专利名称：装有转子的发电机的诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及装有转子的发电机的诊断装置，它可以传送关于与定子和转子之间电机气隙相邻的部件的信息。本发明还涉及发电机的诊断方法，尤其是用于诊断与定子和转子之问的电机气隙相邻的部件的方法。
在这种情况下，尤其是所谓电机气隙-该气隙位于不动的定子和工作时转动的转子之间-的检查是很重要的，应尽可能不用从定子中费事地拆卸转子就能作到。
在电机气隙检查时涉及到一方面通过视觉观察方法获得关于转子绕组线圈短路、叠片包、可在定子孔中看到的部件如槽楔和叠片的状态、转子表面包括楔及端板等的信息。
另一方面，通过另外的测量方法对与气隙相邻的部件的状态进行检测，该检测具有以下重点定子槽楔、定子叠片包、叠片短路。定子槽楔状态的评价方法譬如基于这样一个系统，该系统用固定的力度敲击槽楔和记录产生的振荡。定子叠片包的状态借助这样的方法检测，即它基于槽的漏磁通，所述漏磁通在出现短路时发生改变。槽的漏磁通将通过叠片包的环形磁化(低位感应)来产生。通过画出叠片齿的漏磁通图能确定可能短路的位置。
根据现有技术，在装上转子时，电机气隙的检查通常以这样的方式进行，即将装在转子轴上的风扇上的装置固定在定子壳体或定子上，这就可以使检查探头可控制地插入到气隙中。由于不同的发电机的风扇、定子和定子壳体的几何结构不同，在装入这种装置时，必须经常大幅度调整该装置以适应发电机侧的状况。
该任务的解决是这样地实现的该装置包括一个基本单元，它从两侧安装在转子上并允许至少一个检查探头在电机气隙中既可在发电机轴的轴向上也可在围绕电机气隙切向的方向上在整个转子周面上运动。
因此，本发明的核心在于该装置不是被安装在定子或定子壳体上，而是至少间接地被安装在转子上。由于不同的发电机类型具有基本上相同的转子构型，由此直接地得到一个优点，即这种装置在用于不同的发电机时不需要对该装置进行任何适配，由此该装置可被快速及简单地安装。尤其在绕组头区域具有特别狭窄位置情况的发电机及小型发电机中，能有利地使用所述方案。当这种发电机被装在一个单轴设备中且其中发电机在一定程度上被“夹”在一个蒸汽透平机和一个燃气轮机之间和其中转子拆卸变得困难时，在装有转子时进行检查，收获颇丰。
本发明第一优选实施形式的特征在于基本单元可被安装在设在转子端部的转子端板上。尤其是，在所有发电机中，通常具有简单平滑的圆柱面的转子端板除尺寸外基本相同及由此特别适合安装该装置。尤其当该装置的基本单元包括两个端部件，它们被安装在转子端板上，在这些端部件之间设有至少一个但最好是两个支承索，在支承索上，可在电机气隙中轴向上移动地支承着一个检查探头，由此可得到特别简单、灵活的结构。在这种情况下，支承索承担双重功能，即一方面它引导检查探头，另一方面，它还将基本单元的两个端部件在气隙上相对张紧，由此使基本单元轴向固定在转子上。此外，通过支承索轴向固定的构型还具有一个优点，即可以通过调整支承索长度而使装置适应不同发电机长度。
根据另一个实施形式，至少一个检查探头被固定在一个拉索上，该拉索通过设在端部件上的滑轮被这样卷绕地安装，即检查探头通过两个滑轮的同步转动可在轴向上移动。此外，最好拉索被这样卷绕地安装在滑轮上，即可以在不同的发电机长度的情况下使用该装置。使用一个拉索，一方面可简单地实现检查探头的移动，另一方面，该装置可简单地适配于不同的发电机长度，而不用费事地将拉索绕在滑轮上。它是这样实现的，即拉索不是成环形，而是卷绕在每个滑轮上。
另一个优选实施形式的特征在于基本单元可环绕移动地支承在转子端板上。它尤其是这样实现的，即端部件被设置在转子端板的径向外侧圆柱面上和用围绕该外侧圆柱面的皮带安装在该转子端板上。在这种情况下，可特别简单地适应不同的转子直径，这时皮带由各个皮带段组成，在各个皮带段之间的连接点上设有部件，该部件改善了基本单元在环绕电机气隙切向的方向上在转子端板上的可移动性。该部件例如可由轮子组成，它在转子端板的圆周上滚动和可防止皮带在圆周上产生过大的阻碍基本单元转动的摩擦力。基本单元在转子端板上的移动可通过由设置在端部件中的电动机驱动的、在转子端板上滚动的动轮引起。
另一个优选实施形式的特征在于，动轮成圆锥形并这样地设置在端部件上，从而使各端部件在转子端板上移动时总是具有向着气隙内部移动的倾向，端部件还设有止挡，它可靠在转子端板的轴向外端面上，由此限制由圆锥形动轮引起的向内移动。由此能简单及有效地避免，当该装置在转子端板上沿圆周转动时，该装置在转子端板上不会失调。
上述装置的其它优选实施形式可根据从属权利要求得出。
本发明还涉及一种借助至少一个可移动的检查探头检查与定子和转子之间的电机气隙相邻的装有转子的发电机的部件的检查方法，其中使用了上述装置。
本发明的实施方式
图1表示一个发电机的示意纵截面图。图示的示范发电机譬如涉及吸风冷却原理的发电机，但所提出的装置并不局限于这种发电机。该发电机的前端及后端以电机壳体盖13为界，并纵向被一个圆柱形电机壳体14包围。该壳体包围着一个由部分叠片组20组成的定子叠片体，其中在各个部分叠片组20之间具有径向通风槽26。转子22位于定子叠片体的中心，所属转子轴12支承在机座轴承25中，后者位于机座24上。
机座24具有一个机座坑10，它延伸在电机壳体24的整个长度上，并且其中具有一个发电机冷却装置23。在这种情况下，冷却装置23的入口与设在转子22两端的主风扇11的排气空间相连接。其中主风扇11与转子轴12固定连接并与转子22以相同速度转动。为了使冷却气流经过定子的绕组头21把到达转子及定子之间的电机气隙29及转子22中，设置了导板28、内罩17、散射板27及外罩15。
在该图的上半部分中，示出了未有改变的发电机，相反地，如其下半部所示，为了安装一个装置必需拆卸一定的部件，例如在这里是导板28。通常在安装该装置前，在氢气冷却类型的情况下必需清洗及卸下或移动散射板、绕组罩、轴承座上部分，需要时要卸下，以允许接近到转子。图中表示一个通过以6点钟的位置装在电机气隙中的诊断装置的截面。该装置由具有两个端部件31a及31b的基本单元31组成，这些端部件被固定在转子端板30上。首先，在各端部件之间至少伸展着一个支承索34，它一方面用于在轴向上使两个端部件彼此拉紧及由此使该装置固定在转子上。另一方面，该支承索也用于在轴向上可移动地引导检查探头35。此外，端部件31a及31b各具有一个滑轮32，在滑轮上绕有一个拉索33。在拉索33上固定着检查探头35，该探头将通过滑轮32a及32b的同步相对转动在电机气隙29中轴向地移动。
图2表示已安装的端部件31a的一个截面图。该端部件位于具有动轮38的转子端板30的外圆柱面上。动轮38被设置在端部件中的电动机驱动，整个装置允许在电机气隙的切向上绕转子端板转动的方向上运动。因此通过探头在支承索上的引导与绕转子端板的转动的组合就能保证探头可被引导到电机气隙中的任何位置上，因此，既可对整个定子表面，也可对整个转子表面进行检查。
为了使通过支承索34彼此拉紧的端部件31a及31b在绕转子端板30转动时不会失调，动轮最好被这样地切削成圆锥形，以使得各端部件在转动时具有向着气隙29内部移动的倾向，即两端部件彼此相迎地移动的倾向。这可通过使动轮在轴向上背着转子一端的直径大于其向着转子一端的直径来实现。通过一个也可能设有小导轮的止挡42，可在向着电机气隙内部的方向上限制端部件的移动，其方式是，止挡42靠在沿轴向背对转子22的转子端板的端面上。因此端部件31a及31b彼此相对明确及自稳定地被固定。为了防止两个端部件31a及31b被卡在不同的角度位置上，如图5下部所表示地，支承索最好以弹性的方式系在端部件上。
图3表示装有诊断装置的一个转子端部的正视图。如看不到的端部件31b那样，端部件31a通过环绕转子端板30的皮带36被固定在转子端板30上。这里，一端部件具有两个侧向的电动机壳体39，其中设有用于动轮38的电动机，及动轮38也同样地安装在该壳体上。在电动机壳体之间设有与它们连接的中间件41，滑轮32通过支架40固定在该中间件上。在该滑轮上绕有用于移动检查探头的拉索33。滑轮32由这里未示出的电动机驱动。在这种情况下，拉索33不是成环形的，而是成可卷绕在两端上的绳索形状，以便可检查不同长度的发电机。
为了确保在避免转子端板上的大摩擦力的情况下端部件绕转子圆周的可转动性，皮带36需特殊地构成。图4表示这种皮带。一方面，皮带由各个段43构成，这就允许简单地适应不同的转子直径。另一方面，各个段43通过专门的连接件连接，它们用于使皮带36不接触到转子端板30，而仅是成可转动的皮带滚轮状的部件44与其接触。在这种情况下，皮带滚轮44被侧向件45握住，后者通过销46在两侧抓住皮带段43。在这里应指出的是，皮带段43的长度及皮带滚轮44的直径应彼此这样适配，以致对于所有待检查的转子直径可保证该皮带不会接触到转子端板的表面，即皮带滚轮通过其直径足以使皮带段与转子端板圆柱形表面隔开。
图5沿径向从外部看转子地示出了一个安装好的诊断装置。检查探头35在侧面被两个支承索34可移动地引导。相反地，拉索33通过固定点37与探头35相连接，这就允许通过滑轮32沿轴向移动探头35，其中两个端部件31a及31b的两个滑轮同步地工作。这时，在检查探头35上可固定不同的检查单元，这视不同的对象而定。每个单元可具有一个摄象机，它用于探头的定位及定向，但它也可获得视觉上可测得的关于转子绕组线圈短路、叠片包、在定子孔中可看到的部件如槽楔及叠片的状态、转子表面包括楔及端板等的信息。另一方面，每个单元可设有用于求得关于定子槽楔、定子叠片包、叠片短路等的数据的一种测量方法的设施。例如为了评估定子槽楔的状态而设置一个系统，该系统用固定的力度敲击槽楔及记录产生的振荡，或设置一个用于求得定子叠片包的状态的系统，它基于槽的漏磁通的测量，该漏磁通在出现短路时发生改变。在这种情况下，槽的漏磁通将通过叠片包的环形磁化(低位感应)而产生及通过画出叠片齿的漏磁通图能确定可能短路的位置。
检查探头与一个数据电缆50相连接，通过该电缆将检查探头求得的信息传送到发电机外部的数据处理装置。
如上所述，支承索34最好被弹性地支承在端部件上，由此不会使该装置被卡住。为此设有弹簧51，理想的是，支承索34可任意长及绳索34的多余部分52可伸出来，该弹簧机构可分别根据确定的转子长度进行调整。
此外，每个端部件31设有一个电气单元49，它通过一个控制电缆48如上所述地与同一数据处理装置相连接，即该数据处理装置将控制两个端部件及同时采集来自检查单元的数据。电气单元49用于控制动轮38及控制滑轮32，以及必要时用于相应端部件的其它控制。
权利要求
1.一种借助至少一个可移动的检查探头(35)检查与定子和转子(22)之间的电机气隙(29)相邻的装有转子(22)的发电机的部件的检查装置，其特征在于该装置包括一个基本单元(31)，它在两侧被安装在转子(22)上，并允许至少一个检查探头(35)在电机气隙(29)中既可在发电机轴的轴向上也可在围绕电机气隙(29)切向的方向上在整个转子周面上运动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于基本单元(31)可被安装在设在转子(22)端部的转子端板(30)上。
3.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于基本单元(31)包括两个端部件(31a，31b)，它们被安装在转子端板(30)上，及在这些端部件(31a，31b)之间设有至少一个但最好是两个支承索(34)，在支承索上可在电机气隙(29)中轴向移动地支承着一个检查探头(35)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于至少一个检查探头(35)被固定在一个拉索(33)上，该拉索(33)通过设在端部件(31a，31b)上的滑轮(32)被这样卷绕地安装，即检查探头(35)通过两个滑轮(32)的同步转动可轴向移动。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于拉索(33)被这样卷绕地安装在滑轮(32)上，即由此可在不同的发电机长度的情况下使用该装置。
6.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于基本单元(31)的端部件(31a，31b)可环绕移动地支承在转子端板(30)上。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于端部件(31a，31b)被设置在转子端板(30)的径向外侧圆柱面上并通过围绕该外侧圆柱面的皮带(36)安装在该转子端板(30)上。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于皮带(36)由各个皮带段(43)组成，它们能够适应于不同的转子直径，在各个皮带段(43)之间的连接点上设有部件(44)，该部件改善了基本单元在环绕电机气隙(29)切向的方向上在转于端极(30)上的可移动性。
9.如权利要求6-8之一所述的装置，其特征在于基本单元(31)在转子端板(30)上的可移动性由可在转子端板(30)上滚动的动轮(38)引起，这些动轮由设置在端部件(31a，31b)中的电动机驱动。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于动轮(38)成圆锥形及这样地设置在端部件(31a，31b)上，即各端部件(31a，31b)在转子端板(30)上移动时总是具有向着气隙(29)内部移动的倾向，端部件(31a，31b)还设有止挡(42)，它可靠在转子端板(30)的轴向外端面上，由此限制了由圆锥形动轮(38)引起的向内移动。
11.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于检查探头(35)在侧向上被两个支承索(34)引导并可装备不同的检查单元，每个单元可具有一个用于视觉上检查发电机及定位检查探头(35)摄象机，其中这种检查单元尤其还可设有用于检查定子槽楔的装置，或还设有用于检查定子叠片包的装置。
12.一种借助至少一个可移动的检查探头(35)检查与定子和转子(22)之间的电机气隙(29)相邻的装有转子(22)的发电机的部件的检查方法，其中使用了如权利要求1-11之一所述的装置。
全文摘要
在借助至少一个可移动的检查探头(35)检查与定子和转子(22)之间的电机气隙(29)相邻的装有转子(22)的发电机的部件的检查装置中,如此来保证简单、灵活及快速的安装,即该装置包括一个基本单元(31),它在两侧固定在转子(22)上并允许至少一个检查探头(35)在电机气隙(29)中既可在发电机轴的轴向上也可在围绕电机气隙(29)切向的方向上在整个转子周面上运动。
文档编号G01R31/34GK1370998SQ0210772
公开日2002年9月25日 申请日期2002年2月14日 优先权日2001年2月14日
发明者P·霍伊泽曼, I·基希霍夫, B·马克, P·斯图茨 申请人:阿尔斯托姆(瑞士)有限公司