用于测量电机中的磁芯的紧密度的方法和布置与流程

本公开涉及用于测量电机中使用的由层压板所组成的磁芯的紧密度的方法和布置。

电机具体来说是旋转电机，例如将要连接到燃气或蒸汽涡轮机的同步发电机(涡轮发电机)或者将要连接到水力涡轮机的同步发电机(水力发电机)或者异步发电机或者同步或异步电马达或者也是其他类型的电机。电机也能够是不同种类的马达。在本发明的上下文中对电机的磁芯的要求在于，它由板材（sheet）组成。

背景技术：

在电机中，主要部件是旋转转子以及围绕转子的静态定子。转子和定子的关键部件是磁芯或磁芯封装，所述定子磁芯由堆叠和固定层压板来组成。高应力磁芯易于磨损，这在操作年份内引起不稳定性。磁芯的定期维护对于因而确保磁芯的稳定性来说是必要的。定子磁芯中的压力对长期并且安全机器操作具有至高无上的重要性，松动的磁芯生成振动，从而引起定子故障。现有技术中提出若干方法和装置。一种方法是要在磁芯的板材之间布置叶片或楔，其携带(carry)的仪表化尖端。这种方法用来测量磁芯层压之间的压力。但是，这种测试方法的可靠性是成问题的，并且仅允许以高受损紧密度的大松弛磁芯的评估。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供用于测量电机的磁芯的紧密度的方法和装置。

这个目的采用如独立权利要求所述的方法和布置来实现。

在从属权利要求中公开本发明的另外示例。

有利地，磁芯采用所定义参考压力来压缩，测量磁芯中的声波的速度，然后释放来自磁芯的压力，并且测量没有参考压力的磁芯中的声波的速度。此后，计算具有和没有参考压力的声波的速度之间的比率。采用这些量度，测量质量能够改进，因为抑制损害测量的若干参数。

在本发明的示例中，参考压力由钳系统（plier system）施加到磁芯。这种钳系统适合在轴向方向上对磁芯施加特定压力。钳系统包括液压装置以及用来在磁芯的板材之间到达的臂。例如，臂进入到磁芯的通风管道中。

在本发明的另外示例中，声波由锤击系统（hammering system）来生成。锤击系统包括重型锤(massive hammer)，其用来对磁芯强加冲击和击打。击打与磁芯的纵轴垂直进行，但是也可在磁芯的轴向方向上运行。锤击系统采用测量来导引和协调。

在本发明的另外示例中，磁芯中的声波的速度由两个加速计(其沿磁芯的轴以彼此具有已知距离布置在不同位置处)来测量。当磁芯处的振动超越特定值时，触发加速计。测量触发两个加速计之间的时间，以及根据已知距离来计算声波的速度。

附图说明

根据在附图中作为非限制性示例所图示的布置和方法的优选但非排他的实施例的描述，另外特性和优点将是更加显然的，附图包括：

图1示出按照本发明的示例的布置的示意框图，该布置具有定子磁芯、连续重击在磁芯处并且在磁芯中产生声波的锤击系统、布置在磁芯处以便测量声速的两个加速计、经由两个臂在磁芯中生成参考压力的钳系统以及接收并且计算所测量的数据的计算机；

图2示出施加到磁芯的不同参考压力(单位为Mpa)的相关性中的测量时间延迟(单位为μs)的示范曲线。

具体实施方式

参照附图，附图示出按照本发明的示例的用来测量磁芯的紧密度的布置的示意框图。

图1示出按照本发明的示例的布置1的示意框图。所示的是示意侧视图中的电机的定子磁芯2，所述长度对大机器(如涡轮发电机)处于数米的范围中。在磁芯2的左上方并且与磁芯2相邻，示出锤击系统4。锤击系统4包括重型锤，其用来在图1中从上方连续重击在磁芯2处。锤击系统4的锤子通过来自专用计算机10的信号来激活。这个激活信号能够经由信号线或者无线地传递。锤子对磁芯2的表面的击打产生声波，其在磁芯2的材料中传播。两个加速计6布置在磁芯2处，其测量通过锤击系统4的击打所引起的加速度或振动。加速度数据经由信号线或者无线地传递给计算机10。由于一个加速计6比另一个到锤击系统4更远，所以声波更迟到达更远离的加速计6。来自两种加速计6的信号之间的时间间隔在计算机10中计算并且采用加速计6彼此之间的已知距离δs来转化成声音的速度。对应测量的速度的结果在计算机10的显示器11处示出。发现声速是磁芯2的紧密度的量度。在调查时发现，当磁芯2中的轴向压力增加时，声波增加速度。基于这个知识，磁芯2中的压力或者磁芯2的紧密度在计算机10中从所测量的数据来推断。这个数据被传递给计算机10并且在显示器11上描绘。系统或布置1的操作员能够借助于测量结果来判定磁芯2是能够继续操作还是需要修复。备选地，计算机10上的软件基于测量结果来提供结论，以支持操作员的决策。在每种情况下，声波的测量向操作员提供关于磁芯2的可操作性的有用指示。测量采用磁芯2处的加速计6的不同位置重复进行，以调查磁芯2处的不同区域。通过这个意味着准确地定位与磁芯2的紧密度有关的缺陷。

以上描述没有对磁芯2施加压力的本发明的一个示例。在另外开发中，参考压力由钳系统8来生成。钳系统8包括液压系统，其用来创建对磁芯2的充分压力。这个压力经由钳系统8处的两个臂9(其进入磁芯2的间隙)施加到磁芯2。间隙能够是磁芯2的通风管道。臂9彼此之间具有轴向距离，并且跨越感兴趣的磁芯2的区域、至少其中加速计6布置在磁芯2处的区域。力F或压力如由图1中的箭头所指示地那样向内定向，这意味着磁芯2的板材上的压力由钳系统8按照控制方式来增强。对磁芯2所施加的压力由钳系统8来定义，并且称作参考压力。这个参考压力例如为1 MPa。在这个第二示例中，首先，如在以上示例下所述地那样运行测量，测量数据被传递并且存储在计算机10中。其次，如所述地那样施加参考压力，并且按照类似方式进行声波的测量。然后进一步计算两个测量结果，在计算机10中计算没有参考压力的声速与具有所施加参考压力的声速之间的比率。所得到的商给出对磁芯2的紧密度的甚至更好的理解。这归因于如下发现：抑制影响声波速度的参数，例如材料、年限或晶粒取向。那些参数是多个并且是可变的。按照这个示例来计算所测量的声速的比率排除这些影响量。两种示例提供在其基础上进行维护和修复的规划的结果，与现有技术相反。声波测量允许准确地确定磁芯2的紧密度。在现有技术中，只输送是否更换缺陷部件的结论。但是，本发明使得预测从测量结果所推断的磁芯2的剩余操作时间是可行的。从磁芯2的特定部件中的剩余压力，由操作员或者由计算机10上的软件来推断磁芯2的这个部件的剩余操作时间。

图2示出按照本发明的第二示例的示范曲线。在水平轴处，以Mpa来绘制施加到磁芯2的参考压力。在垂直轴处，绘制由远端加速计6所定义的两个点之间的声波的所测量的时间延迟(单位为μs)。能够看到，曲线随参考压力极大地改变。在零参考压力处，以1 MPa的所施加参考压力来测量大约190 μs的时间延迟，测量大约80 μs的时间延迟，声波具有加倍速度。按照上述第二示例，这两个测量结果的商在计算机10中计算。具有所施加压力的声波速度用作参考值。根据这个商，磁芯2的紧密度通过计算机10中存储的表来推断。声波的速度的测量能够采用对磁芯2所施加的任何其他压力来重复进行。图2中，采用通过曲线处的五个点所图示的五个不同磁芯压力进行五个测量。相应地，五个延迟时间由加速计6来测量。在任何情况下，磁芯2的紧密度在沿磁芯2的不同位置处来测量，以得到沿磁芯2的板材的剩余压力的分布。这个分布用于在对个别磁芯部件的剩余操作时间的维护或预测的直接需要方面来分析磁芯2的所有部件。

虽然参照本发明的示范实施例详细描述了本发明，但是能够进行各种变化，并且采用等效物，而没有背离本发明的范围将对本领域的技术人员是明显的。为了说明和描述的目的,提出本发明的优选实施例的前面描述。它不意图是详尽的或者将本发明限制在所公开的精确形式，并且修改和变更根据上述教导是可能的，或者可以从本发明的实施中获得。选择并且描述了实施例，以便解释本发明的原理及其实际应用，以便使本领域的技术人员能够在如适合所预期的特定应用的各个实施例中利用本发明。预期本发明的范围由所附于此的权利要求书及其等效物限定。

参考数字

2. 磁芯

4. 锤击系统

6. 加速计

8. 钳系统

9. 臂

10. 计算机

11. 显示器