[發明專利]氣隙測量裝置及風力發電機組

有效

• 申請號: 201810311838.0
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108494174B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 趙競名;王棟
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: H02K11/20
• 分類號: H02K11/20;H02K11/30;G01B7/14;H02J7/35
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉躍舉;魯恭誠

本發明公開了一種氣隙測量裝置及風力發電機組，所述氣隙測量裝置用于測量電機的定子和轉子之間的氣隙，所述轉子包括轉子磁軛和安裝在所述轉子磁軛上的多條磁極，所述氣隙測量裝置包括：氣隙傳感器，安裝在相鄰兩個磁極之間并延伸穿過所述轉子磁軛，且所述氣隙傳感器的探頭表面與所述磁極的面對所述定子的表面齊平；控制系統，與所述氣隙傳感器通信，處理從所述氣隙傳感器接收到的測量信號并控制氣隙傳感器的測量操作。通過上述氣隙測量裝置能夠以非接觸的方式直接有效地測量定子與轉子之間的氣隙。

技術領域

本發明涉及電機上定子與轉子之間的氣隙測量，具體地說，本發明涉及一種用于電機的氣隙測量裝置及風力發電機組。

背景技術

對于電機(包括發電機和電動機)而言，定子、轉子之間的空氣間隙(以下簡稱氣隙)是一項重要的電磁參數，它對電機的其他參數、運行性能及技術經濟指標有著直接的影響。在發電機處于運行狀態時，氣隙的均勻性將直接影響電氣特性和機械性能的穩定。通常，發電機出廠時會對氣隙進行測量，此時氣隙為冷態、靜態的氣隙，只具有參考價值，無法對真實的運行氣隙進行準確評估。然而，在發電機實際運行中，轉子和定子形狀和位置會受到電機運轉的離心力、熱力學和磁力的影響，并且由于加工制造誤差等因素，氣隙會出現不均勻的變化。轉子和定子不同心或失去圓度，會減少發電機組運行效率，最嚴重的情況下，這些問題可能導致磁性感應發熱或定子轉子摩擦。

為了發電機的安全、可靠運行，防止不可預料事故的發生，通過專門的發電機氣隙監測系統在風力發電機機組投入試運行時和正式投產之后對氣隙進行反復測量，為運行、檢修提供一系列的預防性數據，并為風力發電機機組的優化設計提供相應的驗證。

目前使用的氣隙監控系統大都安裝在定子上，而且受限于傳感器尺寸，無法直接測量氣隙，只能通過間接測量的方法推算氣隙，測量誤差大。同時，定子上的氣隙傳感器安裝空間狹小，維護和拆裝較為困難。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氣隙測量裝置，以實現對定子和轉子之間的氣隙的非接觸式直接測量，從而提高測量精度。

本發明的另一目的在于提供一種風力發電機組。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種氣隙測量裝置，用于測量電機的定子和轉子之間的氣隙，所述轉子包括轉子磁軛和安裝在所述轉子磁軛上的多條磁極，所述氣隙測量裝置包括：氣隙傳感器，安裝在相鄰兩個磁極之間并延伸穿過所述轉子磁軛，且所述氣隙傳感器的探頭表面與所述磁極的面對所述定子的表面齊平；控制系統，與所述氣隙傳感器通信，處理從所述氣隙傳感器接收到的測量信號以及控制氣隙傳感器的測量操作。

可選地，所述氣隙測量裝置還包括為所述氣隙傳感器和所述控制系統供電的電源。

可選地，在所述電機為內定子外轉子結構時，所述氣隙測量裝置還包括貼附在所述轉子磁軛的外表面上的柔性的太陽能電池板以用于為所述電源充電；在所述電機為外定子內轉子結構時，所述電源包括安裝在所述轉子磁軛上的電滑環。

可選地，在所述轉子磁軛的處于相鄰兩個磁極之間的部分上開設有安裝孔，用于安裝所述氣隙傳感器。

可選地，所述安裝孔呈臺階狀，所述氣隙測量裝置還包括被適配地安裝在所述安裝孔內的安裝座，所述氣隙傳感器在所述安裝孔內延伸穿過所述安裝座。

可選地，所述氣隙傳感器包括螺紋部和探頭部，所述探頭部面對所述定子，所述螺紋部與所述安裝座螺紋連接，所述氣隙測量裝置還包括用于鎖緊所述螺紋部與所述安裝座的螺母。通過使螺紋部與安裝座螺紋連接，能夠利用螺紋副對氣隙傳感器相對于定子的表面的位置進行調整，最終確保氣隙傳感器的探頭表面與磁極的面對定子的表面齊平，從而顯著提高測量精度。

可選地，在所述安裝座與所述安裝孔之間安裝有密封構件。