专利名称：电机转子温升与故障无触点检测仪的制作方法
技术领域：
一种同步电机转子温升与故障无触点检测仪，适用于同步电机转子温升测量及无刷励磁的参数与故障检测及无刷励磁半控桥或全控桥控制，也可用于其它设备旋转部分的参数与故障检测，以及旋转部分控制。
目前同步电机转子温升测量主要采用炭刷一滑环作为旋转与静止部分之间信号传递的媒介，属有触点检测方式。同步发电机无刷励磁参数与故障检测技术目前主要有以下几种1、炭刷一滑环有触点检测。2、在转子和定子内分别设置检测线圈，分析定子线圈的谐波检测转子绕组故障。3、使用无线电方式传递信号。4、在转子上设置检测线圈与红外光结合传递信号。炭刷一滑环有触点检测方式，结构复杂，安装维护困难。谐波检测为间接方式，其检测范围受限。无线电方式抗干扰性较差。转子上设检测线圈和红外光相结合传递信号方式，仅用于测量部分电参数，既未能用于非电量的转子温升的测量。
本实用新型的目的是提供的一种电机转子温升与故障检测仪，信号传递不受电机磁场，周围磁场，可见光的干扰，保证测量的准确度和可靠性，同时实现了用此种方式进行转子非电量及多种参数的检测问题。
本实用新型采用如下方式实现在同步电机的旋转和静止部分分别设置下列单元(1)微型计算机系统(10和20)，用于对检测信息进行智能处理。(2)红外光的发射单元11和21，红外光接收单元12和22，红外光作媒介，传递旋转部分与静止部分之间的信息。(3)转子上设置转子温度检测迥路13，转子绕组接地故障(一点或二点接地)检测迥路15，无刷励磁整流管开路、短路故障检测迥路14。用以产生转子温度，故障检测信息。(4)在旋转、静止部分上装电源迥路16和26，静止部分装温度，故障显示部分27。
以下结合附图作进一步说明
图1本实用新型基本原理总框图图2单片微型计算机系统原理图(10、20)(简称单片机)图3温度检测迥路13图4无刷励磁整流管开路，短路故障检测迥路(14)图5转子绕组接地故障(一点或二点接地)检测迥路(15)图6电源迥路(16、26)图7红外光波发射单元(11、21)图8红外光波接收单元(12、22)图9检测仪的安装方式之一见图1 T是检测仪的旋转部分装于发电机旋转部件上，由10、11、12、13、14、15、16(前面已说明)组成，S是检测仪静止部分装于发电机静止部件上。由20、21、22、23、24、25、26、27、组成。13、14、15分别将转子温度传感器信号、开路短路故障信号、转子绕组接地故障信号处理为单片机10能接收的电信号送入10，10将送入信号进行逻辑分析与处理送入11单元，11将电信号转换为相应的红外光信号向静止部分发射，同时，22接收将红外光信号转变为电信号，输入20单片机系统20对接收到的参数和故障信息进行逻辑处理。同时将有关查询和控制指令通过21、22送入转动部分的单片机系统10，能有效地排除各种干扰信息和处理测量系统中有关故障。27是标准通用的集成电路BCD码显砂器。
见图2，单片机系统10、20由单片机IC21，锁存器IC22存贮器IC23和A／D转换器IC24组成，是标准通用线路之一。D0－D7是数据总线。A0－A7、A8－A15是地址总线，A0－A2地址线。
见图3温度检测迥路13，含有温度传感器T31，电阻R31与T31组成分压回路、电阻R32、电容C31组成滤波回路，消除干扰。A3是测量信号输出端。Vcc表示电源，表示公用地线。
见图4开路、短路检测迥路14、D40是无刷励磁回路整流二极管V41、V42为其两端电压，二极管D41、D42、D43、D44组成整流回路，将D40两端交变电压变为直流电压。T41是光耦合管起电压隔离作用，R41为限流电阻，R42为分压电阻，A4点输出电压信号。当D40开路或短路，A4将发生相应的变化。
见图5，发电机转子绕组接地故障检测回路15。L为转子绕组，E表示其两端电压，c点与b点为假设故障接地点。a点为实际接地点、二极管D51、D52在转子绕组电压反向时起保护作用、光耦合管T51、T52起电压隔离作用。R51、R52为限流电阻。R53、R54为分压电阻、R51、R53、T51与R52、R54、T52参数相同，因此，在无故障时A51与A52点输出电压相同，一旦发生接地故障时，A51、A52点电压发生变化。
见图6，检测仪工作电源回路16和26、D61为整流桥，C61、C62为滤波电容。IC61为三端稳压电源。C61、C62为交流电压输入端，Vcc为直流输出端电压。
见图7，发射单元11和21。D71是红外光发射管，T71是功放三级管，R71、R72为限流电阻，A7是电信号输入点。
见图8，接收单元12和22。D81是红外光接收管。R81是分压电阻。A是放大器，放大接收信号，A8是信号输出端。
见图9，检测仪的安装方式之一，1是装在发电机旋转部分2上的红外光发射管D71和接收管D81。3是装在发电机静止部分收集环4上的红外光接收管D81和D71。
图6中电源迥路16的直流电压Vcc分别与图3、4、5、7、8中的Vcc相连接，以提供旋转部分10、13、14、15、11、12单元的工作电源电压。图6中电源迥路26的电压Vcc与图2、8、7中的Vcc相接以提供静止部分20、22、21单元的工作电源电压。各图中电信号输出点A3、A4、A51、A52、A8和输入点A7与10相连接。A22输出点A8和21的输入点A7接入20。
本实用新型由于采用了单片机对检测信息进行智能和编码处理以及同时采用编码红外光作传递媒介，有效地克服和避免了同步电机自身磁场、周围强磁场，可见光以及其它各种干扰，实现了同步电机转子部分参数故障的准确可靠无触点检测。同时，检测范围大扩大，解决了用此方式进行转子非电量(温升)的测量，准确检测转子温升，保护和提高发电机绝缘寿命，对保证发电机组及电厂安全运行有重要作用。实现无触点检测无刷磁励故障和参数，极大提高了无刷励磁机组的可靠性，促进其广泛应用。
权利要求1.一种电机转子温升与故障无触点检测仪，由旋转部分和静止部分组成，旋转和静止部分分别设有电源迥路16和26，发射单元11和21，接收单元12和22，静止部分上有显示部分21，旋转部分设置温度检测迥路13，其特征是旋转和静止部分上分别设置微型计算机系统10和20，旋转和静止部分之间以编码红外光信号传递媒介。
2.按权利要求1所述检测仪，其特征是旋转部分上设转子绕组接地故障(一点或二点接地)检测迥路15，由电阻R51、R53、R54二极管D51、D52，光耦合管T51、T52组成。
3.按权利要求1所述检测仪，其特征是旋转部分上设无刷励磁整流管开路，短路故障检测迥路14。由二极管D41、D42、D43、D44组成整流迥路。光耦合管T41、电阻R41、R42组成。
4.按权利要求1所述检测仪，其特征是温度检测迥路13，由温度传感器T13、电容C13，电阻R31、R32组成。
5.按权利要求1所述检测仪，其特征是微型计算机系统10和20可采用单片计算机。
专利摘要一种检测仪，由装于电机转动侧包括温升、故障检测回路，红外发射接收单元，以及单片机系统的旋转部分T和装于电机静止侧，包括红外发射接收单元，单片机系统以及显示部分的静止部分S组成。单片机对信号进行智能处理，并以编码红外线光作为传递媒介，有效克服磁场，可见光等干扰。准确地检测转子温升提高绝缘寿命及电厂安全运行。实现无触点检测无刷励磁故障与参数，促进无刷机组广泛运用。该检测仪还可广泛用于其它设备旋转部分参数故障的检测与控制。
文档编号G01R31/34GK2135774SQ92214248
公开日1993年6月9日 申请日期1992年3月12日 优先权日1992年3月12日
发明者陈遵荣, 黄耀群, 梁振华 申请人:四川省机械研究设计院