JPH08191556A - 回転子コイルエンドモニタ - Google Patents
回転子コイルエンドモニタInfo
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- JPH08191556A JPH08191556A JP7001643A JP164395A JPH08191556A JP H08191556 A JPH08191556 A JP H08191556A JP 7001643 A JP7001643 A JP 7001643A JP 164395 A JP164395 A JP 164395A JP H08191556 A JPH08191556 A JP H08191556A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転子の熱伸びや振動による誤検出や、エア
ギャップ間を浮遊するゴミなどの影による誤検出のな
い、信頼性の高い回転子コイルエンドモニタを提供す
る。 【構成】 レーザビーム６を発射する光源装置５と、レ
ーザビーム６を検出する受光装置７と、受光装置７で検
出されたレーザビーム６の幅方向の位置を量子化し、量
子化された光の強度を電気信号に変換する光電変換器９
と、特定の回転子角度において同期信号を発する同期信
号装置11と、この装置より発生する同期信号に同期させ
て前記サンプリングした電気信号と、予め記憶している
警報レベルとを比較し、コイルエンドの変形量異常の警
報を発生する演算処理装置10とを備えたコイルエンドモ
ニタにおいて、レーザビーム６の大きさがエアギャップ
３の隙間より大きく、受光装置７もエアギャップの隙間
より大きく、受光装置７には回転子側の影と固定子側の
影の両方が検出できるように取り付ける。
ギャップ間を浮遊するゴミなどの影による誤検出のな
い、信頼性の高い回転子コイルエンドモニタを提供す
る。 【構成】 レーザビーム６を発射する光源装置５と、レ
ーザビーム６を検出する受光装置７と、受光装置７で検
出されたレーザビーム６の幅方向の位置を量子化し、量
子化された光の強度を電気信号に変換する光電変換器９
と、特定の回転子角度において同期信号を発する同期信
号装置11と、この装置より発生する同期信号に同期させ
て前記サンプリングした電気信号と、予め記憶している
警報レベルとを比較し、コイルエンドの変形量異常の警
報を発生する演算処理装置10とを備えたコイルエンドモ
ニタにおいて、レーザビーム６の大きさがエアギャップ
３の隙間より大きく、受光装置７もエアギャップの隙間
より大きく、受光装置７には回転子側の影と固定子側の
影の両方が検出できるように取り付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大型水車発電機等の回転
電機の回転子コイルエンドの変形量を監視する回転子コ
イルエンドモニタに関する。
電機の回転子コイルエンドの変形量を監視する回転子コ
イルエンドモニタに関する。
【０００２】
【従来の技術】運転状態における回転電機のエアギャッ
プおよび回転子のコイルエンドの変形量を測定すること
は、接触事故が発生した場合の電力系統への波及を考え
るときわめて重要な課題である。
プおよび回転子のコイルエンドの変形量を測定すること
は、接触事故が発生した場合の電力系統への波及を考え
るときわめて重要な課題である。
【０００３】この種のモニタは既に次のようなものが考
えられている。従来技術について図面を参照して説明す
る。図５は従来技術の実施例の構成を示すブロック図で
ある。同図に於いて、１は回転子の軸中心を含む任意の
平面で切断したときの回転子断面、２は回転子断面１と
同じ平面で切断したときの固定子断面、３はエアギャッ
プ、４は回転子コイルのコイルエンドである。５は光源
装置であり、エアギャップ３を通過するように回転子軸
方向と平行する方向にレーザビーム６を発射する。51は
光源であり、容易に利用することができる可視光のＨｅ
−Ｎｅガスレーザ等が適している。52はレーザ光を光フ
ァイバ53に効率よく導くための集光器、53は光ファイ
バ、54は光ファイバ53を経由して入射されたレーザ光
を、厚みが薄く扇形に広がるレーザビーム６にする為の
コリメータである。このレーザビーム６は回転子の軸中
心線を含んで半径方向へ広がる平面内にあって、回転子
の軸中心線と平行にエアギャップ３を通過する方向に発
射される。７は受光装置であり、コリメータ54から発射
されたレーザビーム６を受光できる位置に取り付けら
れ、レーザビーム６の断面形状に合わせて多数の光ファ
イバを並べて固着したものである。８は前記固着した光
ファイバの並び順を固定した状態の光ファイバの束、９
は光電変換器であり、光ファイバの束８が光学的に接続
され、少なくとも光ファイバの本数と同数以上の光電変
換素子から成っている。10は演算処理装置であり、光電
変換器９の出力、及び同期信号装置11の出力が入力され
る。同期信号装置11は回転子軸の適当な位置に取り付け
られた反射マーカ12、光電式のプローブ13、プローブ13
の出力信号を増幅整形する増幅器14から構成される。
えられている。従来技術について図面を参照して説明す
る。図５は従来技術の実施例の構成を示すブロック図で
ある。同図に於いて、１は回転子の軸中心を含む任意の
平面で切断したときの回転子断面、２は回転子断面１と
同じ平面で切断したときの固定子断面、３はエアギャッ
プ、４は回転子コイルのコイルエンドである。５は光源
装置であり、エアギャップ３を通過するように回転子軸
方向と平行する方向にレーザビーム６を発射する。51は
光源であり、容易に利用することができる可視光のＨｅ
−Ｎｅガスレーザ等が適している。52はレーザ光を光フ
ァイバ53に効率よく導くための集光器、53は光ファイ
バ、54は光ファイバ53を経由して入射されたレーザ光
を、厚みが薄く扇形に広がるレーザビーム６にする為の
コリメータである。このレーザビーム６は回転子の軸中
心線を含んで半径方向へ広がる平面内にあって、回転子
の軸中心線と平行にエアギャップ３を通過する方向に発
射される。７は受光装置であり、コリメータ54から発射
されたレーザビーム６を受光できる位置に取り付けら
れ、レーザビーム６の断面形状に合わせて多数の光ファ
イバを並べて固着したものである。８は前記固着した光
ファイバの並び順を固定した状態の光ファイバの束、９
は光電変換器であり、光ファイバの束８が光学的に接続
され、少なくとも光ファイバの本数と同数以上の光電変
換素子から成っている。10は演算処理装置であり、光電
変換器９の出力、及び同期信号装置11の出力が入力され
る。同期信号装置11は回転子軸の適当な位置に取り付け
られた反射マーカ12、光電式のプローブ13、プローブ13
の出力信号を増幅整形する増幅器14から構成される。
【０００４】次に、上記実施例の動作について説明す
る。図５の図示下側に位置する光源装置５からレーザビ
ーム６をやや末広がりの扇形状に発射する。図示上側に
取り付けられた受光装置７には、コイルエンド４によっ
てレーザビーム６が遮られない場合には、受光装置７の
全受光面にレーザビーム６が入射され、受光変換器９の
全受光変換素子から「１」レベルの電気信号が出力され
る。回転子が回転し、コイルエンド４がレーザビーム６
を遮る位置にくると、受光装置７の全面にレーザビーム
が当たらず影になる部分が生じるので、光電変換器９の
光電変換素子の一部からは「０」レベルの電気信号が出
力される。
る。図５の図示下側に位置する光源装置５からレーザビ
ーム６をやや末広がりの扇形状に発射する。図示上側に
取り付けられた受光装置７には、コイルエンド４によっ
てレーザビーム６が遮られない場合には、受光装置７の
全受光面にレーザビーム６が入射され、受光変換器９の
全受光変換素子から「１」レベルの電気信号が出力され
る。回転子が回転し、コイルエンド４がレーザビーム６
を遮る位置にくると、受光装置７の全面にレーザビーム
が当たらず影になる部分が生じるので、光電変換器９の
光電変換素子の一部からは「０」レベルの電気信号が出
力される。
【０００５】従って、水平方向に時間をとり、垂直方向
に光電変換器９での幾何学的配列に合わせた各光電変換
素子からの出力値をとると、回転子の回転につれて図６
の検出データが得られる。図示斜線部分がコイルエンド
４にレーザビーム６が遮られた「０」レベルの電気出力
を表す。同図下側の回転パルス信号は増幅器14の出力で
あり、反射マーカ12が回転軸に１箇所のみ取り付けられ
ているときは、１つの回転パルス信号当たり１回転を示
す。演算処理装置10はこの間を適当な時間間隔で分割し
て光電変換器９の出力をサンプリング入力し、「０」レ
ベル信号と「１」レベル信号の境界を光電変換素子によ
って量子化された座標で表したパターンに変換すること
によって、コイルエンド４の変形量を監視することがで
きる。
に光電変換器９での幾何学的配列に合わせた各光電変換
素子からの出力値をとると、回転子の回転につれて図６
の検出データが得られる。図示斜線部分がコイルエンド
４にレーザビーム６が遮られた「０」レベルの電気出力
を表す。同図下側の回転パルス信号は増幅器14の出力で
あり、反射マーカ12が回転軸に１箇所のみ取り付けられ
ているときは、１つの回転パルス信号当たり１回転を示
す。演算処理装置10はこの間を適当な時間間隔で分割し
て光電変換器９の出力をサンプリング入力し、「０」レ
ベル信号と「１」レベル信号の境界を光電変換素子によ
って量子化された座標で表したパターンに変換すること
によって、コイルエンド４の変形量を監視することがで
きる。
【０００６】図７は警報レベルデータの決め方の一例を
説明する図である。基準データはコイルエンド４の変形
量が無視できる低速回転時の測定データである。定格回
転速度で回転することによってコイルエンド４が半径方
向へ変形するので、半径方向への余裕寸法Ｈと、円周方
向の速度変動についての余裕寸法Ｌを基準データの最大
値に上乗せして警報レベルデータを作成する。そして計
測をするときと同じサンプリング間隔をもって分割し、
演算処理装置10のメモリへ記憶する。例えば、8000個の
コイルエンドを有する回転子について、１つのコイルエ
ンド当たり円周方向に10サンプリングするならば、80ｋ
個の警報レベルデータを記憶する。
説明する図である。基準データはコイルエンド４の変形
量が無視できる低速回転時の測定データである。定格回
転速度で回転することによってコイルエンド４が半径方
向へ変形するので、半径方向への余裕寸法Ｈと、円周方
向の速度変動についての余裕寸法Ｌを基準データの最大
値に上乗せして警報レベルデータを作成する。そして計
測をするときと同じサンプリング間隔をもって分割し、
演算処理装置10のメモリへ記憶する。例えば、8000個の
コイルエンドを有する回転子について、１つのコイルエ
ンド当たり円周方向に10サンプリングするならば、80ｋ
個の警報レベルデータを記憶する。
【０００７】従って、以上のような構成によれば、回転
子、固定子のいずれにも、何等センサや回路素子を付加
することなく、稼働中の回転機のコイルエンド変形量を
測定し、警報を出力することができる。
子、固定子のいずれにも、何等センサや回路素子を付加
することなく、稼働中の回転機のコイルエンド変形量を
測定し、警報を出力することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の回
転子コイルエンドモニタでは、光源装置のコリメータや
受光装置が基礎や支持ステーに取り付けられており、か
つ回転子側の影だけ検出し、この影の長さの変化によっ
て、回転子コイルエンドの変形量を監視するものである
から、回転電機が実際に運転された場合、発生する熱伸
びによって回転子の径が変わった場合や回転子が大きく
振動した場合等には、回転子の熱伸び量や回転子の振動
による変位量をも検出してしまい、本来の回転子コイル
エンドの変形量が検出できなくなってしまう。
転子コイルエンドモニタでは、光源装置のコリメータや
受光装置が基礎や支持ステーに取り付けられており、か
つ回転子側の影だけ検出し、この影の長さの変化によっ
て、回転子コイルエンドの変形量を監視するものである
から、回転電機が実際に運転された場合、発生する熱伸
びによって回転子の径が変わった場合や回転子が大きく
振動した場合等には、回転子の熱伸び量や回転子の振動
による変位量をも検出してしまい、本来の回転子コイル
エンドの変形量が検出できなくなってしまう。
【０００９】また、受光装置の各光ファイバの内、量子
化によって暗と成った光ファイバの最外周側に位置する
光ファイバの位置を回転子コイルエンドの影の位置とし
ていたので、エアギャップ中に浮遊するゴミ等によって
生ずる影をも回転子コイルエンドの影として検出してし
まい、前記同様本来の回転子コイルエンドの変形量が検
出できなくなってしまう問題があった。
化によって暗と成った光ファイバの最外周側に位置する
光ファイバの位置を回転子コイルエンドの影の位置とし
ていたので、エアギャップ中に浮遊するゴミ等によって
生ずる影をも回転子コイルエンドの影として検出してし
まい、前記同様本来の回転子コイルエンドの変形量が検
出できなくなってしまう問題があった。
【００１０】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、回転子の熱伸びや振動による誤検出をなく
し、またエアギャップ間を浮遊するゴミなどの影による
誤検出もしない、信頼性の高い回転子コイルエンドモニ
タを提供することを目的とする。
れたもので、回転子の熱伸びや振動による誤検出をなく
し、またエアギャップ間を浮遊するゴミなどの影による
誤検出もしない、信頼性の高い回転子コイルエンドモニ
タを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
目的を達成するために、回転子と固定子間のエアギャッ
プの軸方向外部から回転子の軸方向にエアギャップを通
過し、他方へ光が届くように前記回転子の一方の軸端部
側に設けられ、回転子の軸中心線を含んで半径方向へ広
がる平面内にあって扇形の広がりをもつレーザビームを
発射する光源装置と、この光源装置に相対して前記回転
子を挟んで反対側に設けられ、前記扇形のレーザビーム
を検出する受光装置と、この受光装置で検出されたレー
ザビームの幅方向の位置を量子化し、この量子化された
すべての位置における光の強度をサンプリングして電気
信号に変換する光電変換器と、特定の回転子角度におい
て同期信号を発する同期信号装置と、この同期信号装置
より発生する同期信号に同期させて前記サンプリングし
た電気信号と、あらかじめ記憶している警報レベルとを
比較することによって、コイルエンドの変形量異常の警
報を発生する演算処理装置とを備えた回転子コイルエン
ドモニタにおいて、レーザビームの大きさがエアギャッ
プの隙間より大きく、かつ受光装置もエアギャップの隙
間より大きく、受光器には回転子側の影と固定子側の影
の両方が検出できるように取り付けるように構成する。
目的を達成するために、回転子と固定子間のエアギャッ
プの軸方向外部から回転子の軸方向にエアギャップを通
過し、他方へ光が届くように前記回転子の一方の軸端部
側に設けられ、回転子の軸中心線を含んで半径方向へ広
がる平面内にあって扇形の広がりをもつレーザビームを
発射する光源装置と、この光源装置に相対して前記回転
子を挟んで反対側に設けられ、前記扇形のレーザビーム
を検出する受光装置と、この受光装置で検出されたレー
ザビームの幅方向の位置を量子化し、この量子化された
すべての位置における光の強度をサンプリングして電気
信号に変換する光電変換器と、特定の回転子角度におい
て同期信号を発する同期信号装置と、この同期信号装置
より発生する同期信号に同期させて前記サンプリングし
た電気信号と、あらかじめ記憶している警報レベルとを
比較することによって、コイルエンドの変形量異常の警
報を発生する演算処理装置とを備えた回転子コイルエン
ドモニタにおいて、レーザビームの大きさがエアギャッ
プの隙間より大きく、かつ受光装置もエアギャップの隙
間より大きく、受光器には回転子側の影と固定子側の影
の両方が検出できるように取り付けるように構成する。
【００１２】
【作用】上述した構成の回転子コイルエンドモニタは、
回転電機の回転子や固定子の運転中の熱伸び及び回転中
の振動、エアギャップを浮遊するゴミ等の影響を受ける
ことがないので信頼性の高い回転子コイルエンドモニタ
が構成できる。
回転電機の回転子や固定子の運転中の熱伸び及び回転中
の振動、エアギャップを浮遊するゴミ等の影響を受ける
ことがないので信頼性の高い回転子コイルエンドモニタ
が構成できる。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例を図１および図２を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。同図に於いて、１は回転子の軸中心を含
む任意の平面で切断したときの回転子断面、２は回転子
断面１と同じ平面で切断したときの固定子断面、３はエ
アギャップ、４は回転子コイルのコイルエンドである。
５は光源装置であり、エアギャップ３を通過するように
回転子方向と平行する方向にレーザビーム６を発射す
る。51は光源であり、容易に利用することができる可視
光のＦｅ−Ｎｅガスレーザ等が適している。52はレーザ
光を光ファイバ53に効率よく導くための集光器、53は光
ファイバ、54は光ファイバ53を経由して入射されたレー
ザ光を、厚みが薄く扇形に広がるレーザビーム６にする
為のコリメータである。このレーザビーム６は回転子の
軸中心線を含んで半径方向へ広がる平面内にあって、回
転子の軸中心線と平行にエアギャップ３を通過する方向
に発射される。７は受光装置であり、受光範囲がエアギ
ャップ３より十分に大きく、コリメータ54から発射され
たレーザビーム６が回転子コイルエンド４の影及び固定
子コイルエンド18あるいは固定子２の影の両方が受光で
きる位置に取り付けられ、レーザビーム６の断面形状に
合わせて多数の光ファイバを並べて固着したものであ
る。８は前記固着した光ファイバの並び順を固定した状
態の光ファイバの束、９は光電変換器であり、光ファイ
バの束８が光学的に接続され、少なくとも光ファイバの
本数と同数以上の光電変換素子から成っている。10は演
算処理装置であり、光電変換器９の出力、及び同期信号
装置11の出力が入力される。同期信号装置11は回転子軸
の適当な位置に取り付けられた反射マーカ12、光電式の
プローブ13、プローブ13の出力信号を増幅整形する増幅
器14から構成される。また、受光装置７はビーム16、光
源装置５のコリメータ54はビーム17によって固定子２に
強固に固定されている。
て説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。同図に於いて、１は回転子の軸中心を含
む任意の平面で切断したときの回転子断面、２は回転子
断面１と同じ平面で切断したときの固定子断面、３はエ
アギャップ、４は回転子コイルのコイルエンドである。
５は光源装置であり、エアギャップ３を通過するように
回転子方向と平行する方向にレーザビーム６を発射す
る。51は光源であり、容易に利用することができる可視
光のＦｅ−Ｎｅガスレーザ等が適している。52はレーザ
光を光ファイバ53に効率よく導くための集光器、53は光
ファイバ、54は光ファイバ53を経由して入射されたレー
ザ光を、厚みが薄く扇形に広がるレーザビーム６にする
為のコリメータである。このレーザビーム６は回転子の
軸中心線を含んで半径方向へ広がる平面内にあって、回
転子の軸中心線と平行にエアギャップ３を通過する方向
に発射される。７は受光装置であり、受光範囲がエアギ
ャップ３より十分に大きく、コリメータ54から発射され
たレーザビーム６が回転子コイルエンド４の影及び固定
子コイルエンド18あるいは固定子２の影の両方が受光で
きる位置に取り付けられ、レーザビーム６の断面形状に
合わせて多数の光ファイバを並べて固着したものであ
る。８は前記固着した光ファイバの並び順を固定した状
態の光ファイバの束、９は光電変換器であり、光ファイ
バの束８が光学的に接続され、少なくとも光ファイバの
本数と同数以上の光電変換素子から成っている。10は演
算処理装置であり、光電変換器９の出力、及び同期信号
装置11の出力が入力される。同期信号装置11は回転子軸
の適当な位置に取り付けられた反射マーカ12、光電式の
プローブ13、プローブ13の出力信号を増幅整形する増幅
器14から構成される。また、受光装置７はビーム16、光
源装置５のコリメータ54はビーム17によって固定子２に
強固に固定されている。
【００１４】次に、上記実施例の動作について説明す
る。図１の図示下側に位置する光源装置５からレーザビ
ーム６をやや末広がりの扇形状に発射する。図示上側に
取り付けられた受光装置７には、回転子コイルエンド４
や固定子コイルエンド18によってレーザビームが遮られ
る部分を除き受光面にレーザビーム６が入射され、受光
変換器９のレーザビーム６が照射されている受光装置７
の光ファイバに相当する光電変換素子から「１」レベル
の電気信号が出力され、影の部分の位置に相当する光電
変換素子からは「０」レベルの電気信号が出力される。
これを概念的に図で表せば図２上のように表される。回
転子が回転し、回転子コイルエンド４が変形し回転子コ
イルエンド４の影の部分が外径側に大きくなると、受光
装置７の明から影に変わった光ファイバの位置に相当す
る光電変換素子の電気信号は「１」レベルから「０」レ
ベルに変化する。これを概念的に表せば図２の下のよう
に表され、「ｎ」が回転子コイルエンド４の変形量とな
る。
る。図１の図示下側に位置する光源装置５からレーザビ
ーム６をやや末広がりの扇形状に発射する。図示上側に
取り付けられた受光装置７には、回転子コイルエンド４
や固定子コイルエンド18によってレーザビームが遮られ
る部分を除き受光面にレーザビーム６が入射され、受光
変換器９のレーザビーム６が照射されている受光装置７
の光ファイバに相当する光電変換素子から「１」レベル
の電気信号が出力され、影の部分の位置に相当する光電
変換素子からは「０」レベルの電気信号が出力される。
これを概念的に図で表せば図２上のように表される。回
転子が回転し、回転子コイルエンド４が変形し回転子コ
イルエンド４の影の部分が外径側に大きくなると、受光
装置７の明から影に変わった光ファイバの位置に相当す
る光電変換素子の電気信号は「１」レベルから「０」レ
ベルに変化する。これを概念的に表せば図２の下のよう
に表され、「ｎ」が回転子コイルエンド４の変形量とな
る。
【００１５】従って、固定子コイルエンド18の明暗の境
界位置から回転子コイルエンド４の明暗の境界位置を引
いた値を検出すれば、回転子コイルエンド４の変形量が
従来技術どうよう監視できる。
界位置から回転子コイルエンド４の明暗の境界位置を引
いた値を検出すれば、回転子コイルエンド４の変形量が
従来技術どうよう監視できる。
【００１６】次に回転電機が運転中で熱伸びなどを生じ
た場合を考えると、非運転状態と運転状態では機械の温
度は数十度の差があるが、運転中の回転子１と固定子２
に大きな温度差は生じない。従って、熱伸びが本回転子
コイルエンドモニタに与える影響は、エアギャップを
ｇ、温度上昇幅を△Ｔ、鉄の線膨張係数をβとするとｇ
×ΔＴ×βで、値的にはｇ＝30mm、ΔＴ＝10deg 、β＝
11×10-6とすると 0.03mm となり、無視できる大きさの
影響しか生じない。
た場合を考えると、非運転状態と運転状態では機械の温
度は数十度の差があるが、運転中の回転子１と固定子２
に大きな温度差は生じない。従って、熱伸びが本回転子
コイルエンドモニタに与える影響は、エアギャップを
ｇ、温度上昇幅を△Ｔ、鉄の線膨張係数をβとするとｇ
×ΔＴ×βで、値的にはｇ＝30mm、ΔＴ＝10deg 、β＝
11×10-6とすると 0.03mm となり、無視できる大きさの
影響しか生じない。
【００１７】また回転電機の振動では、回転電機の振動
が本回転子コイルエンドモニタに与える要素は振動の変
位であり、変位は周波数が低いほど大きくなるのが一般
的である。回転電機の振動の内低い周波数成分は回転同
期成分で、回転子の振れ周りによるが、この振れ周りは
軸受を介して固定子側に伝達され、固定子も同じように
振動する。従って、固定子コイルエンド18の明暗の境界
位置から回転子コイルエンド４の明暗の境界位置を引い
た値を検出していれば、振動の影響は受けない。
が本回転子コイルエンドモニタに与える要素は振動の変
位であり、変位は周波数が低いほど大きくなるのが一般
的である。回転電機の振動の内低い周波数成分は回転同
期成分で、回転子の振れ周りによるが、この振れ周りは
軸受を介して固定子側に伝達され、固定子も同じように
振動する。従って、固定子コイルエンド18の明暗の境界
位置から回転子コイルエンド４の明暗の境界位置を引い
た値を検出していれば、振動の影響は受けない。
【００１８】図３は請求項４及び請求項５を説明する図
で、エアギャップ中を浮遊するゴミ等の影響を光電変換
後の量子化信号で表している。請求項４での処理では、
明の部分の最内周側に位置する光ファイバの内周側に隣
の箇所、つまり図３におけるＡの部分を回転子コイルエ
ンド４の外径とし、明の部分の最外周側に位置する光フ
ァイバの外周側に隣の箇所、つまり図３のＦの部分を固
定子コイルエンド18の内径とするので、エアギャップ３
を浮遊するゴミ等の影響（図３におけるＤの部分）は受
けない。
で、エアギャップ中を浮遊するゴミ等の影響を光電変換
後の量子化信号で表している。請求項４での処理では、
明の部分の最内周側に位置する光ファイバの内周側に隣
の箇所、つまり図３におけるＡの部分を回転子コイルエ
ンド４の外径とし、明の部分の最外周側に位置する光フ
ァイバの外周側に隣の箇所、つまり図３のＦの部分を固
定子コイルエンド18の内径とするので、エアギャップ３
を浮遊するゴミ等の影響（図３におけるＤの部分）は受
けない。
【００１９】また請求項５では、暗の部分の内最内周側
より連続する暗の最外周部分、つまり図３におけるＡの
部分を回転子コイルエンド４の外径とし、暗の部分の最
外径側より連続する暗の最内周部分、つまりＧの箇所を
固定子コイルエンド18の内径とするので、請求項４同様
エアギャップ３を浮遊するゴミ等の影響（図３における
Ｄの部分）は受けない。
より連続する暗の最外周部分、つまり図３におけるＡの
部分を回転子コイルエンド４の外径とし、暗の部分の最
外径側より連続する暗の最内周部分、つまりＧの箇所を
固定子コイルエンド18の内径とするので、請求項４同様
エアギャップ３を浮遊するゴミ等の影響（図３における
Ｄの部分）は受けない。
【００２０】図４は請求項６の回転子コイルエンドモニ
タの一実施例を示すもので、図４において１から54は図
１の回転子コイルエンドモニタと同じである。しかし、
図４では受光装置７、光ファイバの束８、光電変換器
９、光源装置５を２セット用意し回転軸に対して１８０
度対称に取り付け、各光電変換器９の出力を演算処理装
置10に入力し加算平均する。従って、回転子のみが振れ
まわるような振動が生じた場合あるいは、固定子のみが
振動するような場合に有効である。
タの一実施例を示すもので、図４において１から54は図
１の回転子コイルエンドモニタと同じである。しかし、
図４では受光装置７、光ファイバの束８、光電変換器
９、光源装置５を２セット用意し回転軸に対して１８０
度対称に取り付け、各光電変換器９の出力を演算処理装
置10に入力し加算平均する。従って、回転子のみが振れ
まわるような振動が生じた場合あるいは、固定子のみが
振動するような場合に有効である。
【００２１】
【発明の効果】本発明の回転子コイルエンドモニタは、
上記のように構成されているので、回転電機の運転時に
生ずる回転子や固定子の熱伸び及び振動、エアギャップ
を浮遊するゴミ等による回転子コイルエンドの変形量の
誤検出を生ずることがなく信頼性を向上できる。
上記のように構成されているので、回転電機の運転時に
生ずる回転子や固定子の熱伸び及び振動、エアギャップ
を浮遊するゴミ等による回転子コイルエンドの変形量の
誤検出を生ずることがなく信頼性を向上できる。
【図１】本発明による回転子コイルエンドモニタの一実
施例における構成を示すブロック図。
施例における構成を示すブロック図。
【図２】本発明による回転子コイルエンドモニタの量子
化後の信号を説明する図。
化後の信号を説明する図。
【図３】本発明による請求項４及び請求項５の処理を説
明する図。
明する図。
【図４】本発明による請求項６の回転子コイルエンドモ
ニタのブロック図。
ニタのブロック図。
【図５】従来技術の回転子コイルエンドモニタの構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図６】従来技術による回転子コイルエンドモニタの検
出データ出力の説明図。
出データ出力の説明図。
【図７】従来技術による回転子コイルエンドモニタの警
報レベルの決め方を示す説明図。
報レベルの決め方を示す説明図。
１…回転子 ２…固定子 ３…エアギャップ ４…回転子コイルエンド ５…光源装置 ６…レーザビーム ７…受光装置 ８…光ファイバの束 ９…光電変換器 10…演算処理装置 11…同期信号装置 12…反射マーカ 13…光電式プローブ 14…増幅器 16…ビーム 17…ビーム 18…固定子コイルエンド 51…光源 52…集光器 53…光ファイバ 54…コリメータ
Claims (6)
- 【請求項１】 回転子と固定子間のエアギャップの軸方
向外部から回転子の軸方向にエアギャップを通過し、他
方へ光が届くように前記回転子の一方の軸端部側に設け
られ、回転子の軸中心線を含んで半径方向へ広がる平面
内にあって扇形の広がりをもつレーザビームを発射する
光源装置と、この光源装置に相対して前記回転子を挟ん
で反対側に設けられ、前記扇形のレーザビームを検出す
る受光装置と、この受光装置で検出されたレーザビーム
の幅方向の位置を量子化し、この量子化されたすべての
位置における光の強度をサンプリングして電気信号に変
換する光電変換器と、特定の回転子角度において同期信
号を発する同期信号装置と、この同期信号装置より発生
する同期信号に同期させて、前記サンプリングした電気
信号とあらかじめ記憶している警報レベルとを比較する
ことによって、コイルエンドの変形量異常の警報を発生
する演算処理装置とを備えた回転子コイルエンドモニタ
において、レーザビームの大きさがエアギャップの隙間
より大きく、かつ受光装置もエアギャップの隙間より大
きく、受光器には回転子側の影と固定子側の影の両方が
検出できるように取り付けたことを特徴とする回転子コ
イルエンドモニタ。 - 【請求項２】 請求項１記載の回転子コイルエンドモニ
タにおいて、光源装置と受光装置を回転電機の固定子に
取り付けたことを特徴とする回転子コイルエンドモニ
タ。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の回転子コイ
ルエンドモニタにおいて、エアギャップの量を検出する
手段として、受光器で得られる固定子側の影の位置から
回転子の影位置を引いた値をエアギャップ長とする事を
特徴とする回転子コイルエンドモニタ。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の回転子コイ
ルエンドモニタにおいて、それぞれの影の位置を量子化
した信号の中で、明の光ファイバの内最内周側に位置す
る光ファイバの内径側に隣の光ファイバの位置を回転子
コイルエンドの影の位置とし、明の光ファイバの内最外
周側に位置する光ファイバの外径側に隣の光ファイバの
位置を固定子コイルエンドの影の位置とする事を特徴と
する回転子コイルエンドモニタ。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項３記載の回転子コイ
ルエンドモニタにおいて、それぞれの影の位置を量子化
した信号の中で、暗の光ファイバの内最内周側から連続
する暗の光ファイバの最外周側の光ファイバの位置を回
転子コイルエンドの影の位置とし、暗の光ファイバの内
最外周側から連続する暗の光ファイバの最内周側に位置
する光ファイバの位置を固定子コイルエンドの影の位置
とする事を特徴とする回転子コイルエンドモニタ。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５記載の回転子コイ
ルエンドモニタにおいて、光源装置と受光装置の対を回
転軸を挟んで１８０度対称の位置に設置し、それぞれの
値の平均値を回転子コイルエンドの変形量とすることを
特徴とする回転子コイルエンドモニタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7001643A JPH08191556A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 回転子コイルエンドモニタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7001643A JPH08191556A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 回転子コイルエンドモニタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191556A true JPH08191556A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11507211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7001643A Pending JPH08191556A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 回転子コイルエンドモニタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08191556A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011217599A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | General Electric Co <Ge> | コンポーネントの相対変位をモニタするためのシステム |
| JP2013096879A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Meidensha Corp | 回転機ギャップ計測装置 |
| JP2015102393A (ja) * | 2013-11-22 | 2015-06-04 | 本田技研工業株式会社 | コイル間隙測定方法 |
| CN113945630A (zh) * | 2020-07-15 | 2022-01-18 | 哈尔滨理工大学 | 一种高速电动机主轴裂痕的检测方法及检测装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959201A (ja) * | 1972-10-11 | 1974-06-08 | ||
| JPS55118105U (ja) * | 1979-02-13 | 1980-08-21 | ||
| JPS59191451A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-30 | Toshiba Corp | 回転電機のエアギヤツプ監視装置 |
| JPH0370449A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-26 | Teikoku Denki Seisakusho:Kk | キャンドモータの運転監視装置 |
| JPH04193047A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-13 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 回転子コイルエンドモニタ |
| JPH0612823U (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-18 | 日機装株式会社 | 軸受摩耗モニタ |
-
1995
- 1995-01-10 JP JP7001643A patent/JPH08191556A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959201A (ja) * | 1972-10-11 | 1974-06-08 | ||
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| JP2013096879A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Meidensha Corp | 回転機ギャップ計測装置 |
| JP2015102393A (ja) * | 2013-11-22 | 2015-06-04 | 本田技研工業株式会社 | コイル間隙測定方法 |
| CN113945630A (zh) * | 2020-07-15 | 2022-01-18 | 哈尔滨理工大学 | 一种高速电动机主轴裂痕的检测方法及检测装置 |
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