JP2011160650A - 目視検査に基づく発電機保持アセンブリ張り検出 - Google Patents

目視検査に基づく発電機保持アセンブリ張り検出 Download PDF

Info

Publication number
JP2011160650A
JP2011160650A JP2011012507A JP2011012507A JP2011160650A JP 2011160650 A JP2011160650 A JP 2011160650A JP 2011012507 A JP2011012507 A JP 2011012507A JP 2011012507 A JP2011012507 A JP 2011012507A JP 2011160650 A JP2011160650 A JP 2011160650A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holding
ripple spring
assembly
optical device
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011012507A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011160650A5 (ja
JP5380474B2 (ja
Inventor
Alexander Reed Francis
フランシス・アレキサンダー・リード
Jr Robert Martin Roney
ロバート・マーティン・ローニー,ジュニア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2011160650A publication Critical patent/JP2011160650A/ja
Publication of JP2011160650A5 publication Critical patent/JP2011160650A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5380474B2 publication Critical patent/JP5380474B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343Testing dynamo-electric machines in operation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/08Testing mechanical properties
    • G01M11/081Testing mechanical properties by using a contact-less detection method, i.e. with a camera
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0018Applying slot closure means in the core; Manufacture of slot closure means

Abstract

【課題】機械電気変換機の保持アセンブリの張りを視覚的に検出および測定するための方法および装置を提供する。
【解決手段】光デバイス48を用いて少なくとも保持アセンブリ29の画像を得る。光デバイス48は、2つの固定子鉄心積層物23間のスロット19内に挿入することができるとともに、保持アセンブリ29の側面図の方に向けることができる。画像をディスプレイ50上に表示し、測定器56を用いて保持アセンブリ29の張りを決定する。
【選択図】図4

Description

本発明は一般的に、機械電気変換機の状態の評価に関する。より詳細には、本発明は、機械電気変換機(特に発電機)における保持リップル・バネの張りを測定するための目視検査に基づく方法および装置に関する。
機械電気変換機たとえば発電機は、回転子および固定子を備えている。回転子は一般的に、鍛鋼品から構成され、回転子の全長に渡る多くのスロットを備える。回転子は、回転子巻線と言われる導体を回転子のスロット内に配置することによって電気的に巻かれている。
固定子は一般的に、多くの積層された金属積層物から構成されている。固定子はまた、スロットを備え、これは固定子の全長に渡っている。固定子は、固定子コイルとして知られる導体を固定子の電機子スロット内に配置することによって電気的に巻かれている。
従来の固定子コイルは多くの場合に、固定子スロット内の所定の位置に、保持アセンブリ(たとえば、固定子くさび、最上部保持リップル・バネ、およびシムを備える固定子くさびアセンブリ)を用いて保持されている。この構成では、固定子コイルを電機子スロット内に配置し、シムを固定子コイルの上方に配置し、最上部リップル・バネをシムの上方に配置し、斜角エッジを有する固定子くさびを電機子スロットの頭部付近の溝の中に強制的に入れて、固定子コイル、シム、および最上部リップル・バネを固定するものである。最上部リップル・バネによって、固定子コイルを電機子スロット内に堅固に保持し続けるための圧縮力が与えられる。
時間が経つにつれ、固定子くさびは緩んでくる場合がある。固定子くさびが緩んでくると、固定子コイルが振動する可能性があり、その結果、発電機内に突発故障が起きる可能性がある。このような振動を回避するために、リップル・バネの張りを定期的に検査することが望ましい。このような検査は難題である。なぜならば、発電機内ではリップル・バネはアクセスが難しく、固定子くさびによって隠れているからである。
リップル・バネの圧縮を検査する従来のアプローチは数多く存在する。1つのアプローチは、固定子くさびに手動でネジを切ることを伴うものである。別のアプローチは、リップル・バネの表面の深さを、くさび内に予め形成した試験孔を通して測定することを伴うものである。第3のアプローチは、くさびを物理的に変位させて、結果として生じるくさびの動きを測定することを伴うものである。
リップル・バネ張りの試験に対する従来のアプローチには、それらに付随する著しい問題が存在する。第1のアプローチ(固定子くさびに手動でネジを切る)は、極めて主観的である。結果は、検査官が異なるとその間で大きく変わる。
第2のアプローチ(深さゲージを用いて、予め形成した試験孔を通して測定する)は、時間がかかるとともに、試験孔を予め形成した固定子くさびを有する発電機においてのみ可能である。多くの発電機では、このように試験孔が予め形成されてはいない。この方法を、固定子くさび内に試験孔がない既存の発電機に対して用いるためには、前記ユニットを、アクセス孔を有するくさびを用いて巻き直さなければならない。
第3のアプローチ(固定子くさびを物理的に変位させる)は、固定子くさびに衝突させてから、固定子くさびの変位をセンサ(たとえば光学または容量センサ)を用いて測定して、固定子くさびの真下のリップル・バネの圧縮を間接的に示すことを伴うものである。
本開示の第1の態様によって、機械電気変換機の保持アセンブリを検査するための装置であって、少なくとも保持アセンブリの画像を得るための光デバイスであって、光デバイスは2つの固定子鉄心積層物間のスロット内に挿入することができるとともに保持アセンブリの側面図の方に向けることができ、保持アセンブリは少なくともくさび部材、シム、およびくさび部材とシムとの間の保持リップル・バネを備える、光デバイスと、光デバイスによって得られた画像を表示するためのディスプレイと、
くさび部材とシムとの間の距離を測定するための測定器と、を備える装置が提供される。
本開示の第2の態様によって、回転子と、回転子を囲む固定子と、固定子の鉄心内に据え付けられた目視検査デバイスとを備え、目視検査デバイスは、少なくとも保持アセンブリの画像を得るための光デバイスであって、保持アセンブリは、くさび部材、シム、およびくさび部材とシムとの間の保持リップル・バネを備え、光デバイスは2つの固定子鉄心積層物間のスロット内に据え付けられるとともに保持アセンブリの側面図に向けることができる、光デバイスと、光デバイスによって得られた画像を表示するためのディスプレイと、くさび部材とシムとの間の距離を測定するための測定器と、を備える機械電気変換機が提供される。
本開示の第3の態様によって、機械電気変換機の保持アセンブリを視覚的に検査するための方法であって、光デバイスを機械電気変換機の固定子鉄心内に配置することであって、配置することは、光デバイスを少なくとも2つの固定子鉄心積層物間のスロット内に位置付けることと、光デバイスを保持アセンブリの側面図の方に向けることとを含み、保持アセンブリは、くさび部材、シム、およびくさび部材とシムとの間に配置された保持リップル・バネを備える、配置することと、光デバイスを使用し、保持アセンブリの画像を得てディスプレイに送信することと、くさび部材とシムとの間の距離を画像を用いて測定することと、保持リップル・バネの残存歪みを計算することであって、残存歪みは、くさび部材とシムとの間の距離と保持リップル・バネの厚さとの間の差に等しい、計算することと、保持リップル・バネに対する荷重値を、保持リップル・バネの残存歪みと既知の荷重対歪み相関とを用いて、力の単位で決定することと、を含む方法が提供される。
本発明のこれらおよび他の態様、優位性、および特徴は、以下の詳細な説明から明らかになる。詳細な説明は、添付図面(図面の全体に渡って同様の部分は同様の参照文字によって示される)とともに参照したときに、本発明の実施形態を開示するものである。
回転子が固定子内に設置されている従来の発電機の概略断面図である。 図1に示すような発電機内の従来の固定子の部分的な等角投影図である。 本発明の実施形態による保持アセンブリの断面図である。 本発明の実施形態による発電機内に位置するロボット・マニピュレータの側平面図である。
以下、本発明の少なくとも一つの実施形態を、その応用例について、機械電気変換機の動作と関連して説明する。本発明の実施形態を、発電機の形態の機械電気変換機に対して例示するが、教示は、他の電気機械たとえば(これらに限定されないが)モータに対しても等しく適用可能であることが理解される。さらに、本発明の少なくとも一実施形態を、呼び寸法を参照して、また基準寸法の組を含んで、以下に説明する。しかし、当業者には明らかなように、本発明の実施形態は、任意の好適な発電機および/またはエンジンに対して同様に適用可能である。さらに、当業者には明らかなように、本発明の実施形態は、呼び寸法および/または基準寸法の種々の縮尺に対して同様に適用可能である。
前述したように、本発明の態様によって、発電機の保持アセンブリを視覚的に検査するための装置および方法が提供される。図1〜4に、発電機の異なる態様と目視検査装置を提供する構成とを示す。
図1に、従来の発電機10の断面図を示す。発電機10は、固定子12と、固定子12が囲む回転子14とを備えている。狭い半径方向の間隙16が、固定子アセンブリ12と保持リング18との間に存在している。保持リング18は回転子14の周りに配置されている。発電機によっては、半径方向の間隙16は約3.8cm(約1.5インチ)と同程度に狭い場合があるが、種々の実施形態において、より幅が広い場合もあるし、より狭い場合もある。固定子12は、軸方向に延びる電機子スロット20の環状アレイを備えている。それぞれの電機子スロット20は、その両側に固定子歯22が形成された状態で、固定子12内に形成されている場合がある。
図2に示すように、各固定子歯22は、複数の打抜き片または積層物23で形成され、一対の軸方向に延びる溝24、25(互いに対して半径方向に配置されている)を備えている。こうして、各電機子スロット20には、二対の略平行な溝24、25が形成されている。固定子コイル26、28(部分的にまたは全体として絶縁層30内に包まれていても良い)が、固定子12の各電機子スロット20内に配置されている。典型的な固定子12では、一対の固定子コイル26、28が各電機子スロット20内に積層されており、一方が他方の最上部に半径方向に配置されている。
固定子コイル26、28は、保持アセンブリ29によって電機子スロット20内に保持されている。いくつかの実施形態においては、保持アセンブリ29は固定子くさびアセンブリ(図2〜3)の形態であっても良いが、任意の他のタイプの保持アセンブリを用いてコイル26、28を電機子スロット20内に保持しても良い。図2に示すように、保持アセンブリ29は、充填物部材(たとえばシム32)、保持リップル・バネ33、およびくさび部材34を備えていても良い。1または複数のシム32が通常、最上部固定子コイル26から半径方向内側に配置されている。保持リップル・バネ33を、電機子スロット20内でシム32から半径方向内側に配置しても良い。保持リップル・バネ33は、たとえば、高温耐性のある合成樹脂母材と結合させたガラス繊維ロービング・ファブリックで形成しても良い。
さらに図2に示すように、充填物部材(たとえば第1の側面リップル・バネ36)を、電機子スロット20内に、保持リップル・バネ33に垂直に、最上部固定子コイル26と固定子歯22との間に配置しても良い。別の充填物部材(たとえば第2の側面リップル・バネ38)を電機子スロット20内に、保持リップル・バネ33に垂直に、最下部固定子コイル28と固定子歯22との間に配置しても良い。任意的に、1または複数の付加的な充填物部材(たとえば第1および第2の側面スロット充填材またはシム40、42)を、側面リップル・バネ36、38と、対応する固定子コイル26、28との間に配置しても良い。あるいは、側面シム40、42を、電機子スロット20内に、固定子歯22と固定子コイル26、28との間に、側面リップル・バネ36、38を用いずに配置しても良い。側面リップル・バネ36、38および側面シム40、42のデザインは、固定子コイル26、28と固定子歯22との間に形成されるわずかな軸方向の間隙も満たすように、また固定子コイル26、28と固定子歯22との間の接線方向の張りを増加させるようになされている。
1または複数のくさび部材34を、電機子スロット20内に保持リップル・バネ33から半径方向内側に設置しても良い。くさび部材34は通常、斜角エッジ44を有し、固定子歯22の側壁に相応に形作られた溝24、25と嵌合するようになっている。くさび部材34の設置は、くさび部材34を平行な溝24、25の少なくとも一方内に滑らせることによって行なう。くさび部材34によって、保持リップル・バネ33がシム32に対して圧縮され、その結果、シム32は最上部固定子コイル26に対して圧縮され、固定子コイル26、28が電機子スロット20内で半径方向にしっかりと固定される。別の実施形態においては、保持リップル・バネ33を、くさび部材34と絶縁固定子コイル26との間に、シム32を存在させることなく配置しても良い。
時間が経つにつれ、保持リップル・バネ33が弾力性を失って、くさび部材34が緩くなり、コイル26、28が振動する可能性がある。このようなコイル26、28の振動が起こる結果、コイル26、28に対する損傷、およびコイル絶縁物30の破損が生じる可能性がある。したがって、このようなことが起こる前に、保持アセンブリ29の検査を行なって、修正処置が必要であることを確認することが望ましい。
図4に示すように、本明細書では、保持アセンブリを検査するために目視検査装置46が提供される。目視検査装置46は、保持アセンブリの1または複数の画像を得るための光デバイス48を備えている。保持アセンブリは、保持アセンブリ29の形態であっても良い。一実施形態においては、光デバイス48はボアスコープであっても良い。目視検査装置46を用いて保持アセンブリ29を検査する場合、光デバイス48は、固定子12の鉄心21を構成する2つの固定子積層物23間のスロット19内に挿入することができるとともに、保持アセンブリ29の側面図の方に向けることができる(これを図3に例示する)。
図4に示すように、目視検査装置46は、カプラ51を介してコンピュータ・システム49にリンクされている。図示したように、コンピュータ・システム49は、プロセッサ61、メモリ53、および入力/出力(I/O)インターフェース63を備え、これらは互いに動作可能に接続されている。さらに、コンピュータ・システム49は、ディスプレイ50、外部I/Oデバイス/資源57、および記憶ユニット59と通信状態にあると示している。ディスプレイ50は、光デバイス48によって得られた保持アセンブリ29の画像を表示する。I/Oデバイス57は、任意のタイプのユーザ入力デバイス、たとえばマウス、キーボード、ジョイスティック、または他の選択デバイスを含んでいても良い。一般的に、プロセッサ61は、コンピュータ・システム49の機能を実現するコンピュータ・プログラム・コードを実行する。これらのモジュール、たとえばデバイス・コントローラ55、測定器56、計算機58、バネ荷重決定器60、くさび部材張り決定器62、比較器64、および推定器66は、メモリ53および/または記憶ユニット59内に記憶され、本明細書で説明するような本発明の機能および/またはステップを行なうものである。メモリ53および/または記憶ユニット59は、1または複数の物理的場所に存在する種々のタイプのデータ記憶媒体の任意の組み合わせを含むことができる。この点で、記憶ユニット59は、1または複数の記憶デバイス(たとえば磁気ディスク・ドライブまたは光ディスク・ドライブ)を含むことができる。さらにまた、図4に示していない1または複数の追加構成部品をコンピュータ・システム49に含められることが理解される。さらに加えて、いくつかの実施形態においては、1または複数の外部デバイス57、ディスプレイ50、および/または記憶ユニット59を、コンピュータ・システム49内に(図示するように外部にではなく)収容することができる。
前述したように、コンピュータ・システム49は、保持リップル・バネ33と直接接触している表面(保持リップル・バネ33によってもたらされる力に対して反力を与える)間の距離52(図3)を測定するための測定器56を備える。一実施形態においては、これら2つの表面は、くさび部材34およびシム32の表面である。保持リップル・バネ33と絶縁コイル26との間にシム32を備えていない実施形態においては、距離52の測定は、くさび部材34と絶縁コイル26の半径方向外側を向く表面との間で行なう。
測定器56は、画像内に示される特徴部のエッジを画定するためのコンピュータ・ベースの画像解析アルゴリズムを備えていても良い。測定器56はさらに、ディスプレイ50上に表示されるオン・スクリーン位置選択器(画像上の一対の場所35を位置付けることができる)、および選択位置間の直線距離を決定する適切な論理回路(たとえば、ソフトウェアおよび/または回路構成)を含んでいても良い。一実施形態においては、この論理回路を光デバイス48のコンピュータ制御内に組み込んでも良い。別の実施形態においては、この論理回路は、コンピュータ49上のメモリ53(光デバイス48(図4)が収集する画像を受け取る)内にあっても良い。収集および測定の後に、画像データを、アーカイブし、報告し、ならびにメモリ53内および/または記憶ユニット59内に記憶しても良い。
コンピュータ・システム49はさらに、保持リップル・バネ33の残存歪みを計算するための計算機58を含んでいる。保持リップル・バネ33の残存歪みは、保持リップル・バネ33の現在位置と保持リップル・バネ33を十分に圧縮させることに起因する位置との間の距離または変位の量である。残存歪みは、距離52と保持リップル・バネ33の厚さ54との間の差を求めることによって計算することができる。保持リップル・バネ33の厚さ54は、測定器56によって測定しても良いし、構造または以前の測定から既知の特性であっても良い。
コンピュータ・システム49はさらに、保持リップル・バネ33に対する荷重の値を、保持リップル・バネ33の残存歪みおよび既知の荷重対歪み相関に基づいて、力の単位で決定するためのバネ荷重決定器60を含んでいる。既知の荷重対歪み相関は荷重対歪み曲線の形態であっても良い。このような荷重対歪み曲線は、市販の保持リップル・バネ33の技術データ特性として容易に入手可能な場合がある。コンピュータ・システム49はさらに、くさび部材34の張りを単位長さ当たりの力の単位で決定するためのくさび部材張り決定器62を含んでいる。くさび部材34の張りは、保持リップル・バネ33に対する荷重をくさび部材34の長さで割ることによって計算しても良い。こうして、くさび部材34の張りを、単位長さ当たりの力の単位で表現しても良い。
コンピュータ・システム49はさらに、決定された保持リップル・バネ33に対する荷重を、保持アセンブリ29に対する設計要求値と比較するための比較器64を含んでいる。推定器66が次に、残存安全動作時間の推定を、連続的な比較決定間の保持リップル・バネ力の減少と、保持リップル・バネ荷重値が保持アセンブリ29に対する設計要求値を超えると予想されるまでの推定残存動作時間とに基づいて行なっても良い。
一実施形態(図4に示す)においては、目視検査装置46は、固定子12を目視検査するための光デバイス48を据え付けて位置付けるためのロボット・マニピュレータ68を備えていても良い。一実施形態においては、ロボット・マニピュレータ68は、小型の空隙検査クローラであっても良く、牽引器部分70、牽引器部分70に取り付けられたマスト部分72、およびマスト部分72に取り付けられた検査ヘッド部分74を備えていても良い。
ロボット・マニピュレータ68によって、目視検査装置46は、固定子12内の保持アセンブリ29を、図1および4に示すように回転子14が固定子12内に設置された状態で、その場で検査することができる。あるいは、保持アセンブリ29に、発電機10を組み立てる間またはオーバーホールする間に、回転子14を取り外したときに、アクセスすることができる。ロボット・マニピュレータ68を、作業者が固定子12の長さに沿って導いて保持アセンブリ29を検査しても良い。電気信号を、カプラ51を介してロボット・マニピュレータ68とコンピュータ・システム49との間で送信して、ロボット・マニピュレータ68の位置付けを制御しても良い。カプラ51は、電気ケーブル、無線伝送、または他の知られた通信経路であっても良い。またロボット・マニピュレータ68上の光デバイス48から出た出力信号を、カプラ51を介してロボット・マニピュレータ68とコンピュータ・システム49との間で送信しても良い。
別の実施形態においては、目視検査装置46を固定子12の鉄心内に据え付けても良い。固定子鉄心12はさらに、固定子12の端部上に配置されたポートであって、機械電気変換機の動作中に目視検査デバイス46を収容するためのポートを備えていても良い。目視検査装置46をさらに、スロット19内に配置しても良く、また固定子歯23に直接取り付けて保持アセンブリの動作時検査を図っても良い。このような実施形態においては、保持アセンブリ29の収集された画像を、カプラ51を介してコンピュータ・システム49および測定器56に送信しても良い。
また機械電気変換機の保持アセンブリ29を視覚的に検査するための方法が提供される。図4に示すように、光デバイス48を固定子12の鉄心21内に配置しても良い。光デバイス48は、空気抜きスロット19内の少なくとも2つの固定子鉄心積層物23間に位置し、保持アセンブリ29の側面図の方に向けられている(図2〜3)。
光デバイス48を用いて、保持アセンブリ29の画像が得られ、ディスプレイ50に送信される。本明細書で説明したように、くさび部材34とシム32との間の距離52を画像を用いて測定し、保持リップル・バネ33の残存歪みを計算する。保持リップル・バネ33の残存歪みは、距離52と保持リップル・バネ33の厚さ54との間の差に等しい。残存歪みを用いて、保持リップル・バネ33に対する荷重値を、保持リップル・バネ33の残存歪みと既知の荷重対歪み相関とを用いて、力の単位で決定することができる。既知の荷重対歪み相関は、荷重対歪み曲線の形態であっても良く、また市販の保持リップル・バネ33の技術データ特性として容易に入手可能な場合もある。決定した保持リップル・バネ荷重値を次に、ある特定の保持アセンブリ29に対する設計要求と比較して、保持リップル・バネ33に対する荷重の受け入れ可能性を決定することができる。
また保持リップル・バネ33に対する荷重の値を用いて、発電機10に対する残存安全動作時間を推定することもできる。残存安全動作時間の推定は、保持リップル・バネ33に対する荷重を連続的な時間点において決定すること、個々の連続的な時間点において決定された保持リップル・バネ33に対する荷重を比較すること、および保持リップル・バネ荷重の減少を決定することによって行なうことができる。保持リップル・バネ荷重の減少を考慮すれば、残存動作時間の推定を、保持リップル・バネ荷重値が保持アセンブリ29に対する設計要求パラメータを超える前に行なうことができる。また残存動作時間の決定は、一つには、隣接するくさび部材34の張りに基づいても良い。
前述したように、保持アセンブリの画像を得るために、光デバイス48が、固定子12の鉄心21内で、少なくとも2つの積層物23間のスロット19内に配置されている。ロボット・マニピュレータ68(たとえば小型の空隙検査クローラ)を用いて、光デバイス48を、保持アセンブリ29のその場検査ができるように位置付けても良く、その結果、検査中に回転子14を固定子12内に設置したままにすることができる。ロボット・マニピュレータ68は、発電機10の保持リング18の周りの目視検査デバイス46の円周移動を実現するための牽引器部分70を備えていても良い。保持リング18は、複数のトラック76であって、これに沿って牽引器部分70がロボット・マニピュレータ68を動かしても良い複数のトラック76を備えていても良い。ロボット・マニピュレータはさらに、牽引器部分70に取り付けられたマスト部分72を含んでいる。一実施形態においては、光デバイス48はボアスコープであっても良い。
本明細書で用いる場合、用語「第1(first)」、「第2(second)」などは、何ら順番、数量、または重要性を示すものではなく、むしろ1つの要素を別のものから区別するために用いられ、また用語「a」および「an」は、本明細書において、数量の限定を示すものではなく、むしろ参照した物品の少なくとも1つの存在を示すものである。数量と関連して用いる修飾語「約(about)」は、記載値を含むものであり、文脈によって決定される意味を有する(たとえば、特定の数量の測定に付随する誤差の程度を含む)。添え字「(S)」は、本明細書で用いる場合、それが修飾する用語の単数および複数の両方を含むことが意図されており、その結果、その用語の1または複数が含まれる(たとえば、金属(S)には1または複数の金属が含まれる)。本明細書において開示される範囲は、包含的であり独立に結合可能である(たとえば、「約25mm以下の、または、より具体的には約5mm〜約20mm」の範囲は、「約5mm〜約25mm」の範囲の端点およびすべての中間値を含んでいる、など)。
種々の実施形態について本明細書で説明しているが、明細書から理解されるように、本明細書における要素、変形、または改善の種々の組み合わせが当業者によって行なわれても良く、これらは本発明の範囲内である。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの変更を行なっても良い。本明細書において示したような保持アセンブリ29に加えて、発電機10の他の構成部品を検査するために、目視検査装置46を用いても良い。さらに、保持アセンブリ29を固定子くさびアセンブリであるとして例示してきたが(図2〜3)、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を視覚的に検査しても良いことが理解される。したがって、本発明は、本発明を行なうために考えられるベスト・モードとして開示される特定の実施形態に限定されるわけでなく、本発明には以下の請求項の範囲に含まれるすべての実施形態が含まれることが意図されている。

Claims (10)

  1. 機械電気変換機(10)の保持アセンブリ(29)を検査するための装置(46)であって、
    少なくとも保持アセンブリ(29)の画像を得るための光デバイス(48)であって、光デバイス(48)は、2つの固定子鉄心積層物(23)間のスロット(19)内に挿入することができるとともに、保持アセンブリ(29)の側面図の方に向けることができ、保持アセンブリ(29)は、少なくともくさび部材(34)、シム(32)、およびくさび部材(34)とシム(32)との間の保持リップル・バネ(33)を備える、光デバイス(48)と、
    光デバイス(48)によって得られた画像を表示するためのディスプレイ(50)と、
    くさび部材(34)とシム(32)との間の距離(52)を測定するための測定器(56)と、を備える装置(46)。
  2. 光デバイス(48)はボアスコープを含む請求項1に記載の装置(46)。
  3. 保持リップル・バネ(33)の残存歪みを計算するための計算機(58)をさらに備え、残存歪みは、くさび部材(34)とシム(32)との間の距離(52)と保持リップル・バネ(33)の厚さ(54)との間の差に等しい請求項1に記載の装置(46)。
  4. 保持リップル・バネ(33)の厚さ(54)が測定器(56)によって決定される請求項3に記載の装置(46)。
  5. 保持リップル・バネ(33)に対する荷重を、保持リップル・バネ(33)の残存歪みと既知の荷重対歪み相関とに基づいて、力の単位で決定するためのバネ荷重決定器(60)をさらに備える請求項3に記載の装置(46)。
  6. くさび部材(34)の張りを単位長さ当たりの力の単位で決定するためのくさび部材(34)張り決定器(62)をさらに備え、張りは、保持リップル・バネ(33)に対する荷重をくさび部材(34)の長さで割ったものに等しい請求項5に記載の装置(46)。
  7. 保持リップル・バネ(33)に対する荷重を保持アセンブリ(29)に対する設計要求値と比較するための比較器(64)をさらに備える請求項5に記載の装置(46)。
  8. 残存安全動作時間を推定するための推定器(66)をさらに備え、残存安全動作時間は、連続的な決定間の保持リップル・バネ(33)に対する荷重の減少と、保持リップル・バネ(33)に対する荷重が保持アセンブリ(29)に対する設計要求値を超えるまで残存する推定動作時間とに基づく請求項7に記載の装置(46)。
  9. 光デバイス(48)を位置付けるためのロボット・マニピュレータ(68)をさらに備え、ロボット・マニピュレータ(68)は、
    牽引器部分(70)と、
    牽引器部分(70)に取り付けられたマスト部分(72)と、
    マスト部分(72)に取り付けられた検査ヘッド部分(74)であって、光デバイス(48)を備える検査ヘッド(74)と、を備える請求項1に記載の装置(46)。
  10. 保持アセンブリ(29)はその場で検査される請求項1に記載の装置(46)。
JP2011012507A 2010-01-28 2011-01-25 目視検査に基づく発電機保持アセンブリ張り検出 Active JP5380474B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/695,439 US8275558B2 (en) 2010-01-28 2010-01-28 Visual inspection-based generator retention assembly tightness detection
US12/695,439 2010-01-28

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2011160650A true JP2011160650A (ja) 2011-08-18
JP2011160650A5 JP2011160650A5 (ja) 2013-09-12
JP5380474B2 JP5380474B2 (ja) 2014-01-08

Family

ID=43769600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011012507A Active JP5380474B2 (ja) 2010-01-28 2011-01-25 目視検査に基づく発電機保持アセンブリ張り検出

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8275558B2 (ja)
JP (1) JP5380474B2 (ja)
KR (1) KR101716510B1 (ja)
DE (1) DE102011000371B4 (ja)
GB (1) GB2477405B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018075979A (ja) * 2016-11-09 2018-05-17 株式会社東芝 ロボット装置、検査装置、発電機の検査装置、および検査方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086181A1 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Robert Bosch Gmbh Nutverschlusskeil für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine
US8830448B2 (en) 2011-12-22 2014-09-09 General Electric Company Remote monitoring of tightness of stator windings
US10031331B2 (en) 2013-07-09 2018-07-24 General Electric Company Inspection apparatus guide system
US20150015897A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 General Electric Company Dynamoelectric machine component monitoring system
US9506839B2 (en) * 2014-05-12 2016-11-29 Siemens Energy, Inc. Retaining ring online inspection apparatus and method
US9759667B2 (en) 2014-11-06 2017-09-12 General Electric Company Miniature air gap inspection crawler
WO2016138529A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Abb Technology Ag Localization, mapping and haptic feedback for inspection of a confined space in machinery
US10197538B2 (en) * 2016-02-02 2019-02-05 Siemens Energy, Inc. Systems and apparatus for inspection of electric generator rotor slot wedges in-situ and methods of using the same
CN112924621B (zh) * 2021-01-25 2023-05-16 白城师范学院 一种计算机图像识别用接触紧密度检测装置
CN116046797B (zh) * 2023-01-06 2024-01-02 无锡中车时代智能装备研究院有限公司 一种发电机膛内视觉检测系统及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332339A (ja) * 1989-06-19 1991-02-12 Westinghouse Electric Corp <We> 発電機ステータウエッジの衝撃試験装置
US5012684A (en) * 1989-11-29 1991-05-07 Westinghouse Electric Corp. Load deflection testing apparatus for generator slot wedges and ripple springs
US5070401A (en) * 1990-04-09 1991-12-03 Welch Allyn, Inc. Video measurement system with automatic calibration and distortion correction
US5295388A (en) * 1992-01-30 1994-03-22 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for inpact testing for electric generator stator wedge tightness
JPH08201254A (ja) * 1995-01-25 1996-08-09 Toshiba Corp 打撃診断装置
JPH10508739A (ja) * 1994-11-08 1998-08-25 ハイドロ ケベック オルタネータのステータウェッジの締まり具合を量的に測る方法および装置
US20070277630A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 General Electric Company Tape Fed Miniature Air Gap Inspection Crawler

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690775A (en) * 1971-09-01 1972-09-12 Avco Corp Borescope fixture
CA1163116A (en) * 1981-02-20 1984-03-06 Donald G. Moorby Wedge tightness measuring device
US4541721A (en) * 1983-03-17 1985-09-17 Perceptron, Inc. Optical checking apparatus and method of using same
US4549207A (en) * 1984-04-09 1985-10-22 Avco Corporation Gap measuring apparatus
US5105658A (en) * 1987-02-11 1992-04-21 Westinghouse Electric Corp. Electric generator inspection system and motor controller
JPH01214244A (ja) * 1988-02-22 1989-08-28 Toshiba Corp 楔計測装置
US5020234A (en) * 1989-09-01 1991-06-04 Westinghouse Electric Corp. Prober for testing generator stator wedge tightness with rotor in place
DE9110922U1 (ja) * 1991-06-21 1992-10-22 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De
US5640472A (en) * 1995-06-07 1997-06-17 United Technologies Corporation Fiber optic sensor for magnetic bearings
US6100711A (en) * 1998-03-24 2000-08-08 General Electric Co. Miniature air gap inspection device
US6631335B2 (en) * 2001-06-21 2003-10-07 General Electric Co. Method and apparatus for generator stator bar wedge pressure testing
US20060038988A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 General Electric Company Borescope assembly for detecting a condition of a rotating part
US7662091B2 (en) * 2004-12-30 2010-02-16 General Electric Company Flexible borescope assembly for inspecting internal turbine components at elevated temperatures
US7418858B2 (en) * 2005-06-15 2008-09-02 Siemens Power Generation, Inc. Method and system for ripple-spring compression assessment
US7681452B2 (en) * 2006-01-04 2010-03-23 General Electric Company Junior ultrasonic miniature air gap inspection crawler
US7741854B2 (en) * 2008-03-26 2010-06-22 Siemens Energy, Inc. Method of in slot tightness measuring of stator coil
US7743675B2 (en) * 2008-06-04 2010-06-29 Siemens Energy, Inc. Apparatus for impact testing for electric generator stator wedge tightness
US7852105B2 (en) 2008-12-05 2010-12-14 General Electric Company Winding diagnostic system and method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332339A (ja) * 1989-06-19 1991-02-12 Westinghouse Electric Corp <We> 発電機ステータウエッジの衝撃試験装置
US5012684A (en) * 1989-11-29 1991-05-07 Westinghouse Electric Corp. Load deflection testing apparatus for generator slot wedges and ripple springs
US5070401A (en) * 1990-04-09 1991-12-03 Welch Allyn, Inc. Video measurement system with automatic calibration and distortion correction
US5295388A (en) * 1992-01-30 1994-03-22 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for inpact testing for electric generator stator wedge tightness
JPH10508739A (ja) * 1994-11-08 1998-08-25 ハイドロ ケベック オルタネータのステータウェッジの締まり具合を量的に測る方法および装置
JPH08201254A (ja) * 1995-01-25 1996-08-09 Toshiba Corp 打撃診断装置
US20070277630A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 General Electric Company Tape Fed Miniature Air Gap Inspection Crawler
JP2007322427A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 General Electric Co <Ge> テープ送り用小型エアギャップ検査クローラ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018075979A (ja) * 2016-11-09 2018-05-17 株式会社東芝 ロボット装置、検査装置、発電機の検査装置、および検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110088455A (ko) 2011-08-03
DE102011000371B4 (de) 2022-05-12
US8275558B2 (en) 2012-09-25
GB2477405B (en) 2017-08-09
JP5380474B2 (ja) 2014-01-08
US20110184661A1 (en) 2011-07-28
GB201101285D0 (en) 2011-03-09
DE102011000371A1 (de) 2011-09-01
KR101716510B1 (ko) 2017-03-14
GB2477405A (en) 2011-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5380474B2 (ja) 目視検査に基づく発電機保持アセンブリ張り検出
US7741854B2 (en) Method of in slot tightness measuring of stator coil
US7852105B2 (en) Winding diagnostic system and method
US10408879B2 (en) Method and apparatus for diagnosing a fault condition in an electric machine
EP1307734B1 (en) Method and system for detecting stator core faults
US7418858B2 (en) Method and system for ripple-spring compression assessment
JP2008214037A (ja) エレベータのワイヤロープ検査装置及びロープ外径測定方法
JP4669898B2 (ja) ワイヤーロープの探傷装置
US8370086B2 (en) System and method for determining wedge tightness
KR102481867B1 (ko) 자성체 관리 시스템 및 자성체 관리 방법
US8829840B2 (en) Auto-compensating system and method for condition monitoring of electrical machines
US20090245717A1 (en) System and method for measuring stator wedge tightness
US20160041127A1 (en) Support structure location and load measurement
US20190131853A1 (en) Rotating electrical machine and diagnostic method for the same
WO2015183297A1 (en) Systems for monitoring power transformers and method of operating the same
WO2015183298A1 (en) Systems for monitoring power transformers and method of operating the same
US8830448B2 (en) Remote monitoring of tightness of stator windings
WO2016157347A1 (ja) 軸受電流監視装置、及び回転電機
EP3150983B1 (en) System and method for monitoring machine condition and force measurement in a stator of an electrical machine
KR100330258B1 (ko) 발전기 고정자 권선 검사방법
JP2019041441A (ja) 発電機の過励磁監視装置、発電機および発電機の運転方法
RU2279751C1 (ru) Способ диагностики состояния посадочной части бандажных колец и массивного сердечника ротора электрической машины и устройство для его осуществления
JP6277737B2 (ja) 電線被覆劣化診断装置および電線被覆劣化診断方法
JPH02311144A (ja) 巻線の絶縁劣化診断方法及び回転電機
CN103149490A (zh) 用于确定定子心中短路的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121218

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121218

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20121218

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20130121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130129

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130426

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130502

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20130729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130903

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130930

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5380474

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350