[發明專利]一種防爆電機轉子溫度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201410706319.6
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104374491A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 郭俊杰;吳宣東;吳波;趙強;單圓圓
• 申請（專利權）人: 南陽防爆集團股份有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才;薛雁超

技術領域

本發明涉及防爆電機，屬于防爆電機測試技術領域，可廣泛應用于防爆電機轉子溫度測量、防爆電機溫度場測試、防爆電機溫度監控及故障診斷。

背景技術

防爆電機工作時內部溫度會升高，使其絕緣材料加速老化、效率降低，嚴重的可引起電機故障。溫度是防爆電機的重要參數之一，在防爆電機的設計、研究、測試和運行等多個環節都需要測量其溫度。防爆電機溫度測量對優化設計、提高性能具有十分重要的意義。防爆電機轉子溫度測量是其溫度測量的難點。

目前國內研究機構對電機轉子溫度測量提出了一些方法，主要有：哈爾濱電機廠有限責任公司的茍智德等人用測量轉子電阻的方式計算轉子的溫度；上海交通大學電力學院的張鎮翰采用Pt100熱敏電阻通過R-F變換，將信號通過導電滑環傳輸，實現轉子溫度測量；中廣核工程有限公司的任鵬輝通過在勵磁機定子的磁極之間裝設探測線圈，在勵磁機轉子軸上安裝測量滑環。測量轉子電壓、電流得到轉子溫度；海軍工程大學艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室的易新強等人用Pt100電阻作為溫度傳感器，在轉子的軸上安裝溫度采集裝置，通過無線方式將溫度數據發送至附近的接收裝置，再通過USB?接口將數據發送至上位機，實現電機轉子溫度的測量。

上述這些方法無論是直接測量還是間接測量都是采用的電測法，受電機內部強電磁環境的干擾，測量精度不高。

福建水口發電集團有限公司的吳藝輝等人將高速、高精度的紅外測溫傳感器安裝在發電機定子上，實現對發電機轉子每個磁極的溫度測量。但是紅外探頭的尺寸較大無法應用于中小型電機。另外紅外溫度探測器的工作溫度范圍大都小于60℃，無法長期工作于具有較高溫度的電機內部。

焦作大學的岳優蘭根據砷化鎵半導體的光吸收特性,?設計了一種新型的發電機轉子溫度測量系統，將砷化鎵半導體片貼在發電機轉子表面，光源通過照射光纖照射砷化鎵半導體片，反射的光經過測量光纖引入到測量系統，通過檢測邊帶波長的變化可以測量溫度。照射光纖與測量光纖都安裝在發電機定子上。半導體吸收式光纖測溫雖然不受電磁干擾的影響，但是受與光纖的耦合條件，發光管、接收管的溫度特性，半導體材料制備工藝等諸多因素的影響，其測量精度并不高，無法滿足電機轉子溫度測試需求。此外，在實際使用時由于砷化鎵片外包有保護性材料，其響應速度慢，不適合在工作狀態下的電機轉子溫度測量。

由于防爆電機具有強電磁干擾、氣隙小、空間狹小、轉子轉動等多種特性，并且需要內外電信號隔離，傳統的熱敏電阻測溫、紅外測溫等多種方法均無法滿足其測量需求，防爆電機內部溫度測量特別是防爆電機轉子溫度測量一直是防爆電機研究領域面臨的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防爆電機轉子溫度測量裝置及方法，測量裝置用于實現對防爆電機轉子溫度的測量，測量方法用于解決防爆電機轉子溫度的高精度測量難題。

本發明的技術方案是：?

一種防爆電機轉子溫度測量裝置，用于測量電機轉子的溫度，電機轉子內為電機轉子軸，包括若干個中心頻率不同的光纖光柵溫度傳感器、電機內部傳輸光纖、開設在電機轉子軸內的光纖通道、光纖旋轉連接器、電機外部傳輸光纖、光纖光柵溫度測量系統，光纖光柵溫度測量系統包括光纖光柵解調儀和計算機，光纖光柵溫度傳感器安裝在防爆電機轉子上，光纖光柵溫度傳感器通過光纖連接在一起并連接到防爆電機內部傳輸光纖的輸入端，防爆電機內部傳輸光纖的輸出端經過電機轉子軸上的徑向孔和軸向孔引入到光纖旋轉連接器的轉子端，光纖旋轉連接器的定子端通過防爆電機外部傳輸光纖與基于波分復用方法的光纖光柵溫度測量系統相連接；光纖光柵溫度傳感器之間采用采用串聯、并聯或串并聯混合中的任意一種連接方式。

光纖光柵溫度傳感器包括外層的光纖包層，光纖包層內為光纖纖芯和光纖光柵，所述光纖光柵位于中間，光纖光柵的兩端均為光纖纖芯。

光纖旋轉連接器與防爆電機轉子軸同軸安裝。

光纖通道包括徑向小孔和軸向小孔。