[發明專利]用于檢驗電機的定子鐵心的裝置與方法

無效

• 申請號: 201380012920.9
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN104160290A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: M.P.賈茨卡;M.W.費希爾
• 申請（專利權）人: 西門子能量股份有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;H02K15/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳俊

對相關申請的引用

本專利申請要求于2012年3月6日提交的申請號為61/607,159的臨時專利申請的權益。該申請的全部內容通過完全引用合并于本文中。

技術領域

本發明總體上涉及使用電磁檢測器對電機進行檢驗，尤其涉及具體適用于電機的定子鐵心的臺階式芯鐵區域的一種自動化檢驗裝置和方法。

背景技術

發電機和其它電機的定子鐵心由多片(例如數千片)薄片或薄層疊置而成。每片的厚度通常在千分之一英寸級別。每層涂有很薄的電絕緣層，以便把其與相鄰層電絕緣。這種絕緣能防止定子鐵心中的交變磁通在不同層之間感生渦流。若相鄰層之間的絕緣在組裝、操作或維護過程中被破壞，則可能形成導通路徑，交變磁通可能在這些路徑中感生電流。這種導通電流產生“熱點”，若這種熱點未被及時發現，則可能導致機器故障。

適合于檢測這種定子鐵心熱點的一種裝置是電磁鐵芯缺陷檢測器(“EL?CID”)。EL?CID對定子鐵心進行激勵，然后測量流過損壞區域的任何故障電流，從而以電磁方式檢測潛在的熱點。通常，EL?CID的傳感器被壓在定子鐵心層片上，并沿定子鐵心的長度移動。當傳感器沿鐵心的長度軸向掃描時，它們產生模擬信號，該模擬信號的幅度與檢測到的故障電流的大小成正比。通過檢查模擬信號的幅值與沿鐵心長度方向上的傳感器距離之間的關系圖，操作員能夠檢測損壞絕緣層的位置。

發明內容

定子鐵心具有用于安裝轉子的圓柱形孔。該孔的直徑總體是恒定的，但是在其軸向端部處有所變化，直徑沿軸向朝相應的端部逐漸增大。直徑的增大是階越式的，因此，與定子鐵心的軸向端部相鄰的部分被稱為“臺階式芯鐵”。臺階式芯鐵部分有利于降低定子鐵心端部的磁通密度。

在使用EL?CID進行檢驗時，在定子鐵心的主段處(即，具有恒定直徑的圓柱形部分)的掃描操作可由自動化工具進行，例如，使用騎在定子鐵心的內徑上沿軸向移動的皮帶傳動式傳感器小車。但在定子鐵心的臺階式芯鐵部分處會發生問題，即，由于鐵心在該區域中的軸向輪廓發生突變，因此難以從傳感器獲得精確讀數。由于該區域的鐵心輪廓發生階越變化，因而甚至難以手工地把傳感器平穩地移過該區域以避免失真輸出。當然，在使用上述類型的自動化工具把傳感器在臺階式芯鐵部分上移動時，更難以避免失真的輸出。

本技術提供一種可用于精確檢驗電機的定子鐵心的任何部分(包括臺階式芯鐵部分)的裝置和方法。本文中揭示的實施方式提供一種對定子鐵心的臺階式芯鐵部分進行自動化EL?CID掃描的方法，該方法能夠提供相當精確的數據，這種數據是在使用上述工具的情況中無法獲得的。

檢驗裝置具有作為電磁傳感器/檢測器的拾波線圈和導軌。拾波線圈由線圈支撐組件支撐，在檢驗操作過程中，所述線圈支撐組件沿導軌移動。為了納入臺階式芯鐵部分的臺階式輪廓的不規則性，線圈支撐組件具有可彼此相對移動的至少兩個部分。線圈支撐組件包括能夠沿導軌移動的第一部分、以及在其上實際安裝有拾波線圈的第二部分。第二部分與第一部分一起沿導軌移動，同時還能沿朝向或遠離定子鐵心的方向相對于第一部分移動。驅動電動機驅動線圈支撐組件(包括第一和第二部分)運動。

在檢驗操作過程中，所述裝置固定到定子鐵心上，從而導軌沿鐵心的軸向延伸，并且驅動電機被開動。在驅動電動機被開動時，線圈支撐組件沿導軌移動，而第二部分相對于第一部分的移動使定子鐵心和拾波線圈之間保持規定的距離。

檢驗操作還包括對定子鐵心通電，此時拾波線圈與通電后的定子鐵心通過電磁波相通，從而局部地測量定子鐵心中的渦流，并提供與局部地測量的渦流大小成正比的信號。然后，對拾波線圈的信號進行評估，以確定定子鐵芯中的有問題區域。

通過使第二部分朝定子鐵心偏置等方式，有利于載有拾波線圈的第二部分朝定子鐵心的表面移動。朝定子鐵心的偏置用于使拾波線圈相對于鐵心保持恒定的距離。

在一個示例性實施方式中，可利用彈簧把第二部分安裝在第一部分上，從而實現偏置。

載有拾波線圈的第二部分也可以安裝在輪子上。當輪子沿導軌移動時，它精確地追隨定子鐵心的這部分的輪廓而動，這使得拾波線圈被保持在距定子鐵心的已知距離處，從而產生精確的輸出數據。

在一個實施方式中，第二部分是可調節的線圈安裝架，它接收拾波線圈的傳感端，從而使拾波線圈距定子鐵心的距離可調。使用可調節的線圈安裝架，在安裝過程中能在線圈和鐵心之間形成預定的最佳距離。