JP4368451B2 - ミニチュア空隙検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の分野】
この発明は発電機の固定子及び界磁をその場所で検査するミニチュア空隙検査装置に関する。
【０００２】
【背景】
発電機の界磁、固定子、くさびのぴったりさ加減の可視的な検査並びに電気試験は、定期的に行うべきである。従来の発電機／固定子検査及び試験手順は、典型的には、任意の検査又は試験を装置に対して実施する前に、固定子の完全な分解、並びに固定子からの発電機の界磁の取外しを必要としていた。界磁の分解及び取外しのコスト、この過程に必要な時間、並びに界磁の取外しに伴う危険の為、運転停止の計画から、発電機及び固定子の検査が省略されるようになっていた。
【０００３】
発電機をその場所で検査することは、ポール、トロリー及び界磁回転技術を用いて実施されてきた。こういう手順は、検査のタスクを完全に満足し得る形で達成していなかった。
ミニチュア空隙検査クローラが、米国特許第５、６５０、５７９号に記載されており、その内容をここで引用する。この構成では、ミニチュア・クローラが、界磁及び固定子鉄心をその場所で検査する為に、鉄心と押えリングの間の半径方向の空隙を通過するように設計されている。クローラは、１．１２５吋の入口隙間に挿入する為につぶすことができ、トラックによって選ばれた軸方向の位置まで移動される。その後、空隙内の所望の円周方向の位置で、クローラが拡げられる。クローラに取付けられたビデオ・カメラ並びにその他の検査工具を使って、空隙内で、発電機の界磁及び固定子鉄心の検査を実施する。
【０００４】
しかし、検査クローラは、入口隙間が１．１２５吋より小さい現存の多くの発電機には使うことができない。その為、こういう発電機の検査では、何らかの検査を装置に対して行う為には、その前に、固定子の完全な分解と固定子からの発電機界磁の取外しが必要である。
【０００５】
【発明の開示】
この発明による検査装置は、鉄心と押えリングの間の半径方向の空隙を通過するように設計されていて、０．５吋の最小入口隙間を必要とする。検査装置が、ベルト及びモータ駆動の歯車によって円周方向に駆動され、伸長可能なマストに取付けられた特別の滑車及び電動ケーブル・ホイールを使うことによって、隙間の中に軸方向に推進させられる。一旦空隙の中に挿入されると、装置をスロット内で拡げ、２つのばね戻り空気圧ラム等によって加えられる力により、所定位置にとどまることができる。装置が軸方向に移動できることにより、鉄心のＩＤ及び界磁の面を検査で完全にカバーすることが可能になる。
【０００６】
解像度の高いビデオ・カメラが、固定子鉄心積層板、固定子くさび、界磁くさび、及び押えリングの内側端のはっきりした図をオペレータに提供する。従って、この装置は、弛んだ固定子くさび、振動によるバーの火花、異物による鉄心積層板の損傷、モータリング及びホット・スポット、界磁くさびのアーク発生及び表面加熱損傷を検出する能力を有する。発電機をその場所で検査することにより、界磁の取外しが必要かどうかの判断の助けとなり得る情報が、発電機の状態に対して得られる。
【０００７】
固定子スロットのくさびのぴったりさ加減を測定する為に使われるくさび叩き装置、並びに固定子の短絡打抜き部を検査する為のＥＬＣＩＤコイルのようなその他の工具をこの検査装置に利用することができる。
この発明の上記並びにその他の特徴及び利点は、発電機の界磁を所定位置に置いたまま、発電機の固定子及び発電機の界磁を検査するミニチュア空隙検査装置を提供することによって達成される。この検査装置は、鉄心と発電機の押えリングの間の半径方向の空隙を通過する。検査装置が、界磁に沿って選択的に円周方向に位置決めする為に、押えリングに取付け可能なトラクタ・フレームを持つトラクタ部分を含む。マスト部分がトラクタ・フレームに結合されていて、伸長可能なマストを含む。検査ヘッドが伸長可能なマストに結合されていて、発電機のその場所での検査を実施する為の少なくとも１つの検査工具を支持する。
【０００８】
この発明の別の一面では、発電機の鉄心と押えリングの間の半径方向空隙に挿入されるミニチュア空隙検査装置が提供される。ミニチュア空隙検査装置が、押えリングに取付け可能なトラクタ、及びこのトラクタに結合された検査集成体を含む。検査集成体がシュー・スレッドを含んでいて、その場所での発電機の検査を実施する為の少なくとも１つの検査工具を支持する。シュー・スレッドは半径方向空隙にはまるように収縮し得る。
【０００９】
この発明の上記並びにその他の面及び利点は、以下図面について詳しく説明する。
【００１０】
【発明を実施する為の最善の態様】
図１は、この発明によるミニチュア空隙検査装置の平面図である。全体として言うと、この発明による装置１０は、トラクタ部分１２、マスト部分１４及び検査ヘッド１６を含む。トラクタ部分１２は、装置を界磁の周りに円周方向に位置決めするように制御される。マスト部分１４がトラクタ部分１２に取付けられていて、検査ヘッド１６を空隙内で軸方向に位置決めするように作用する。検査ヘッド１６がマスト部分１４と一緒に軸方向に移動するように取付けられていて、少なくとも１つの検査工具を支持している。
【００１１】
図２は、図１の線IIーIIから見たトラクタ部分の側面図である。トラクタ部分１２は、結合された２つの駆動歯車２０に動力を伝達する直流モータ１８を用いる。駆動歯車２０が、押えリングＲＲに沿って円周方向にトラック２２に沿って転がる。トラック２２を２つの遊動滑車２４の上に通すことにより、駆動トラック２２の弛みをなくす。滑車２４が、２つの空気圧空気ラム２６の端に夫々配置されている。空気ラム２６が加圧された空気によって作動され、ラム２６が滑車２４をトラック２２に押付ける。トラクタ部分１２は、押えリングＲＲに沿って円周方向に駆動されるとき、ホイール２７によって支持される。
【００１２】
トラック２２に沿った装置の時計廻り及び反時廻りの動き並びに押えリングに沿った円周方向の速度、制御パネル（図に示していない）のところでオペレータによって制御される。制御パネルは、トラック緊張装置に対する空気圧力並びに装置の円周方向の位置をオペレータが制御するのを助ける一連のスイッチ及び表示装置を持っている。
【００１３】
図１と共に図３を参照すると、マスト部分１４は、ドラム３４の１端に取付けられた遊動歯車３８に係合する駆動歯車３６を介して、分割ねじ山緊張ドラム３４に動力を伝達する直流モータ３２を利用する。ドラム３４が、枠４２に装着されたねじ軸４０上で回転し、ねじ軸４０のピッチによって決定された速度で、枠４２内で片側から反対側へ移動するようになっている。１対のケーブル４４、４６が、ドラム３４に形成された溝３４ａ内で、ドラム３４に巻取られ、巻解かれる。溝３４ａは、ねじ軸４０のピッチに対応するピッチで隔たっており、この為、ケーブル４４、４６がドラム３４の溝３４ａに巻取られ、ケーブル４４、４６の重なりが防止される。
【００１４】
一方のケーブル、例えば、ケーブル４４がドラム３４の上に巻取られるとき、他方のケーブル、例えば、ケーブル４６がドラム３４の下に巻取られる。その為、ドラム３４に何れかの方向に巻取るとき、ケーブル４４、４６の一方がマストを駆動し、他方が遊びである。これに関連して言うと、ドラムが一方の方向に回転するとき、一方のケーブルがドラムから繰出され、他方のケーブルがドラムに巻取られる。ケーブル４４、４６が第１の滑車４８の上を通って、伸長可能なマスト５２を駆動する滑車装置５０へ伸びる。マスト５２は、互いの中で摺動する複数個の入れ子の部分５４、好ましくは３つの平坦な棒で構成されていて、マスト５２が長くなったり、短くなったりすることができるようにしている。ドラム３４が第１の方向に駆動されるとき、第１のケーブル４４が、発電機に沿って軸方向にマスト５２を伸ばす。モータを逆転すると、第２のケーブル４６がマスト５２を後退させる。
【００１５】
図３はマストの断面図である。マストの部分は、第１の部分５４Ａが第２の部分５４Ｂの中に入れ子になっている。第１のケーブル４４が緊張ドラム３４から第１の滑車４８の周りを通り、滑車５０Ｂ、５０Ｄ、及び５０Ａの周りの蛇行経路を通った後、第１の部分５４Ａの端に取付けられる。第２のケーブル４６は第１の部分５４Ａの端から直接的に滑車５０Ｅの周りを通って緊張ドラム３４へ伸びる。滑車装置５０のこの他の形式も考えられ、この発明はここに示した構成に制限されるものではない。
【００１６】
図４（Ａ）は、この発明による検査ヘッドの平面図であり、図４（Ｂ）は、検査ヘッドの側面図である。検査ヘッド１６がマスト部分１４、更に具体的に言うと、入れ子の１本の棒５４に取付けられ、マスト５２の伸出し及び後退と共に軸方向に移動する。検査ヘッド１６が、スレッド６４及びカメラ集成体６６を支持する中央支持部材又は検査ヘッドの基部６２を含む。
【００１７】
スレッド６４は、歯車及びてこ等のような任意の適当な構造によって、膨張及び収縮ができる２つのシュー６８Ａ、６８Ｂで構成されている。シュー６８Ａ、６８Ｂが検査ヘッド１６の中央内で平坦に坐着し、リンク１０１に作用する２つの空気圧ばね戻り空気ラム１００に取付けられることが好ましい。空気圧ラム１００に空気が加えられると、シュー６８Ａ、６８Ｂが離れて、スレッド６４を膨張させ、一方のシューが発電機の界磁と接触し、他方のシューが固定子スロット内に入る。リンク１０２Ａが互いに平行に配置されていて、シュー６８Ａが中心支持部材６２と平行に拡がる。同様に、リンク１０２Ｂにより、シュー６８Ｂが中心支持部材６２と平行に拡がる。完全に収縮した位置にあるとき、検査ヘッドは０．５吋の隙間内にはまる寸法になる。シュー６８Ａ、６８Ｂは、隙間内で検査工具を安定化させ、カメラ集成体６６を中心合せするように作用する。カメラ集成体６６が、スレッド６４より軸方向前側の位置で、中心支持部材６２に取付けられている。
【００１８】
シュー６８Ａ、６８Ｂが拡がった状態で、軸方向の移動を開始して検査を開始することができる。少なくともスレッド６４の界磁側にあるシューはテフロン等によって被覆し、拡がったスレッドが隙間内で摺動し易くする。
隙間を完全に検査したとき、マスト５２を後退させて、検査ヘッド１６を出発時の位置に戻し、スレッド６４のシュー６８Ａ、６８Ｂを収縮させ、検査ヘッド１６を、トラクタ部分１２によって、円周方向に次のスロットへ移動する。すべてのスロットが検査されるまで、この過程を繰返す。
【００１９】
前に引用した米国特許第５、６５０、５７９号に記載されているカメラ集成体と同様に、カメラ集成体６６が、航行及び検出用に使われる固定焦点の前方視野カメラと、パワーフォーカス集成体を持つ可変視野カメラと、固定子及び回転子の面を観察できるようにする直角プリズムとを持っている。カメラの詳細はこの発明に関係がなく、これ以上説明しない。
【００２０】
くざびのぴったりさ加減の検査を実施するとき、くさび叩きモジュールを含む別個のシュー集成体を使う。図５は、くさび叩きモジュール７２を含む補助シュー７０を持つスレッド６４を示している。補助シュー７０が固定子側のシュー６８Ａの代りになる。この為、補助シュー７０は、シュー６８Ａと同様に、スレッド６４を安定にすると共にカメラ集成体６６を中心合せするような構造になっている。しかし、この構成のリンク機構は、くさび叩きモジュールをくさびと整合させることができるように異なるものにすることができる。この形式では、空気ラム１００がリンク１０４に作用し、このリンクがシュー６８Ｂによってリンク１０５、１０６を回転させる。リンク１０５、１０６は互いに平行のままで、シュー６８Ｂが中心支持部材６２に対して平行のままでいるようにする。くさび叩きモジュールがリンク１０５に枢着される。くさび叩きモジュール７２は普通のものであって、その詳細及び作用についてはこれ以上説明しない。この構造を用いると、検査係は、スレッド及びカメラ集成体をスレッドに沿って軸方向に移動するとき、可視検査及びくさび叩き試験を同時に行うことができ、各々のくさびのところで停止して、ぴったりさ加減の試験を実施する。
【００２１】
この代りに又はこの他に、検査ヘッド１６は固定子の短絡打抜き部を検査する為のＥＬＣＩＤコイルを持っていてよい。ＥＬＣＩＤコイルは普通のものであって、それについては詳しく説明しない。当業者であれば、この他の検査工具もこの検査ヘッドによって支持することができることが理解されよう。この発明はここに開示した実施例に制限するつもりはない。
【００２２】
この発明によるミニチュア空隙検査装置は、０．５吋という小さい入口隙間並びにそれ以上の入口隙間を持つ発電機の界磁及び固定子鉄心をその場所で検査できるようにする。この検査は、発電機の界磁を回転せずに実施することができ、界磁の取外しを必要とせずに、発電機の状態に関する貴重な情報を収集することができる。前に述べたように、検査装置は、固定子スロットのくさびのぴったりさ加減を試験する為、並びに固定子の短絡打抜き部を検査するためのくさび叩き装置並びに／ＥＬＣＩＤコイルのような補助検査工具をも持つように設計されている。
【００２３】
この発明を現在最も実用的で好ましい実施例と考えられるものについて説明したが、この発明がここに開示した実施例に制限されず、むしろ、特許請求の範囲に含まれる種々の変更及び同等の構成をも包括するものであることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるミニチュア空隙検査装置の平面図。
【図２】この発明による装置のトラクタ部分の側面図。
【図３】マスト部分の断面図。
【図４】図４（Ａ）はこの発明による検査ヘッドの平面図、図４（Ｂ）は検査ヘッドの側面図。
【図５】検査ヘッドの補助シューを示す図。
【符号の説明】
１０：ミニチュア空隙検査装置
１２：トラクタ部分
１４：マスト部分
１６：検査ヘッド

Claims (18)

1. 発電機の鉄心及び押えリングの間の半径方向の空隙を通るようになっていて、発電機の界磁を所定位置に置いたまま、発電機の固定子及び発電機の界磁を検査するミニチュア空隙検査装置に於て、前記界磁に沿って選択的に円周方向に位置決めされる、押えリングに取付け可能なトラクタ・フレームを持つトラクタ部分と、伸長可能なマストを持っていて、前記トラクタ・フレームに結合されたマスト部分と、該伸長可能なマストに結合されていて、発電機のその場所での検査を実施する為の少なくとも１つの検査工具を支持する検査ヘッドとを有するミニチュア空隙検査装置。
2. 更に、押えリングに沿って配置されていると共に前記トラクタ・フレームに結合された駆動トラックを有し、前記トラクタ部分が該駆動トラックと係合する駆動構造を持つ請求項１記載のミニチュア空隙検査装置。
3. 前記トラクタ部分が前記駆動トラックと係合する駆動トラック緊張装置を有する請求項２記載のミニチュア空隙検査装置。
4. 前記駆動トラック緊張装置が、前記トラクタ・フレームに結合された伸長可能なラムに取付けられた滑車を有し、前記駆動トラックが該滑車の上を通っている請求項３記載のミニチュア空隙検査装置。
5. 前記押えリングに沿って配置されていて、前記トラクタ・フレーム結合された１対の駆動トラックを有し、前記駆動構造が、前記トラクタ・フレームに取付けられていて、夫々前記１対の駆動トラックと係合する１対の駆動歯車を有する請求項２記載のミニチュア空隙検査装置。
6. 前記マスト部分が伸長可能なマストに結合されたマスト駆動器を有し、該マスト駆動器が伸長可能なマストを伸ばすように第１の方向に、そして伸長可能なモータを後退させるように第２の方向に駆動する請求項１記載のミニチュア空隙検査装置。
7. 前記検査ヘッドが、検査ヘッドの基部に可動に結合された上側スキッド及び下側スキッドを有し、該上側及び下側スキッドが相対的に膨張及び収縮可能である請求項１記載のミニチュア空隙検査装置。
8. 前記上側スキッド及び下側スキッドが０．５吋の隙間にはまるように収縮し得る請求項７記載のミニチュア空隙検査装置。
9. 更に前記検査ヘッドが、前記検査ヘッドの基部及び上側スキッド並びに下側スキッドの間に結合された空気圧ばね戻り空気ラムを有し、該空気圧ばね戻り空気ラムは、不作動になったとき、上側及び下側スキッドを収縮位置に向って押圧する請求項７記載のミニチュア空隙検査装置。
10. 前記検査工具が前記検査ヘッドの基部に取付けられている請求項７記載のミニチュア空隙検査装置。
11. 前記検査工具がカメラ集成体で構成される請求項１０記載のミニチュア空隙検査装置。
12. 前記上側スキッドが固定子に係合するように位置決めされていて、くさび叩きモジュールを含むくさび叩きシューで構成されている請求項１１記載のミニチュア空隙検査装置。
13. 前記上側スキッドが固定子に係合するように位置決めされていて、くさび叩きモジュールを含むくさび叩きシューで構成されている請求項７記載のミニチュア空隙検査装置。
14. 発電機の鉄心及び押えリングの間の半径方向の空隙に挿入されるミニチュア空隙検査装置に於て、押えリングに取付けることが可能なトラクタと、該トラクタに結合されていて、シュー・スレッドを含むと共に、発電機のその場所での検査を実施する少なくとも１つの検査工具を支持しており、前記シュー・スレッドが前記半径方向の空隙内にはまるように収縮し得る検査集成体とを有するミニチュア空隙検査装置。
15. 前記シュー・スレッドが０．５吋の隙間にはまるように収縮し得る請求項１４記載のミニチュア空隙検査装置。
16. １端で前記トラクタに結合されると共に、他端で検査集成体に結合された伸長可能なマストを有し、該マストが検査集成体の軸方向位置を制御する請求項１４記載のミニチュア空隙検査装置。
17. 前記押えリングに沿って配置されていて、前記トラクタに結合された駆動トラックを有し、前記トラクタが該駆動トラックと係合する駆動構造を含む請求項１４記載のミニチュア空隙検査装置。
18. 前記トラクタが、前記駆動トラックと係合した駆動トラック緊張装置を有する請求項１７記載のミニチュア空隙検査装置。

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