[發(fā)明專利]用于監(jiān)視和/或分析運(yùn)行中的電機(jī)的轉(zhuǎn)子的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980142283.0
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN102232267A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·霍貝爾斯貝格爾;B·馬克
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾斯通技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02P9/02
• 分類號: H02P9/02;H02P29/00;G01R27/16;G01R31/06;G01R31/34;H02K11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 曾立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于監(jiān)視和/或分析運(yùn)行中的電機(jī)的故障狀態(tài)的裝置和方法。在此，電機(jī)包括至少一個具有軸的發(fā)電機(jī)、勵磁系統(tǒng)以及用于驅(qū)動所述軸的驅(qū)動裝置。在此尤其涉及用于發(fā)電廠中的裝置。

背景技術(shù)

為了確保順利運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)對電機(jī)、尤其是用在發(fā)電廠中的大電機(jī)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視和/或隨時分析，以便及時地識別故障狀態(tài)和避免失控的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。

WO?00/69062公開了一種用于監(jiān)視機(jī)器的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)在故障狀態(tài)時發(fā)出警告信號。在此，所述系統(tǒng)包括多個傳感器，這些傳感器檢測不同的參數(shù)。這樣測量軸地電流(Wellenerdungsstrom)、軸電壓、軸地電流的變化率和軸電壓的變化率。

分析處理系統(tǒng)根據(jù)軸地電流的變化、軸電壓的變化和平均軸地電流建立警告。此外，所述文獻(xiàn)還公開，可以按時間相關(guān)性記錄這些不同的測量值。

EP?0?391?181公開了一種用于探測電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中的線圈短路的裝置。通過所述裝置可以在較長的時間段上記錄電機(jī)的狀態(tài)，但也可以實施單獨測量。在此，檢測機(jī)器軸和地之間的軸電壓。出現(xiàn)的軸電壓的諧波作為分析處理標(biāo)準(zhǔn)。在無線圈短路的轉(zhuǎn)子中，安培繞組在轉(zhuǎn)子圓周上的分布是對稱的并且機(jī)器的轉(zhuǎn)子場僅僅具有奇數(shù)諧波。如果現(xiàn)在出現(xiàn)線圈短路，則轉(zhuǎn)子場也包含偶數(shù)諧波，因為在安培繞組的圓周分布中出現(xiàn)非對稱性。

本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的另一方法是測量運(yùn)行中的轉(zhuǎn)子繞組的直流電壓電阻。借助于所述方法例如可以測量轉(zhuǎn)子繞組中的溫度。但是，在此僅僅求得直流電壓下的有效電阻。

發(fā)明內(nèi)容

從所述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，實現(xiàn)一種裝置以及一種方法，其探測轉(zhuǎn)子中的故障狀態(tài)、尤其是轉(zhuǎn)子的繞組中的故障狀態(tài)。此外基于所述確定例如也可以判斷轉(zhuǎn)子的阻尼棒或阻尼籠的狀態(tài)。本發(fā)明的另一任務(wù)是，可以檢測轉(zhuǎn)子阻抗的突然變化。此外，應(yīng)當(dāng)使阻抗的突然變化與其他事件相關(guān)聯(lián)。

所述任務(wù)由具有權(quán)利要求1的特征的方法解決。所建議的方法用于監(jiān)視和/或分析運(yùn)行中的電機(jī)，其中，電機(jī)具有至少一個具有軸的發(fā)電機(jī)、一個勵磁系統(tǒng)(用于勵磁隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的勵磁磁場，所述勵磁磁場通過至少一個轉(zhuǎn)子繞組生成)以及具有用于驅(qū)動所述軸的驅(qū)動裝置。在此，同時測量至少間接地描述轉(zhuǎn)子繞組上的電壓的第一信號和至少間接地描述流過轉(zhuǎn)子繞組的電流的第二信號。將這兩個信號輸送給分析單元。在分析單元中，優(yōu)選地將所述信號劃分成各個頻率分量。由所述信號求得的轉(zhuǎn)子繞組阻抗隨后用于識別電機(jī)中的故障狀態(tài)。以上所述的步驟的順序也可以進(jìn)行改變。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，這是有利的，因為例如在轉(zhuǎn)子中及時地出現(xiàn)與結(jié)果相關(guān)的交流電流損耗。此外，可以提供例如關(guān)于阻尼籠狀態(tài)的重要擴(kuò)展信息。另一優(yōu)點是，與轉(zhuǎn)子繞組的在線圈短路時變化較小的直流電壓電阻相比，阻抗在線圈短路時在較大程度上變化。

優(yōu)選地，通過使轉(zhuǎn)子上的勵磁系統(tǒng)的滑動接觸部與勵磁機(jī)連接的電導(dǎo)體測量第一信號和第二信號。這針對以下情形：為了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場，轉(zhuǎn)子繞組的電流供給或者電壓供給通過接觸部(例如，接觸電刷)由外部的、不旋轉(zhuǎn)的供電單元、勵磁機(jī)傳輸?shù)叫D(zhuǎn)部件(軸)上并且隨后通過設(shè)置在軸上或者設(shè)置在軸中的導(dǎo)體與轉(zhuǎn)子繞組連接。

本發(fā)明的另一任務(wù)是，在阻抗方面監(jiān)視具有旋轉(zhuǎn)的勵磁裝置的發(fā)電機(jī)。換句話說，以上建議的方法也可以用于無刷勵磁，其中，在轉(zhuǎn)子上旋轉(zhuǎn)的繞組遠(yuǎn)離真正電機(jī)地設(shè)置在軸上，并且由提供靜態(tài)場的裝置包圍。在隨著軸旋轉(zhuǎn)的繞組中產(chǎn)生的交流電壓和交流電流通過設(shè)置在軸上(并且隨其旋轉(zhuǎn)的)整流器進(jìn)行整流并且隨后傳輸?shù)秸嬲霓D(zhuǎn)子繞組上以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場。

為此，優(yōu)選在無刷的勵磁系統(tǒng)的靜止部件中(也就是說，在提供靜態(tài)場的裝置中或者在提供靜態(tài)場的裝置上)測量第一信號和第二信號。

優(yōu)選地，也可以在無刷的勵磁系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件中測量第一信號和第二信號，并且借助于設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的遙測單元將第一信號和第二信號由測量位置無線地傳輸?shù)脚c相應(yīng)的接收單元一起構(gòu)造的分析單元。通過這樣的方式簡化了對旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中關(guān)系的監(jiān)視，因為在傳輸單元被構(gòu)造為無線時它相應(yīng)地如同無刷勵磁那樣無接觸地進(jìn)行構(gòu)造并且因此在安裝、維護(hù)以及運(yùn)行方面更簡單。

可以在電機(jī)運(yùn)行期間檢測信號。在運(yùn)行期間，轉(zhuǎn)速可以是恒定的或者可變的。

圖形化地、尤其是借助于顯著單元顯示電阻。通過所述顯示使阻抗的變化變得直觀可見。這樣可以識別和分析故障狀態(tài)。

此外，可以自動地監(jiān)視和分析處理阻抗，從而可以自動地識別故障狀態(tài)。

根據(jù)時間和/或頻率進(jìn)行阻抗的顯示或者分析。