KR20140137420A

KR20140137420A - 전기 기기의 고정자 코어의 검사를 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140137420A
Application number: KR20147028119A
Authority: KR
Inventors: 마이클 피. 자스카; 마크 더블유. 피셔
Original assignee: 지멘스 에너지, 인코포레이티드
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-12-02
Also published as: CA2865907A1; CN104160290A; JP2015513683A; EP2823325A1; WO2013133982A1; US8823412B2; US20130234752A1

Abstract

전기 기기의 고정자 코어를 위한 자동화 EL CID 검사 기술이 제공된다. 검사 장치는 레일, 픽업 코일 및 코일 지지 조립체를 포함한다. 코일 지지 조립체는 레일을 따라 이동 가능한 제 1 부분, 픽업 코일이 실질적으로 설치되는 제 2 부분을 포함한다. 제 2 부분은 레일을 따라 제 1 부분과 결합식으로 이동 가능하지만, 또한 고정자 코어를 향하는 또는 고정자 코어로부터 멀어지는 방향으로 제 1 부분에 대하여 이동 가능하다. 모터가 코일 지지 조립체의 운동을 작동시킨다. 검사 동안, 모터는 활성화되고, 이때에 코일 지지 조립체는 레일을 따라 이동하지만 제 1 부분에 대한 제 2 부분의 상대 운동에 의해 고정자 코어와 픽업 코일 사이에 특정한 거리가 유지된다. 기술은 고정자 코어의 단차식 기구 부분에 특히 적용 가능하다.

Description

전기 기기의 고정자 코어의 검사를 위한 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR INSPECTION OF A STATOR CORE OF AN ELECTRICAL MACHINE}

본 출원은 2012년 3월 6일에 출원되었고 할당된 출원 번호가 제 61/607,159 호인 가특허 출원의 이익을 청구한다. 모든 출원들은 본원에 그 전체가 인용에 의해 포함된다.

본 발명은 일반적으로 전자기 검출기들을 사용한 전기 기기들의 검사, 더 특별하게는 전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 영역(step-iron region)에 특히 적용 가능한 자동화 검사 장치 그리고 방법에 관한 것이다.

전기 발전기들 및 전기 기기들의 고정자 코어들은 몇몇의, 예컨대 수천 개의 개별 강 시이트(sheet)들 또는 적층물(lamination)들의 스택(stack)으로 만들어진다. 개별 시이트의 두께는 통상적으로 천 분의 1 인치로 측정된다. 적층물들 각각은 그의 이웃들로부터 적층물을 전기적으로 절연하기 위해 전기 절연 얇은 층으로 코팅된다. 이러한 절연은 고정자 코어의 교류 자속이 적층물들 사이에 와전류들을 유도하는 것을 방지한다. 인접한 적층물들 사이의 절연이 조립 동안 손상된다면, 작업 또는 보수, 전도 경로가 형성될 수 있으며 이 경로를 통하여 전류들이 교류 플럭스에 의해 유도된다. 이러한 전도 전류들은, 검출되지 않는다면 기기의 고장을 초래할 수 있는 "핫 스폿(hot spot)"들을 생성한다.

이러한 고정자 코어 핫 스폿들을 검출하기에 적절한 기기의 하나의 타입은 전자기 코어 결함 검출기(Electro-magnetic Core Imperfection Detector; "EL CID")이다. EL CID는 고정자 코어를 자화(exciting)시키고 그 후 손상된 영역을 통하여 흐르는 임의의 결과적인 고장 전류들을 측정함으로써 전자기적으로 잠재적인 핫 스폿들을 검출한다. 통상적으로, EL CID의 센서들은 고정자 코어 적층물들에 대항하여 유지되고 고정자 코어의 길이를 따라 전달된다. 센서들이 코어의 길이를 따라 축방향으로 스캔할 때, 이들은 검출되는 고장 전류들에 비례하는 크기를 갖는 아날로그 신호를 발생한다. 코어의 길이를 따른 센서 길이 대 아날로그 신호의 크기의 플롯(plot)을 검사함으로써, 작업자들은 손상된 절연의 위치를 검출할 수 있다.

고정자 코어는 그 내부에 회전자가 설치되는 원통형 보어를 갖는다. 이 보어는 직경이 각각의 단부를 향하여 축선을 따라 증가하는 그의 축방향 단부들을 제외하고 일반적으로 일정한 직경을 갖는다. 직경의 증가는 단차식인데, 이 때문에 고정자 코어의 축방향 단부에 인접한 부분은 "단차식 기구"라고 한다. 단차식 기구 부분은 고정자 코어의 단부들에서의 자속 밀도들의 감소를 촉진시킨다.

EL CID를 사용한 검사 동안, 고정자 코어의 메인 섹션(즉, 일정한 직경을 갖는 원통형 부분)에서의 스캐닝 작업은 예컨대 축방향으로 고정자 코어의 내경 상에 올려지는 센서를 위한 벨트 구동형 캐리지를 사용함으로써 자동화 공구에 의해 실행될 수 있다. 고정자 코어의 단차식 기구 부분에서 문제가 발생하는데 이 문제는 이러한 영역에 걸쳐 축방향으로 그 외형의 급격한 변화들로 인해 센서로부터 정확한 판독들을 얻는 것이 어렵다는 것이다. 이 영역의 외형의 단차식 변화들은 왜곡된 출력들을 회피하기 위해 이 영역에 걸쳐 센서를 심지어 수동으로 매끄럽게 이동시키는 것조차 어렵게 한다. 물론, 상기 언급된 타입의 자동화 공구가 단차식 기구 부분에 걸쳐 센서를 이동시키는데 사용될 때에는 왜곡된 출력들을 회피하는 것이 더욱더 어렵다.

본 기술은 단차식 부분을 포함하는, 전기 기기의 고정자 코어의 임의의 부분의 정확한 검사를 위해 사용될 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 본원에 개시된 실시예들은 특히 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 자동화 EL CID 스캐닝을 제공하며 이는 상기 언급된 공구들의 경우에 가능하지 않은 실질적으로 정확한 데이터를 제공할 수 있다.

검사 장치에는 전자기 센서/검출기로서 기능하는 픽업 코일(pickup coil) 및 레일이 제공된다. 픽업 코일은 검사 작업 동안 레일을 따라 이동하는 코일 지지 조립체에 의해 지지된다. 단차식 기구 부분의 단차식 외형의 불균일함을 고려하기 위해, 코일 지지 조립체에는 서로에 대하여 이동 가능한 2 개 이상의 부분들이 제공된다. 이는 레일을 따라 이동 가능한 제 1 부분과 픽업 코일이 실제로 설치되는 제 2 부분을 포함한다. 제 2 부분은 레일을 따라 제 1 부분과 결합적으로 이동하는 동안, 또한 고정자 코어를 향하여 또는 고정자 코어로부터 멀어지는 방향으로 제 1 부분에 대하여 이동 가능하다. 구동 모터가 제 1 및 제 2 부분들을 포함하는 코일 지지 조립체의 운동을 작동시킨다.

검사 작업 동안, 장치는 레일이 코어의 축선을 따라 연장하도록 고정자 코어에 고착되고, 구동 모터가 활성화된다. 구동 모터의 활성화 시, 코일 지지 조립체는 레일을 따라 이동하며 일정한 또는 특정 거리가 제 1 부분에 대한 제 2 부분의 상대 운동에 의해 고정자 코어와 픽업 코일 사이에 유지된다.

검사 작업은 부가적으로 고정자 코어의 활력화(energization)를 수반하며, 이때에 픽업 코일은 활력화된 고정자 코어와 전자기적으로 연통하여 고정자 코어의 와전류들을 국부적으로 측정하고 국부적으로 측정된 와전류에 비례하는 신호를 제공한다. 픽업 코일로부터의 신호는 그 후 고정자 코어의 흠이 있는 영역을 판정하기 위해 평가된다.

픽업 코일을 갖는 제 2 부분의 고정자 코어의 표면을 향하는 이동은 예컨대 제 2 부분에 고정자 코어를 향한 바이어스(bias)를 제공함으로써 촉진될 수 있다. 고정자 코어를 향한 바이어스는 코어에 대한 픽업 코일의 일정한 거리를 유지하는 기능을 한다.

예시적인 실시예에서, 바이어스는 제 1 부분 상의 제 2 부분을 스프링 장착함으로써 제공될 수 있다.

픽업 코일을 갖는 제 2 부분은 또한 휠 상에 장착될 수 있다. 이 휠은 고정자 코어로부터 픽업 코일이 공지된 거리에 떨어져 있는 것을 유지하는 레일을 따라 이동할 때 고정자 코어의 부분의 외형을 정확하게 따르며, 정확한 출력 데이터를 초래한다.

일 실시예에서, 제 2 부분은 고정자 코어로부터 픽업 코일의 거리를 조절하는 것을 허용하는, 픽업 코일의 감지 단부를 수용하는 조절 가능한 코일 장착부이다. 조절 가능한 코일 장착부를 사용하여, 코일과 코어 사이의 미리 결정된 최적의 거리가 설치 동안 성립될 수 있다.

다른 실시예에서, 제 1 부분은 레일을 횡으로 가로질러 연장하고 레일의 각 측 상에 하나씩 있는 2 개의 제 2 부분들을 지지한다. 각각의 제 2 부분은 그 위에 설치되는 픽업 코일의 각각의 감지 단부를 갖는다. 또한, 제 1 부분은 횡 방향으로 슬롯형일 수 있어서, 2 개의 제 2 부분들 사이의 폭이 슬롯형 곡선 홀더를 따라 2 개의 제 2 부분들 중 하나 또는 양자를 옮김으로써 조절 가능하다. 이는 고정자 코어의 상이한 슬롯 폭들에 대한 검사 장치의 조절을 제공하는 것을 허용한다.

픽업 코일은 고정자 코어와 전자기 연통할 수 있는 임의의 전자기 검출기를 포함할 수 있다. 이러한 검출기의 예는 채턱 코일(Chattock coil)이다.

일 실시예에서, 레일 상에 이동 가능하게 장착되고 레일을 따라 코일 지지 조립체를 안내하기 위해 구성되는 가이드 조립체가 제공된다.

이전에 언급된 것과 같이, 검사 동안, 장치는 전기 기기의 고정자 코어에 고착된다. 이 목적을 위해, 예컨대 자석 또는 일련의 자석들이 이용될 수 있다.

코일 지지 조립체에 구동 모터를 연결시키기 위해, 장치는 다른 것들 중에서 스크류 구동 유닛 또는 벨트 구동 유닛과 같은 임의의 적절한 구동 메커니즘을 포함할 수 있다.

다른 양태에서, 검사 장치를 사용하여 전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 부분을 검사하기 위한 자동화 방법이 제공된다. 검사 장치는 고정자 코어를 따른 축방향 운동을 하도록 배열되는 픽업 코일, 그리고 축방향 운동을 구동하기 위한 모터를 포함한다. 단차식 기구 부분의 단차식 외형을 수용하기 위해, 픽업 코일은 그의 축방향 운동과 동시적으로, 고정자 코어를 향하는 및/또는 고정자 코어로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 방법에 따르면, 검사 장치는 고정자 코어에 고착되고, 고정자 코어는 활력화되며, 제어가 모터를 구동하기 위해 성립되어 고정자 코어를 따라 축방향으로 픽업 코일을 이동시킨다. 픽업 코일은 활력화된 고정자 코어와 전자기 연통하여, 고정자 코어의 와전류들을 국부적으로 측정하고 국부적으로 측정된 와전류에 비례하는 신호를 제공한다. 픽업 코일이 단차식 기구 부분을 따라 축방향으로 이동될 때, 픽업 코일은 고정자 코어와 픽업 코일 사이의 특정 거리를 유지하기 위해 상기 방향으로 동시적으로 이동된다.

특정 거리의 유지는 픽업 코일이 단차식 기구 부분에 걸쳐 횡단하기 때문에 픽업 코일로부터 얻어지는 신호가 실질적으로 에러가 없는 것을 보장한다. 이러한 특징을 실현하는 하나의 방법은 고정자 코어를 향한 바이어스를 갖는 검사 기기 상에 픽업 코일을 설치하는 것에 의한 것이다. 이 바이어스는 예컨대 스프링에 의해 제공될 수 있다. 픽업 코일의 운동은 또한 픽업 코일이 축방향으로 이동될 때 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 외형을 따르는 휠 상에서 안내될 수 있다.

픽업 코일로부터의 신호는 예컨대 단차식 기구 부분의 핫 스폿을 판정하기 위해 평가된다. 이러한 핫 스폿은 국부적으로 측정된 와전류가 오류값에 대응할 때 검출된다.

본 발명은 도면들의 도움에 의해 더 상세하게 도시된다. 도면들은 바람직한 구성들을 도시하며 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.

도 1은 스크류 구동부를 포함하는 EL CID 검사 장치의 제 1 실시예를 예시하고,
도 2는 도 1의 검사 장치의 분해도를 도시하고,
도 3은 벨트 구동부를 포함하는 EL CID 검사 장치의 제 2 실시예를 예시하고,
도 4는 도 3의 검사 장치의 분해도를 도시하고, 및
도 5는 고정자 코어와 픽업 코일 사이의 일정한 거리가 본 발명의 실시예에 따라 어떻게 유지되는지를 예시하는 개략도이다.

이하에 설명되는 특정 실시예들은 메인 섹션에 걸친 그리고 단차식 기구 영역들 상의 전기 기기의 고정자 코어에 대한 EL CID 시험을 수행하기 위해 특히 적응되는 장치 및 방법을 제공한다. 예시적인 전기 기기는 발전기이다. EL CID 시험을 위한 기존의 메뉴얼 뿐만 아니라 자동화 공구들은, 특히 단차식 기구 부분에 걸친 전자기 센서(또한 본원에서 "픽업 코일"이라고 함)의 정확한 조작에 어려움들을 제기한다. 픽업 코일이 정확하게 조종되지 않는다면, 출력 판독들은 왜곡되고 손상된 절연을 가릴 수 있다. 이하에 설명되는 실시예들은 고정자의 직선 메인 섹션 뿐만 아니라, 고정자의 단차식 기구 부분을 정확하게 감시할 수 있는 자동화 공구를 제공함으로써 이러한 어려움들을 극복한다.

도 1은 발전기의 고정자 코어(12) 상에 위치된 EL CID 검사 장치(10)의 예시적인 실시예를 예시한다. 고정자 코어(12)는 14로 나타낸 방향에 평행하게 연장하는 축선을 갖고, 메인 섹션(16) 및 단부(20)들 중 하나에 인접한 단차식 기구 부분(18)을 포함한다. 메인 섹션(16)은 축방향을 따라 일반적으로 일정한 직경을 갖지만, 단차식 기구 부분(18)은 축방향을 따라 직경이 증가하는 단차부를 포함한다. 고정자 코어(12)는 축방향으로 연장하는 복수의 슬롯(22)들을 또한 포함하며, 검사 장치(10)는 슬롯(22)들 중 하나를 따라 위치된다. 검사 동안, 장치(10)는 예컨대 자력에 의해 슬롯 위치에 단단하게 유지된다.

도 2는 검사 장치(10)의 분해된 또는 조립되지 않은 도면을 도시한다. 예시된 실시예는 도 1 및 도 2와 결합적으로 참조하여 추가로 설명될 것이다. 도시된 것과 같이, 검사 장치는 광의적으로는 레일(101), 감지 단부(102a, 102b)들을 갖는 픽업 코일(102), 레일(101)을 따라 픽업 코일(102)을 운반할 수 있는 코일 지지 조립체(103), 및 레일(101)을 따라 코일 지지 조립체(103)의 이동을 작동시키는 모터(116)를 포함한다. 픽업 코일(102)은 고정자 코어(12)가 활력화될 때, 검사 작업 동안 고정자 코어(12)와 전자기 연통할 수 있는 전자기 검출기이다. 예시된 예에서, 픽업 코일(102)은 채턱 코일로서 구현된다. 예시적인 픽업 코일(102)은 비전도성 코어를 가지며 길이를 따라 인치당 특정 횟수의 턴(turn)으로 이 코어의 주위에 랩핑되는 와이어를 갖는다. 픽업 코일(102)은 명백함을 위해 도 1에는 도시되지 않지만, 작업 동안 픽업 코일(102)은 감지 단부(102a, 102b)들을 이하에 상세하게 예시된 코일 장착부(107a, 107b)들의 각각의 슬롯(108a, 108b)들 안으로 삽입함으로써 설치되는 것이 이해되어야 한다. 감지 단부(102a 및 102b)들이 동일한 연속적인 픽업 코일(102)의 부분인 것이 또한 이해되어야 한다.

레일(101)들은 내측 보강부(inboard stiffener; 104)들과 외측 보강부(outboard stiffener; 105)들과 함께, 장치(10)의 모든 묘사된 구성요소들을 장착하기 위해 강한 받침부(back)를 제공하는 레일 지지부(126)에 의해 지지된다.

예시된 실시예에서, 코일 지지 조립체(103)는 레일(101)을 따라 이동 가능하고 레일(101)의 한 측 상에 코일 장착부(107a, 107b)를 지지하는 횡단 부재(106)로 만들어진다. 코일 장착부(107a, 107b)들은 레일(101)을 따라 횡단 부재(106)와 결합적으로 이동 가능하도록 장착된다. 코일 장착부(107a 및 107b)들의 각각은 각각의 슬롯(108a, 108b)(도 2에서 볼 수 있음)을 포함하며 이를 통하여 픽업 코일(102)의 각각의 감지 단부(102a, 102b)가 예컨대 나비 나사(thumbscrew; 109)들에 의해 제 위치에 설치되고 고착된다. 이 배열은 또한 고정자 코어(12)로부터 픽업 코일(102)의, 특히 감지 단부(102a, 102b)들의 거리가 설치 동안 최적으로 조절되는 것을 허용한다. 이러한 최적의 거리는 다른 요인들 중에서 코어의 플럭스 밀도 및/또는 코일의 감도를 기본으로 하여 결정된다. 본 예에서, 거리는 0.01 인치를 초과하지 않도록 선택될 수 있다. 정확한 측정을 위해, 이러한 거리는 픽업 코일(102)이 레일(101)을 통하여 고정자 코어(12)를 따라 축방향으로 횡단할 때 일관되게 유지되는 것이 바람직하다.

예시된 실시예에서, 코일 장착부(107a 및 107b)들 각각은 개별 코일 장착부(107a, 107b)들과 횡단 부재(106) 사이의 상대 운동을 허용하는 방식으로 횡단 부재(106)에 장착된다. 이러한 상대 운동은 고정자 코어(12)의 표면의 방향이다. 이러한 예에서, 상기 상대 운동은 레일(101) 및 횡단 부재(106) 양자에 수직일 것이다. 이러한 배열은 픽업 코일(102)이 단차식 기구 부분(18)에 걸쳐 횡단하더라도 픽업 코일 감지 단부(102a 및 102b)들과 고정자 코어(12) 사이의 특정 거리를 유지하는 것을 가능하게 한다. 특정 거리는 상기 언급된 것과 같이 결정된 일정한 최적의 값을 갖지만, 이러한 최적의 값에 대하여 공지된 공차를 부가적으로 고려할 수 있다.

고정자 코어에 대한 픽업 코일(즉, 감지 단부들)의 일정한 또는 특정 거리의 유지를 돕기 위해, 픽업 코일은 고정자 코어의 표면을 향하는 바이어스를 구비하여 설치될 수 있다. 예시된 실시예에서, 이러한 특징은 횡단 부재(106)에 코일 장착부(107a, 107b)들을 스프링 장착함으로써 실현된다. 이를 위해, 각각의 코일 장착 지지부(107a, 107b)는 코일 장착 베이스(121)를 통하여 횡단 부재(106) 상에 장착된다. 각각의 코일 장착 베이스(121)는 본질적으로 횡단 부재(106)에 고착되지만, 각각의 코일 장착부(107a, 107b)를 미끄럼 가능하게 지지한다. 코일 장착부(107a 및 107b)들은 따라서 고정자 코어(12)의 표면을 향하는 그리고 표면으로부터 멀어지는 방향으로 각각의 코일 장착 베이스(121)에 대하여 자유롭게 이동한다. 코일 장착부(107a 및 107b)들은 고정자 코어(12)의 표면에 접촉하고 픽업 코일(102)이 레일(101)을 따라 축방향으로 이동될 때 고정자 코어(12)의 외형을 따르는 휠(122)들 상에 또한 장착된다. 스프링(123)이 고정자 코어(12)를 향하여 각각의 코일 장착부(107a, 107b)와 각각의 휠(122)을 바이어스시킨다. 특히, 픽업 코일(102)이 단차식 기구 부분(18)에 걸쳐 축방향으로 횡단할 때, 스프링(123)들의 바이어싱 작용은 휠(122)들이 고정자 코어(12)의 표면과의 접촉을 잃지 않는 것을 보장하여, 따라서 단차식 기구 부분(18)에서라도 픽업 코일 감지 단부(102a, 102b)들과 고정자 코어(12) 사이의 특정 거리를 유지하는 것을 보장한다.

상기 배열은 도 5에 개략적으로 예시되면, 픽업 코일 감지 단부(102a, 102b)들과 고정자 코어(12) 사이의 거리는 "d"로서 표시된다. 횡단 부재(106)에 대한 코일 장착부(107a, 107b)들의 상대 운동은 "R"로 표시된 방향을 따라서 가능하다. 이러한 상대 운동은 "F"로서 표시된 방향에 평행하게 작용하는 바이어싱 힘에 의해 제한된다.

상기 설명된 실시예들에서, 바이어싱 작용은 스프링에 의해 실현된다. 하지만, 바이어싱은 다른 메커니즘들, 예컨대 유압식 및/또는 중력을 이용함으로써 또한 달성될 수 있다. 또한, 휠들을 사용하는 대신, 횡단 부재가 레일을 따라 축방향으로 이동할 때 이동 가능한 코일 장착부들이 따라서 활주하는, 단차식 기구 부분의 경사를 따른 트랙 또는 스키를 일시적으로 이용함으로써 단차식 기구 부분의 외형을 따르는 것이 또한 가능할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 휠을 이용하는 대신 근위 센서들 또는 거리 센서들이 코일 또는 코일 장착부들 상에 제공될 수 있으며 이들은 픽업 코일과 고정자 코어 사이의 특정 거리를 유지하기 위해 이들 픽업 코일과 고정자 코어 사이의 거리를 제어하는 모터에 피드백을 제공할 것이다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 횡단 부재(106)는 횡으로 연장하는 슬롯(110)들을 갖는 곡선의 홀더로서 구현된다. 고정자 코어(12)의 슬롯(22)들의 상이한 슬롯 폭들을 위한 조절들이 슬롯형 곡선 홀더(106)를 따라 코일 장착부(107a, 107b)들 중 하나 또는 양자의 옮김에 의해 이루어질 수 있다. 코일 장착부(107a, 107b)들은 그 후 예컨대 나비 나사(111)들에 의해 코일 장착 베이스(121)를 통하여 곡선 홀더(106)에 고착된다.

예시된 실시예에서, 레일(101)을 따른 횡단 부재(106) 및 코일 장착부(107a, 107b)들을 포함하는 코일 지지 조립체(103)의 운동은 가이드 블록(112) 및 가이드 블록 장착부(113)를 포함하는 가이드 조립체에 의해 안내된다. 이를 위해, 가이드 블록(112)에는 일반적으로 레일(101)의 형상과 일치하는 슬롯(129)이 제공되며, 이는 가이드 블록(112)이 레일(101)에 걸쳐 슬라이드하는 것을 허용한다. 가이드 블록 장착부(113)는 코일 지지 조립체(103)의 횡단 부재(106)에 부착된다. 부가적으로, 마이크로 스위치들과 같은 리밋 스위치(limit switch; 114)들이 양쪽의 방향들로 코일 지지 조립체(103)의 이동의 양을 제한하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 예에서, 리밋 스위치(114)들은 이동의 양을 약 24 인치로 제한하도록 구성된다. 일련의 자석(115)들이 검사 작업 동안 장치(10)를 고정자 코어(12)에 고착시킨다.

코일 지지 조립체(103)의 축방향 운동은 구동 모터(116)에 의해 작동된다. 구동 모터(116)는 예컨대 가변 속도 DC 모터를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2의 실시예에서, 스크류 구동부는 구동 모터(116)를 코일 지지 조립체와 가이드 조립체에 연결한다. 스크류 구동부 배열은 레일(101)에 평행하게 연장하는 아크미 로드(acme rod)와 같은 외부적으로 나사가공된 로드(117) 및 가이드 블록 조립체에 고정되는 아크미 너트(acme nut)와 같은 대응적으로 내부적으로 나사가공된 너트(119)를 포함한다. 아크미 로드(117)의 단부는 베어링(119)에 의해 지지되고 커플링(120)을 통하여 구동 모터(116)에 회전식으로 커플링된다. 모터(116)가 활성화될 때, 모터(116)로부터의 회전 토크는 아크미 로드(117)에 의해 아크미 너트(118)에 전달되고, 이는 아크미 너트(118)가 아크미 로드(117)를 따라 선형으로 병진운동하는 것을 야기한다. 따라서 이는 코일 지지 조립체와 함께 가이드 조립체가 레일(101)을 따라 이동하는 것을 야기한다.

도 3 및 도 4는 레일을 따른 축방향 운동을 작동시키기 위해 스크류 구동부 대신 벨트 구동부를 포함하는 대안적인 실시예를 예시한다. 도 3 및 도 4에 묘사된 도면들은 각각 도 1 및 도 2에 묘사된 도면들에 대응한다. 명백함 및 간결함을 위해, 동일한 부호들은 도면들에서 동일한 요소들을 나타내는데 사용된다.

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 벨트 구동 배열은 레일(101) 주위에 배열되고 베어링(125)들에 의해 그의 단부들이 지지되는 컨베이어 벨트(124)를 포함한다. 벨트(124)는 이러한 경우 레일(101)에 수직으로 배열되는 모터(116)에 의해 구동된다. 가이드 조립체는 벨트 키퍼(belt keeper; 128)를 통하여 레일(101)의 단지 일 측에 벨트(124)가 부착되며, 다른 측은 자유롭다. 모터(116)의 활성화 시, 컨베이어 벨트(124)는 운동하도록 설정되어, 가이드 조립체 및 코일 지지 조립체가 레일(101)을 따라 이동하는 것을 야기한다.

이하의 설명은 상기 예시된 실시예들을 참조한 예시적인 고정자 코어 검사 방법에 관한 것이다.

작동에서, 장치(10)는 레일(101)이 고정자 코어 축선과 본질적으로 평행하도록 바람직한 축방향 위치에 고정자 코어(12)를 고착시킨다. 예시된 실시예들에서, 일련의 자석(115)들이 이 목적을 위해 사용된다. 제어 박스 또는 데이터 기록계(logger)(도시되지 않음)로의 전기 접속이 접속부(127)를 통하여 이루어진다. 검사 기술은 고정자 코어(12)의 활력화를 수반한다. 이는 고정자 코어(12)의 보어 내에 설치된 자화 루프 와이어(보통 수회의 턴들)를 이용하는 것을 포함한다. 루프는 그 후 일정한 주파수 진폭 조절 가능 AC 전압의 소스에 연결될 수 있고 활력화될 수 있다. 구동 모터(116)는 그 후 예컨대 발전기로부터 원격으로 활성화되고 제어되어 픽업 코일이 레일을 따라, 일정하거나 또는 가변적일 수 있는 미리 결정된 속도로 축방향으로 이동하는 것을 야기한다. 픽업 코일(102)은 활력화된 고정자 코어(12)와 전자기적 연통하게 된다. 픽업 코일(102)이 고정자 코어(12)의 축방향 길이를 따라 조종될 때, 이들은 국부적인 와전류들, 특히 적층물들 내의 잘못된 절연에 의한 고장 전류들을 픽업한다. 통상적으로 아날로그 성질의 신호가 발생되며 이는 국부적으로 측정된 와전류들의 크기에 대응한다. 아날로그 신호는 적절하게 프로세스되고 평가는 픽업 코일이 이동된 축방향 거리 대 국부적으로 측정된 신호를 플롯팅함으로써 실행된다. 국부적으로 측정된 와전류가 오류값에 대응할 때 핫 스폿이 검출될 수 있다. 특별하게는 픽업 코일(102)이 단차식 기구 부분(18)에 걸쳐 축방향으로 횡단할 때, 이들은 고정자 코어와 픽업 코일 사이의 일정한 거리를 유지하기 위해 고정자 코어의 표면을 향하는 또는 표면으로부터 멀어지는 방향으로 동시적으로 이동된다.

작업자 및 제어 박스는 전체 스캐닝 작업 동안 발전기의 외측에 위치된다. 매 스캔의 끝에서, 기술자가 다음의 또는 인접한 고정자 슬롯(22)에 장치를 재위치시키고 과정을 반복할 수 있다. 예컨대, 슬롯(22)들 중 하나에 따라 단차식 기구 부분(18)을 스캐닝한 후에, 장치(10)는 다음 슬롯(22)으로 이동될 수 있고 이때에는 스캔이 단차식 기구 부분(18)으로 향하여 수행된다. 유사한 과정이 고정자 코어(12)의 메인 섹션(16)에서 실행될 수 있다.

구체적인 실시예들이 상세하게 설명되었지만, 당업자는 이러한 세부 사항들에 대한 다양한 수정 및 대안이 본 개시의 전체적인 교시들에 비추어 개발될 수 있는 것을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 특별한 배열들은 단지 예시적인 것을 의미하며 본 발명의 범주를 제한하지 않으며, 본 발명의 범주는 첨부된 청구항들 그리고 그의 임의의 및 전체의 등가물들에 전체에 걸쳐 주어진다.

Claims

전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치로서,
레일,
상기 고정자 코어와 전자기 연통하도록 구성되는 픽업 코일(pickup coil),
코일 지지 조립체로서,
상기 레일을 따라 이동 가능한 제 1 부분, 및
상기 픽업 코일이 그 위에 설치되며 레일을 따라 제 1 부분과 결합식으로 이동 가능하며, 상기 고정자 코어를 향하는 또는 고정자 코어로부터 멀어지는 방향으로 제 1 부분에 대하여 또한 이동 가능한 제 2 부분을 포함하는 코일 지지 조립체, 및
상기 레일을 따라 코일 지지 조립체의 운동을 작동시키는 구동 모터를 포함하며,
상기 코일 지지 조립체가 레일을 따라 이동할 때, 상기 제 1 부분에 대한 제 2 부분의 상대 운동에 의해 고정자 코어와 픽업 코일 사이에 특정한 거리가 유지되는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정자 코어의 부분은, 결과적으로 단차식 외형을 갖도록 축방향을 따라 코어 직경에서 단차식 증가를 갖는 단차식 기구 부분(step-iron portion)인,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 고정자 코어를 향하여 바이어스(bias)되는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 바이어싱은 제 1 부분에 제 2 부분을 스프링 장착함으로써 제공되는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 휠(wheel) 상에 장착되어 상기 휠은 코일 지지 조립체가 레일을 따라 이동할 때 고정자 코어의 부분의 외형을 따르게 되는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 픽업 코일의 감지 단부를 수용하도록 구성되어, 상기 고정자 코어로부터 픽업 코일의 감지 단부의 거리가 설치 동안 조절 가능한,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 부분은 레일을 횡으로 가로질러 연장하고 레일의 각각의 측 상에 하나씩 2 개의 제 2 부분들을 지지하고, 각각의 제 2 부분은 픽업 코일의 각각의 감지 단부를 수용하도록 구성되는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 7 항에 있어서,
제 1 부분은 횡 방향으로 슬롯형이고, 상기 제 2 부분들 사이의 폭은 슬롯형 곡선 홀더를 따라 제 2 부분들 중 하나 또는 양자를 옮김으로써 조정 가능한,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 픽업 코일은 채턱 코일(Chattock coil)인,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 레일 상에 이동 가능하게 장착되고 상기 레일을 따라 코일 지지 조립체를 안내하도록 구성되는 가이드 조립체를 더 포함하는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
검사 동안 상기 전기 기기의 고정자 코어에 장치를 고착시키기 위한 자석을 더 포함하는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 레일을 따라 코일 지지 조립체를 구동하기 위한 구동 모터와 통신하는 스크류 구동 유닛을 더 포함하는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 레일을 따라 코일 지지 조립체를 구동하기 위한 구동 모터와 통신하는 벨트 구동 유닛을 더 포함하는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 장치.
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 방법으로서,
레일이 고정자 코어에 대하여 축방향을 따라 연장하도록 제 1 항에 따른 장치를 고정자 코어에 고착시키는 단계, 및
제 1 부분에 대한 제 2 부분의 상대 운동에 의해 고정자 코어와 픽업 코일 사이에 일정한 거리를 유지하면서 코일을 따라 코일 지지 조립체를 이동시키기 위해 구동 모터를 활성화하는 단계를 포함하는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 방법.
제 14 항에 있어서,
고정자 코어를 활력화하는 단계로서, 상기 픽업 코일은 활력화된 고정자 코어와 전자기 연통하여 고정자 코어의 와전류들을 국부적으로 측정하고 국부적으로 측정된 와전류에 비례하는 신호를 제공하는, 고정자 코어를 활력화하는 단계, 및
상기 고정자 코어의 상기 부분 내의 흠이 있는 영역을 판정하기 위해 신호를 평가하는 단계를 더 포함하는,
전기 기기의 고정자 코어의 부분을 검사하기 위한 방법.
전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 자동화 검사 방법으로서,
고정자 코어에 검사 장치를 고착시키는 단계로서, 상기 검사 장치는 고정자 코어를 따라 축방향 운동하도록 배열되는 픽업 코일 및 축방향 운동을 구동하기 위한 모터를 포함하며, 상기 픽업 코일은 고정자 코어를 향하는 또는 고정자 코어로부터 멀어지는 방향으로 더 이동할 수 있는, 고정자 코어에 검사 장치를 고착시키는 단계,
상기 고정자 코어를 활력화하는 단계,
상기 고정자 코어를 따라 축방향으로 픽업 코일을 이동시키기 위해 모터를 제어하는 단계로서, 상기 픽업 코일은 활력화된 고정자 코어와 전자기 연통하여 고정자 코어의 와전류들을 국부적으로 측정하고 국부적으로 측정된 와전류에 비례하는 신호를 제공하는, 모터 제어 단계, 및
상기 픽업 코일로부터 얻어지는 신호를 평가하는 단계를 포함하며,
픽업 코일이 단차식 기구 부분을 따라 축방향으로 이동될 때, 상기 픽업 코일은 고정자 코어와 픽업 코일 사이의 특정한 거리를 유지하기 위해 상기 방향으로 동시에 이동되는,
전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 자동화 검사 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 방향을 다른 픽업 코일의 운동은 고정자 코어를 향하는 방향으로 작용하는 바이어싱 힘에 의해 제한되는,
전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 자동화 검사 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 바이어싱 힘은 스프링에 의해 제공되는,
전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 자동화 검사 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 픽업 코일의 운동은 상기 픽업 코일이 축방향으로 이동될 때 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 외형을 따르는 휠에 의해 안내되는,
전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 자동화 검사 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 국부적으로 측정된 와전류가 오류값에 대응할 때 상기 고정자 코어의 단차식 기구 부분 내의 핫 스폿을 검출하는 단계를 더 포함하는,
전기 기기의 고정자 코어의 단차식 기구 부분의 자동화 검사 방법.