一种水轮发电机组空气间隙测量装置及其使用方法与流程

1.本发明属于水轮发电机组检测技术领域，具体涉及一种水轮发电机组空气间隙测量装置及其使用方法。


背景技术：

2.随着能源结构的不断调整，水电能源已成为构建现代多功能互补、供需协调智慧能源系统中的重要一环。水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机，其在水力发电领域应用广泛。水轮机发电组在安装或检修时，均要对转子磁极与定子铁芯间的空气间隙进行测量，以保证空气间隙尽可能均匀分布，空气间隙的测量结果准确与否直接影响水轮机发电组的稳定运行。
3.现有技术中，水轮机发电组空气间隙的测量一般采用木楔压入法进行测量，其原理是将木楔斜面涂抹粉笔灰，然后垂直插入定子和转子的空气间隙中，再拔出，用游标卡尺测量木楔上压痕处的斜板厚度，由此得出磁极的空气间隙值，其主要存在以下问题：木楔压入法只是测量了磁极端压板与铁芯压板之间的间隙，其并非转子和定子之间的实际间隙且无法测量定转子不同位置的空气间隙，测量精度低；另一方面，木楔反复使用后，测量误差会越来越大。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种水轮发电机组空气间隙测量装置及其使用方法，结构简单、操作方便，能够精确地测得水轮发电机组的空气间隙。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.本发明公开了一种水轮发电机组空气间隙测量装置，包括内部中空的测量壳体以及百分表、滑动块、活动杆、第一测杆、第二测杆和测量操作杆；百分表设在测量壳体的上端且百分表的百分表测头伸入测量壳体内；滑动块设在百分表测头下方并与百分表测头抵接；活动杆与滑动块固定连接；第一测杆和第二测杆设在测量壳体下端的两侧并与测量壳体铰接，第一测杆的端部设置有第一测头，第二测杆的端部设置有第二测头；第一测杆与活动杆的下端部之间连接有第一带动杆，第二测杆与活动杆的下端部之间连接有第二带动杆；测量操作杆的一端与滑动块连接，另一端位于测量壳体外部；当测量操作杆带动滑动块和活动杆直线运动时，第一测杆和第二测杆同步张开或收回，且第一测头与第二测头最外端之间的距离与百分表的度数对应。
7.优选地，测量壳体内壁的两侧设有滑槽，滑动块嵌在滑槽内。
8.进一步优选地，测量壳体上设有用于测量操作杆直线移动的操作孔。
9.进一步优选地，操作孔与滑槽的长度匹配。
10.优选地，测量壳体下端内部设有用于容纳第一测杆和第二测杆的腔体。
11.优选地，第一测头和第二测头为凸起的弧形。
12.优选地，第一测头和第二测头表面设有耐磨层。
13.优选地，测量壳体上端设有水准泡。
14.优选地，测量壳体外部设有刻度。
15.本发明公开的上述水轮发电机组空气间隙测量装置的使用方法，包括：
16.使用标准尺具测量第一测杆与第二测杆在不同开度下，第一测头与第二测头最外端之间的距离和百分表的读数，建立第一测头与第二测头最外端之间的距离与百分表的读数之间的关系；
17.将测量壳体沿水轮发电机组空气间隙垂直插入待测点，通过控制测量操作杆带动滑动块和活动杆进行直线运动，活动杆通过第一带动杆和第二带动杆带动第一测杆和第二测杆张开，直至第一测头和第二测头分别触碰到转子磁极与定子铁芯；
18.百分表测头发生位移，读取百分表的读数，根据建立的第一测头与第二测头最外端之间的距离与百分表的读数之间的关系得到第一测头与第二测头最外端之间的距离，即为测得的空气间隙数值。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
20.本发明公开的一种水轮发电机组空气间隙测量装置，以测量壳体为主要载体，集成百分表、滑动块、活动杆和第一测杆、第二测杆等主要零部件，通过测量操作杆进行操作控制，测量壳体可垂直插入至水轮发电机组的空气间隙内，不仅可适应各测量点位的测量，而且相较于现有技术而言，本发明测量精度高、操作简单、效率高。通过各部件的连接关系，将不可直接读数的空气间隙，通过百分表的读数直接对应读出，避免了产生误差。
21.进一步地，测量壳体内壁的两侧设有滑槽，滑动块嵌在滑槽内，限制了滑动块的运动方向，提高了装置的精密度，进而提高了数值的准确性。
22.更进一步地，测量壳体上设有用于测量操作杆直线移动的操作孔，限定了测量操作杆的运动方向，提高了装置的精密度，进而提高了数值的准确性。
23.更进一步地，操作孔与滑槽的长度匹配，避免其中之一位移过大难以回复，影响装置精度。
24.进一步地，测量壳体下端内部设有用于容纳第一测杆和第二测杆的腔体，便于收纳，使装置结构紧凑。
25.进一步地，第一测头和第二测头为凸起的弧形，与转子磁极和定子铁芯近似为点接触，提高测量精度。
26.进一步地，第一测头和第二测头表面设有耐磨层，避免长期使用后磨损影响测量精度。
27.进一步地，测量壳体上端设有水准泡，使操作人员能够根据水准泡判断测量装置的水平度，以避免测量装置歪斜影响测量精度。
28.进一步地，测量壳体外部设有刻度，能够使装置精准的到达待测点。
29.本发明公开的上述水轮发电机组空气间隙测量装置的使用方法，操作简便，误差小，不依赖于操作者的经验和技能水平，能够有效提高工作效率。
附图说明
30.图1为本发明的整体结构示意图；
31.图2为本发明第一测杆和第二测杆收回时的状态示意图。
32.图中：1-测量壳体，2-百分表测头，3-百分表，4-滑动块、5-活动杆、6-第一测杆、7-第二测杆、8-第一测头、9-第二测头、10-第一带动杆、11-第二带动杆、12-测量操作杆、13-滑槽、14-操作孔、15-腔体、16-水准泡。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
34.如图1和图2，为本发明的水轮发电机组空气间隙测量装置，包括内部中空的测量壳体1、百分表3、滑动块4、活动杆5、第一测杆6、第二测杆7和测量操作杆12；百分表3设在测量壳体1的上端且百分表3的百分表测头2伸入测量壳体1内；滑动块4设在百分表测头2下方并与百分表测头2抵接；活动杆5与滑动块4固定连接；第一测杆6和第二测杆7设在测量壳体1下端的两侧并与测量壳体1铰接，第一测杆6的端部设置有第一测头8，第二测杆7的端部设置有第二测头9；第一测杆6与活动杆5的下端部之间连接有第一带动杆10，第二测杆7与活动杆5的下端部之间连接有第二带动杆11；测量操作杆12的一端与滑动块4连接，另一端位于测量壳体1外部；当测量操作杆12带动滑动块4和活动杆5直线运动时，第一测杆6和第二测杆7同步张开或收回，且第一测头8与第二测头9最外端之间的距离与百分表3的度数对应。
35.在本发明的一个较优的实施例中，测量壳体1内壁的两侧设有滑槽13，滑动块4嵌在滑槽13内。优选地，测量壳体1上设有用于测量操作杆12直线移动的操作孔14。优选地，操作孔14与滑槽13的长度匹配。
36.在本发明的一个较优的实施例中，测量壳体1下端内部设有用于容纳第一测杆6和第二测杆7的腔体15。
37.在本发明的一个较优的实施例中，第一测头8和第二测头9为凸起的弧形。
38.在本发明的一个较优的实施例中，第一测头8和第二测头9表面设有耐磨层。
39.在本发明的一个较优的实施例中，测量壳体1上端设有水准泡16。
40.在本发明的一个较优的实施例中，测量壳体1外部设有刻度。
41.上述的水轮发电机组空气间隙测量装置的使用方法：
42.使用标准尺具测量第一测杆6与第二测杆7在不同开度下，第一测头8与第二测头9最外端之间的距离和百分表3的读数，建立第一测头8与第二测头9最外端之间的距离与百分表3的读数之间的关系；
43.将测量壳体1沿水轮发电机组空气间隙垂直插入待测点，通过控制测量操作杆12带动滑动块4和活动杆5进行直线运动，活动杆5通过第一带动杆10和第二带动杆11带动第一测杆6和第二测杆7张开，直至第一测头8和第二测头9分别触碰到转子磁极与定子铁芯；
44.百分表测头2发生位移，读取百分表3的读数，根据建立的第一测头8与第二测头9最外端之间的距离与百分表3的读数之间的关系得到第一测头8与第二测头9最外端之间的距离，即为测得的空气间隙数值。
45.下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步地解释说明：
46.本实施例提供了一种水轮发电机组空气间隙测量装置，该测量装置以测量壳体1为主要载体，测量壳体1采用圆柱形或长方形结构，其内部中空，测量壳体1的材质优选不易
被磁化的铜制材料，在测量壳体1的上端设置有百分表3，百分表3的表盘位于测量壳体的上端外部，方便操作人员读数，百分表测头2伸入至测量壳体1内，一般地，百分表测头2与测量壳体1同轴设置。
47.本实施例在测量壳体1内、位于百分表测头2的下方设置有一滑动块4，滑动块4与百分表测头2抵接，在测量壳体1内壁两侧设置有滑槽13，滑动块4嵌入在滑槽13内，滑动块4的位移距离受限于滑槽13的长度(沿测量壳体1的长度方向)，在滑动块4的下端设置有与其固定为一体结构的活动杆5，活动杆5动作带动滑动块4沿滑槽13移动。
48.测量壳体1的下端为测量部位，本实施例中，测量部位包括设置在测量壳体1下端并与测量壳体1转动连接的第一测杆6和第二测杆7，同时，第一测杆6的端部设置有第一测头8，第二测杆7的端部设置有第二测头9，其中，第一测头8和第二测头9均呈弧形凸起状，二者在测量时与转子磁极与定子铁芯接触，弧形凸起状结构的接触面积更小，因此，测量精度更高。第一测杆6和第二测杆7可相对测量壳体1转动，其向外转动为张开状态，其向内转动为收紧状态，本实施例在测量壳体1的下端内部设置有用于容纳第一测杆和第二测杆的腔体15，以使得第一测杆6和第二测杆7可完全收拢在测量壳体1内。
49.第一测杆6和第二测杆7的转动动作通过活动杆5带动，其实现结构如下：第一测杆6与活动杆5的下端端部之间连接有第一带动杆10，第二测杆7与活动杆5的下端端部之间连接有第二带动杆11，具体的说，第一带动杆10一端与活动杆5的下端固定连接、另一端与第一测杆6转动连接；第二带动杆11端与活动杆5的下端固定连接、另一端与第二测杆7转动连接，由此，当活动杆5上下移动时，即可带动第一测杆6和第二测杆7转动。
50.本实施例中，活动杆5的动作通过测量操作杆12带动，测量操作杆12呈l型结构，其竖直杆伸入是测量壳体1内且端部与滑动块4固定连接，其横向杆作为手柄位于测量壳体1外部。进一步的，在测量壳体1的外壁设置有供测量操作杆12上下移动的操作孔14，操作孔14与滑槽13的长度匹配，操作人员手握测量操作杆12上下移动，进而带动滑动块4上下移动，促使百分表3指数变化，活动杆5带动第一测杆6和第二测杆7转动，第一测头8和第二测头9抵住转子磁极与定子铁芯，以此实现测量。为了进一步提高测量精度，本实施例在测量壳体1上端侧部还设置有水准泡16，操作人员根据水准泡判断测量装置的水平度，以避免测量装置歪斜影响测量精度。
51.以上所述，仅为本发明实施方式中的部分，本发明中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。