且两者的中心位置齐平。
2.根据权利要求1所述的发电机气隙测量装置，其特征在于：所述测量板（5）为金属板，通过螺栓（9）固定在磁极端板（3）上。
3.根据权利要求1所述的发电机气隙测量装置，其特征在于：所述气隙传感器机构在发电机的定子上下两端沿周向均匀地布置有多个。
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