電機轉子溫升與故障無觸點檢測儀的製作方法

2023-04-26 09:30:16 3

專利名稱：電機轉子溫升與故障無觸點檢測儀的製作方法
技術領域：
一種同步電機轉子溫升與故障無觸點檢測儀，適用於同步電機轉子溫升測量及無刷勵磁的參數與故障檢測及無刷勵磁半控橋或全控橋控制，也可用於其它設備旋轉部分的參數與故障檢測，以及旋轉部分控制。
目前同步電機轉子溫升測量主要採用炭刷一滑環作為旋轉與靜止部分之間信號傳遞的媒介，屬有觸點檢測方式。同步發電機無刷勵磁參數與故障檢測技術目前主要有以下幾種1、炭刷一滑環有觸點檢測。2、在轉子和定子內分別設置檢測線圈，分析定子線圈的諧波檢測轉子繞組故障。3、使用無線電方式傳遞信號。4、在轉子上設置檢測線圈與紅外光結合傳遞信號。炭刷一滑環有觸點檢測方式，結構複雜，安裝維護困難。諧波檢測為間接方式，其檢測範圍受限。無線電方式抗幹擾性較差。轉子上設檢測線圈和紅外光相結合傳遞信號方式，僅用於測量部分電參數，既未能用於非電量的轉子溫升的測量。
本實用新型的目的是提供的一種電機轉子溫升與故障檢測儀，信號傳遞不受電機磁場，周圍磁場，可見光的幹擾，保證測量的準確度和可靠性，同時實現了用此種方式進行轉子非電量及多種參數的檢測問題。
本實用新型採用如下方式實現在同步電機的旋轉和靜止部分分別設置下列單元(1)微型計算機系統(10和20)，用於對檢測信息進行智能處理。(2)紅外光的發射單元11和21，紅外光接收單元12和22，紅外光作媒介，傳遞旋轉部分與靜止部分之間的信息。(3)轉子上設置轉子溫度檢測迥路13，轉子繞組接地故障(一點或二點接地)檢測迥路15，無刷勵磁整流管開路、短路故障檢測迥路14。用以產生轉子溫度，故障檢測信息。(4)在旋轉、靜止部分上裝電源迥路16和26，靜止部分裝溫度，故障顯示部分27。
以下結合附圖作進一步說明

圖1本實用新型基本原理總框圖圖2單片微型計算機系統原理圖(10、20)(簡稱單片機)圖3溫度檢測迥路13圖4無刷勵磁整流管開路，短路故障檢測迥路(14)圖5轉子繞組接地故障(一點或二點接地)檢測迥路(15)圖6電源迥路(16、26)圖7紅外光波發射單元(11、21)圖8紅外光波接收單元(12、22)圖9檢測儀的安裝方式之一見圖1 T是檢測儀的旋轉部分裝於發電機旋轉部件上，由10、11、12、13、14、15、16(前面已說明)組成，S是檢測儀靜止部分裝於發電機靜止部件上。由20、21、22、23、24、25、26、27、組成。13、14、15分別將轉子溫度傳感器信號、開路短路故障信號、轉子繞組接地故障信號處理為單片機10能接收的電信號送入10，10將送入信號進行邏輯分析與處理送入11單元，11將電信號轉換為相應的紅外光信號向靜止部分發射，同時，22接收將紅外光信號轉變為電信號，輸入20單片機系統20對接收到的參數和故障信息進行邏輯處理。同時將有關查詢和控制指令通過21、22送入轉動部分的單片機系統10，能有效地排除各種幹擾信息和處理測量系統中有關故障。27是標準通用的集成電路BCD碼顯砂器。
見圖2，單片機系統10、20由單片機IC21，鎖存器IC22存貯器IC23和A／D轉換器IC24組成，是標準通用線路之一。D0－D7是數據總線。A0－A7、A8－A15是地址總線，A0－A2地址線。
見圖3溫度檢測迥路13，含有溫度傳感器T31，電阻R31與T31組成分壓迴路、電阻R32、電容C31組成濾波迴路，消除幹擾。A3是測量信號輸出端。Vcc表示電源，表示公用地線。
見圖4開路、短路檢測迥路14、D40是無刷勵磁迴路整流二極體V41、V42為其兩端電壓，二極體D41、D42、D43、D44組成整流迴路，將D40兩端交變電壓變為直流電壓。T41是光耦合管起電壓隔離作用，R41為限流電阻，R42為分壓電阻，A4點輸出電壓信號。當D40開路或短路，A4將發生相應的變化。
見圖5，發電機轉子繞組接地故障檢測迴路15。L為轉子繞組，E表示其兩端電壓，c點與b點為假設故障接地點。a點為實際接地點、二極體D51、D52在轉子繞組電壓反向時起保護作用、光耦合管T51、T52起電壓隔離作用。R51、R52為限流電阻。R53、R54為分壓電阻、R51、R53、T51與R52、R54、T52參數相同，因此，在無故障時A51與A52點輸出電壓相同，一旦發生接地故障時，A51、A52點電壓發生變化。
見圖6，檢測儀工作電源迴路16和26、D61為整流橋，C61、C62為濾波電容。IC61為三端穩壓電源。C61、C62為交流電壓輸入端，Vcc為直流輸出端電壓。
見圖7，發射單元11和21。D71是紅外光發射管，T71是功放三級管，R71、R72為限流電阻，A7是電信號輸入點。
見圖8，接收單元12和22。D81是紅外光接收管。R81是分壓電阻。A是放大器，放大接收信號，A8是信號輸出端。
見圖9，檢測儀的安裝方式之一，1是裝在發電機旋轉部分2上的紅外光發射管D71和接收管D81。3是裝在發電機靜止部分收集環4上的紅外光接收管D81和D71。
圖6中電源迥路16的直流電壓Vcc分別與圖3、4、5、7、8中的Vcc相連接，以提供旋轉部分10、13、14、15、11、12單元的工作電源電壓。圖6中電源迥路26的電壓Vcc與圖2、8、7中的Vcc相接以提供靜止部分20、22、21單元的工作電源電壓。各圖中電信號輸出點A3、A4、A51、A52、A8和輸入點A7與10相連接。A22輸出點A8和21的輸入點A7接入20。
本實用新型由於採用了單片機對檢測信息進行智能和編碼處理以及同時採用編碼紅外光作傳遞媒介，有效地克服和避免了同步電機自身磁場、周圍強磁場，可見光以及其它各種幹擾，實現了同步電機轉子部分參數故障的準確可靠無觸點檢測。同時，檢測範圍大擴大，解決了用此方式進行轉子非電量(溫升)的測量，準確檢測轉子溫升，保護和提高發電機絕緣壽命，對保證發電機組及電廠安全運行有重要作用。實現無觸點檢測無刷磁勵故障和參數，極大提高了無刷勵磁機組的可靠性，促進其廣泛應用。
權利要求1.一種電機轉子溫升與故障無觸點檢測儀，由旋轉部分和靜止部分組成，旋轉和靜止部分分別設有電源迥路16和26，發射單元11和21，接收單元12和22，靜止部分上有顯示部分21，旋轉部分設置溫度檢測迥路13，其特徵是旋轉和靜止部分上分別設置微型計算機系統10和20，旋轉和靜止部分之間以編碼紅外光信號傳遞媒介。
2.按權利要求1所述檢測儀，其特徵是旋轉部分上設轉子繞組接地故障(一點或二點接地)檢測迥路15，由電阻R51、R53、R54二極體D51、D52，光耦合管T51、T52組成。
3.按權利要求1所述檢測儀，其特徵是旋轉部分上設無刷勵磁整流管開路，短路故障檢測迥路14。由二極體D41、D42、D43、D44組成整流迥路。光耦合管T41、電阻R41、R42組成。
4.按權利要求1所述檢測儀，其特徵是溫度檢測迥路13，由溫度傳感器T13、電容C13，電阻R31、R32組成。
5.按權利要求1所述檢測儀，其特徵是微型計算機系統10和20可採用單片計算機。
專利摘要一種檢測儀，由裝於電機轉動側包括溫升、故障檢測迴路，紅外發射接收單元，以及單片機系統的旋轉部分T和裝於電機靜止側，包括紅外發射接收單元，單片機系統以及顯示部分的靜止部分S組成。單片機對信號進行智能處理，並以編碼紅外線光作為傳遞媒介，有效克服磁場，可見光等幹擾。準確地檢測轉子溫升提高絕緣壽命及電廠安全運行。實現無觸點檢測無刷勵磁故障與參數，促進無刷機組廣泛運用。該檢測儀還可廣泛用於其它設備旋轉部分參數故障的檢測與控制。
文檔編號G01R31/34GK2135774SQ92214248
公開日1993年6月9日 申請日期1992年3月12日 優先權日1992年3月12日
發明者陳遵榮, 黃耀群, 梁振華 申請人:四川省機械研究設計院