发电机的制作方法

旋转电机指发电机和电动机两者。

已知由于各种发电机操作条件和故障模式，发电机转子绕组可能过热。如果温度变得过高，则转子绕组之间的绝缘可能退化，导致电短路。

旋转电机的转子可以被认为是例如凸极、整圆转子、鼠笼、圆柱体等的任何技术。

现有技术集中在：

-通过测量转子电流，估计转子温度；以及

-通过改变发电机的输出负载，控制温度。

us8967857b2示出一种温度检测装置，其通过测量转子电流检测电动机的转子温度。

us3,358,208示出一种通过改变输出负载控制转子绕组中的温度上升的方法。

us2012/0133313a1描述了配备有转子温度上升估计装置的发电机。

us8482238b2描述了用于估计驱动电机中的发电机转子温度的系统和方法。

原动机定义为送到发电机的机械转矩的来源，其来自任何来源，例如燃气涡轮机、往复式发动机(柴油或燃气)、水力涡轮机、风力涡轮机和所有其它的发电源。发电机组由发电机和由轴连接以传递转矩的原动机组成。

本发明的目标是提供可以更可靠地控制转子绕组的温度的旋转电机和发电机组。

此目标是通过具有权利要求1的特征的发电机和包括此类发电机的发电机组实现的。本发明的有利的实施例在从属权利要求中定义。

本发明与现有技术的不同在于：

-通过使用设置在转子绕组上或其中的温度传感器直接测量转子绕组温度，

-通过改变励磁电流和/或输出功率，与测量的温度相关地，控制转子绕组温度。

可以提供：如果在至少一个传感器的位置处的温度达到或超过给定阈值，则控制装置被设置成降低由转子绕组承载的励磁电流和/或发电机的功率输出。以此方式，可以避免转子过热。这些措施中的任何一个措施导致转子绕组温度的降低，因此避免过热。

可以提供：存在多个传感器，所述多个传感器被设置在转子绕组上或者转子绕组中的不同位置处。传感器可以被置于所称的热点处。预计存在温度最大值的若干位置。

可以提供：至少一个传感器是无源类型(passivetype)的，并且其中，提供发射器，所述发射器被设置成发送频率信号，在所述至少一个传感器的位置处的频率信号根据所述至少一个传感器的位置处的温度改变，并且其中，所述至少一个传感器被设置成重新发送改变的频率信号。不需要对传感器进行布线。无源类型的传感器的实例是所称的saw传感器(表面声波传感器)，其使用并调制表面声波，以感测物理性质。

可以提供：所述至少一个传感器是有源类型(activetype)的(例如热电偶、rtd等)。

可以提供：所述控制装置和所述至少一个传感器之间的连接包括滑环和从所述传感器引向所述滑环并从所述滑环引向所述控制单元的电线。

可以提供：所述控制装置和所述至少一个传感器之间的连接包括至少一个无源或有源传感器。可以与滑环一起使用，例如从所述滑环将信息发送到所述控制单元，或者没有滑环。

控制单元可以是发电机的励磁控制系统的一部分。对于发电机组，控制单元可以是发电机组的电子控制单元的一部分。

在图1到图3中示出本发明的实施例：

图1示意性示出本发明的发电机组7的实施例，发电机组7具有形式为发电机的旋转电机1和原动机8(具体为燃烧发动机，例如具有可移动地设置在燃烧汽缸中的多个活塞的燃气或柴油发动机)以通过耦连10驱动发电机。发电机包括定子2和转子3，转子3具有几个转子绕组4(作为示例，图1中示出其中的两个)。控制单元5被设置成如虚线所指示的接收信息，并发送命令。在此实施例中，控制单元5被设置为整个发电机组7的电子控制单元。

在此实施例中，多个无源传感器6(作为示例，图1中示出其中的六个)被设置在转子绕组4上以及转子绕组4内。提供了发射器/接收器单元11(作为示例，图1中示出其中的三个)，所述发射器/接收器单元11被设置成当控制单元5命令时发送频率信号，在传感器6的位置处的频率信号根据传感器6的位置处的温度改变。传感器6重新发送变化的频率信号，这些信号可以由发射器/接收器单元11接收。不需要对传感器6进行布线。

如果控制单元5通过发射器/接收器单元11从由传感器6提供的信息得出结论在传感器6的一个或几个位置处的温度达到或超过给定阈值，则其可以：

-命令原动机8降低转子3的驱动转矩，和/或

-命令励磁控制单元9降低由转子绕组4承载的励磁电流

图2示出具有定子2和转子3，转子3配备转子绕组4的发电机。转子3可以由原动机(未示出，例如燃烧发动机)通过耦连10驱动。示出定位在转子绕组4上或者转子绕组4中的不同位置的多个传感器6。控制单元5可以命令降低由转子绕组4承载的励磁电流，以降低其温度和/或降低发电机的输出功率。

图3a到图3d示出传感器6在凸极类型(图3a,3b和3c，图3b示出图3a的细节，这里作为示例示出四个电极14，图3d示出穿过图3a的转子3的横截面)和非凸极类型(图3c)的转子3的转子绕组4的顶部、底部或中心的可能布置。

在图3d中，左边外部的多个传感器6设置在驱动端(de)侧，中心的多个传感器6设置在芯组(corepack)处，右边外部的多个传感器6设置在非驱动端(nde)芯处。附图标记16表示绕组的de区段，附图标记17示出绕组的nde区段。

技术特征：

技术总结
本发明提供了具有定子(2)和转子(3)的旋转电机(1)，其中，所述转子(3)配备有转子绕组(4)，所述转子绕组(4)连接至电触头，以承载励磁电流，并且其中，提供控制装置(5)以调节由所述转子绕组(4)承载的励磁电流，其中，提供至少一个传感器(6)，以给出关于所述至少一个传感器(6)的位置处的温度的信息，所述至少一个传感器(6)定位在所述转子绕组(4)上或者嵌入所述转子绕组(4)中，且所述至少一个传感器(6)连接至所述控制装置(5)，使得所述控制装置(5)能够读出由所述至少一个传感器(6)给出的信息，所述控制装置(5)还被设置成基于由所述至少一个传感器(6)给出的信息调节由所述转子绕组(4)承载的励磁电流和/或所述旋转电机(1)的功率输出或功率输入。

技术研发人员：T·S·巴森;F·E·阿尔卡扎巴里恩托斯;L·帕西班
受保护的技术使用者：GE延巴赫两合无限公司
技术研发日：2017.03.22
技术公布日：2018.11.09