旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法与流程

文档序号:30762484发布日期:2022-07-15 21:40阅读:167来源:国知局
旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法与流程

1.本技术涉及旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法。


背景技术:

2.旋转电机的定子的线圈的保持构造由作为线圈的防脱件与定子铁芯接触的槽楔和被设置在该槽楔和线圈之间的波纹弹簧构成。该波纹弹簧是为了防止线圈因在旋转电机运转中在线圈上产生的电磁激振力导致振动而设置的,以挠曲成产生一定的保持力的形状被装配。在该保持构造中,由于线圈主绝缘部等的树脂物的长年的尺寸变化,使得波纹弹簧的挠曲减少,保持力降低。为此,通过定期的槽楔的松动检查,监视波纹弹簧的保持力的降低量。
3.作为检测因波纹弹簧的保持力的降低造成的定子槽楔的松动的方法,存在通过定期的检查进行弹簧的反作用力的测定并监视反作用力的降低量的方法。例如像专利文献1所示那样,将由弹性体构成的波形的线圈固定用部件配置在定子线圈上,在该线圈固定用部件的最大波高部上对应地配置设有监视用狭缝的槽楔,在与该槽楔的监视用狭缝相向的转子的位置配置光学式位移检测器的传感器部,能够始终监视运转中的线圈固定用部件的弹簧压力信号。
4.在先技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开平01-298929号公报


技术实现要素:

7.发明所要解决的课题
8.以往的旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法变更槽楔或其支撑构造,设置有松动检测用的传感器,存在槽楔或其支撑构造的强度降低的可能性。
9.本技术是公开了为了解决上述那样的课题的技术的发明,其目的是得到不需要进行构造的变更且不用增加工序就能进行检查的旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法。
10.用于解决课题的方案
11.本技术公开的一种旋转电机的检查装置,检查旋转电机,上述旋转电机具备定子和转子,上述定子具有槽楔,该槽楔将被配置在形成于环形的铁芯的径方向的内侧的槽中的绕组经弹簧固定或具有弹簧功能地固定,上述转子隔开规定的间隔地被配置在上述定子的径方向的内侧,其中,
12.上述旋转电机的检查装置具备输入部、关系存储部、测量部、推定部和判定部,
13.上述输入部输入未对上述槽楔施加力的状态的上述槽楔的从上述槽露出的检查对象面的形状,
14.上述关系存储部获取并存储上述槽楔的上述检查对象面中的上述弹簧或上述槽
楔的反作用力和来自被输入到上述输入部的上述槽楔的上述检查对象面的形状的变形分布的关系,作为变形反作用力关系,
15.上述测量部测量上述槽楔的上述检查对象面的测量变形分布,
16.上述推定部从上述测量变形分布和上述变形反作用力关系推定出推定反作用力,
17.上述判定部从上述推定反作用力判定上述槽楔的松动的良好或不良。
18.另外,本技术公开的一种旋转电机的检查方法,检查旋转电机,上述旋转电机具备定子和转子,上述定子具有槽楔,该槽楔将被配置在形成于环形的铁芯的径方向的内侧的槽中的绕组经弹簧固定或具有弹簧功能地固定,上述转子隔开规定的间隔地被配置在上述定子的径方向的内侧,其中,
19.上述旋转电机的检查方法具备输入步骤、关系存储步骤、测量步骤和推定步骤,
20.在上述输入步骤中,输入未对上述槽楔施加力的状态的上述槽楔的从上述槽露出的检查对象面的形状,
21.在上述关系存储步骤中,获取并存储上述槽楔的上述检查对象面中的上述弹簧或上述槽楔的反作用力和来自在上述输入步骤被输入的上述槽楔的上述检查对象面的形状的变形分布的关系,作为变形反作用力关系,
22.在上述测量步骤中,测量上述槽楔的上述检查对象面的测量变形分布,
23.在上述推定步骤中,从上述测量变形分布和上述变形反作用力关系推定出推定反作用力。
24.发明的效果
25.根据本技术公开的旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法,不需要进行构造的变更,不用增加工序就能进行检查。
附图说明
26.图1是表示基于实施方式1的旋转电机以及旋转电机的检查装置的结构的示意图。
27.图2是表示图1所示的定子铁芯的与轴方向垂直的截面的结构的示意图。
28.图3是表示图2所示的定子铁芯的与周方向垂直的t-t线的截面的结构的示意图。
29.图4是表示图2所示的槽的与轴方向垂直的截面的结构的示意图。
30.图5是表示图4所示的槽的内部的结构的立体图。
31.图6a是表示图5所示的槽内的槽楔的结构的俯视图。
32.图6b是表示图5所示的槽内的槽楔的结构的剖视图。
33.图7是表示图1所示的旋转电机的检查装置的结构的框图。
34.图8是表示图7所示的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
35.图9是表示图7所示的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
36.图10是表示图7所示的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
37.图11a是表示图4所示的槽中的槽楔、弹簧、定子铁芯的结构的图。
38.图11b是将图11a所示的结构模型化来表示的图。
39.图11c是表示图11a所示的槽楔的检查对象面中的测量位置和变形量的关系的曲线图。
40.图11d是表示实施方式1中的变形反作用力关系的式子。
41.图12a是表示图4所示的槽中的槽楔、弹簧、定子铁芯的结构的图。
42.图12b是将图12a所示的结构模型化来表示的图。
43.图12c是表示图12a所示的槽楔的检查对象面中的测量位置和变形量的关系的曲线图。
44.图13是表示实施方式1中的旋转电机的检查装置的结构的框图。
45.图14是表示实施方式2中的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
46.图15a是表示图4所示的槽中的槽楔、弹簧、定子铁芯的结构的图。
47.图15b是将图15a所示的结构模型化来表示的图。
48.图15c是表示图15a所示的槽楔的检查对象面中的测量位置和变形量的关系的曲线图。
49.图15d是表示实施方式2中的变形反作用力关系的式子。
50.图16是表示实施方式3中的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
51.图17a是表示图4所示的槽中的槽楔、弹簧、定子铁芯的结构的图。
52.图17b是将图17a所示的结构模型化来表示的图。
53.图17c是表示图17a所示的槽楔的检查对象面中的测量位置和变形量的关系的曲线图。
54.图17d是表示实施方式3中的变形反作用力关系的式子。
55.图18是表示实施方式4中的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
56.图19a是表示图4所示的槽中的槽楔、弹簧、定子铁芯的结构的图。
57.图19b是将图19a所示的结构模型化来表示的图。
58.图19c是表示图19a所示的槽楔的检查对象面中的测量位置和变形量的关系的曲线图。
59.图19d是表示实施方式4中的变形反作用力关系的式子。
60.图20是表示实施方式5中的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
具体实施方式
61.在下面的说明中,将旋转电机100中的各方向分别作为周方向x、轴方向z、径方向y、径方向y的外侧yo、径方向y的内侧yi来表示。因此,在旋转电机100的定子3、转子4等其它的部分,也以这些方向作为基准来表示各方向并进行说明。另外,检查对象的旋转电机100表示从作为原动机的涡轮机得到旋转力的涡轮发电机的例子。另外,定子3的检查对象面50是指槽楔34的检查对象面50。另外,作为该检查对象面50的变形,主要以形变为例进行说明。另外,作为形变的测量方法,以数字图像相关法为例进行说明。另外,对其它的例子的情况,适当地进行说明。
62.实施方式1.
63.图1是表示基于实施方式1的旋转电机的检查装置以及作为检查对象的旋转电机的结构的示意图。图2是表示图1所示的旋转电机的定子铁芯(下面称为铁芯)的与轴方向z垂直的截面的示意图。图2表示铁芯内的槽,这里,由圆柱坐标系表示槽内的构造的方向。图3是表示图1所示的旋转电机的铁芯的与周方向x垂直(图2中的t-t线)的截面的示意图。
64.图4是表示图2所示的槽的与轴方向垂直的截面的结构的示意图。图5是表示图4所
示的槽的内部的结构的立体图。图6a及图6b是表示槽内的槽楔的结构的图,图6a是表示槽楔的结构的俯视图,图6b是表示槽楔的结构的剖视图。图7是表示图1所示的旋转电机的检查装置的结构的框图。图8到图10是表示图7所示的旋转电机的检查装置的检查方法的流程图。
65.图1中,旋转电机100具备框架1、被收容在该框架1内的气体冷却器2、定子3以及转子4。用于将因发电而产生的热除去的制冷剂例如冷却气体在框架1内循环,气体冷却器2冷却该制冷剂。定子3包括定子铁芯31(下面称为铁芯31)以及绕组36。铁芯31具有圆筒形状,被固定地设置在框架1内。
66.如图2所示,在铁芯31的径方向y的外侧yo形成多个槽33。在铁芯31的各槽33内收容绕组36。而且,如图4以及图5所示,在各槽33内的绕组36上经弹簧35设置槽楔34。如图3所示,槽楔34在各槽33内的每一个,在轴方向z分别设置多个。槽楔34被装配成作为铁芯31的槽33中的构造物的绕组36不会脱出。
67.如图1所示,绕组36的一部分从铁芯31的轴方向z的两端被拉出,形成线圈端部32a。在轴方向z的两端中的一个线圈端部32a连接向框架1的外部延伸的未图示的主导线。由旋转电机100发电的电力经主导线被取出到外部。
68.转子4具有一对旋转轴41、转子芯42以及保持环43a、43b。转子4隔着规定的间隔被设置在定子3的径方向y的外侧yo。一对旋转轴41夹着转子芯42被设置。一对旋转轴41的轴心和转子芯42的轴心相互一致。与一对旋转轴41以及转子芯42的轴心平行的轴方向z与旋转电机100的轴方向z相同。另外,以一对旋转轴41以及转子芯42的轴心为中心的径方向y与旋转电机100的径方向y相同。另外,以一对旋转轴41以及转子芯42的轴心为中心的周方向x与旋转电机100的周方向x相同。
69.一对旋转轴41由被设置在框架1上的轴承可旋转地支撑。转子4通过未图示的原动机(在本例中为涡轮机),相对于定子3相对地旋转。铁芯31以及绕组36位于转子芯42的径方向y的外侧yo,通过接收由转子芯42产生的磁通而在绕组36产生电流。保持环43a、43b分别被安装在转子芯42的轴方向z的一端以及另一端,分别在铁芯31的外部露出。
70.如图1、图7所示,旋转电机100的检查装置220(下面称为检查装置220)分别与摄影装置210a、210b、驱动装置211a、211b以及显示装置240连接。摄影装置210a、210b被配置在旋转电机100的框架1内。摄影装置210a、210b对具有检查对象面50的槽楔34进行摄影,生成该检查对象面50的图像数据,将生成的图像数据向检查装置220传输。
71.驱动装置211a、211b使摄影装置210a、210b在框架1内的转子芯42和铁芯31的径方向y之间的空间在轴方向z移动。由此,不进行旋转电机100的转子4的分解,就能够对具有检查对象面50的槽楔34进行摄影,可缩短检查期间。摄影装置210a被设置在铁芯31的径方向y的外侧yo,一面通过驱动装置211a在轴方向z移动,一面对铁芯31进行摄影。摄影装置210b被设置在铁芯31的径方向y的外侧yo,一面通过驱动装置211b在轴方向z移动,一面对铁芯31进行摄影。
72.摄影装置210a、210b在特定的初期期间对铁芯31进行摄影,将生成的图像数据作为初期图像数据向检查装置220传输。另外,初期期间是指例如在槽楔34被装配到铁芯31之前、即没有向槽楔34施加力的状态的期间。
73.而且,在旋转电机100开始运转后,摄影装置210a、210b在预先确定的检查期间对
铁芯31进行摄影,将生成的图像数据作为检查图像数据向检查装置220传输。检查期间例如可以是,被确定为在旋转电机100开始运转后以一定的周期到达的期间,或者被确定成随着旋转电机100开始运转后的经过时间变长而检查期间的间隔逐渐变短的期间,或者不是通过单纯的经过时间而是根据旋转电机100的实际的运转时间确定的期间,或者由于铁芯31的劣化速度因框架1内的温度或湿气而不同故而根据框架1内的温度或湿气确定的期间中的任意一个。
74.检查装置220根据由摄影装置210a、210b生成的检查图像数据,利用数字图像相关法,生成检查对象面50上的形变的分布的变化,作为形变变形分布。数字图像相关法是以下方法:在检查对象面50变形的前后对检查对象面50进行摄影,从所得到的数字图像数据的亮度分布同时求出检查对象面50上的位移量和位移方向。另外,形变的变形分布包括检查对象面50上的位移量以及位移方向。显示装置240显示由检查装置220生成的各种信息。
75.图4是表示槽33的与轴方向z垂直的截面的示意图。在槽33设置供输出电流流动的绕组36。因由在绕组36流动的电流产生的电磁激振力,绕组36振动。因此,为了保持成绕组36不会因该振动而运动,将弹簧35和防脱件的槽楔34设置在槽33内。绕组36由导体37和绝缘部38构成。绝缘部38由树脂材料形成。图5是槽33的立体图。弹簧35是在轴方向z起伏的形状,通过在装配槽楔34时,将弹簧35压扁并一起装配,利用来自铁芯31的反作用力保持绕组36。
76.图6a及图6b是槽楔34的示意图。在槽楔34的旋转电机100的转子42侧,且除了与铁芯31接触从旋转电机100的转子42侧看不到的部分以外的部分,涂敷随机图案,形成检查对象面50。随机图案被形成在检查对象面50的周方向x以及轴方向z的整个面。该随机图案也可以不是通过涂敷方法而是通过粘贴制作出图案的片材来形成。该随机图案也可以形成在图3所示的铁芯31内的全部的槽楔34。通过在该检查对象面50形成随机图案,槽楔34的形变的变化大,能够容易由摄影装置210a、210b进行摄影。另外,通过像随机图案那样随机地形成图案,测量形变的精度提高,且能够自由地决定测量的形变的方向。
77.图7是表示检查装置220的功能性结构的框图。如图7所示,检查装置220包括控制部221、获取部222、第1存储部223、生成部224、检查部225、第2存储部226、输入部227、关系存储部228、推定部229、判定部230、决定部231以及测量部20。
78.控制部221控制摄影装置210a、210b以及驱动装置211a、211b,以便在初期期间以及预先设定的检查期间对检查对象面50进行摄影。获取部222获取从摄影装置210a、220b传输的初期图像数据以及此后的检查图像数据,向第1存储部223以及生成部224输出各图像数据。
79.第1存储部223存储由获取部222给出的初期图像数据以及检查图像数据。生成部224根据由获取部222给出的检查图像数据以及被存储在第1存储部223的初期图像数据以及检查图像数据,利用数字图像相关法,生成槽楔34的形变的变形分布,向检查部225输出。
80.具体地说,生成部224比较被存储在第1存储部223的初期图像数据和由获取部222给出的检查图像数据,根据其差量,生成表示从引起形变变化前到当前时刻为止的期间的检查对象面50的形变的分布的变化的形变变形分布。
81.另外,生成部224也可以在每当检查期间到来时,比较被存储在第1存储部223的上次检查期间的检查图像数据和由获取部222给出的本次检查期间的检查图像数据,根据其
差量,生成表示从上次检查期间到本次检查期间为止的期间(下面将该期间称为运转期间)的检查对象面50的形变的分布的变化的形变变形分布。在这种情况下,能够根据各检查期间的形变变形分布,求出各运转期间的形变的分布的变化的程度(下面称为形变变化度)。
82.另外,也可以根据该形变变化度,进行槽楔34的异常判定。例如,也可以在上次运转期间的形变变化度和本次运转期间的形变变化度的差量超过规定值的情况下,判定为在槽楔34产生异常,通知给作业者。另外,检查装置220也能够存储在各检查期间生成的形变变形分布,根据多个检查期间的多个形变变形分布的比较,进行异常判定。
83.第2存储部226存储作为检查对象的旋转电机100的形状信息和表示从装配槽楔34时的基准在槽楔34产生了松动的情况下的检查对象面50的形变的变形分布的趋势的趋势信息。趋势信息表示在槽楔34产生的松动量和槽楔34中的形变的变形分布的对应关系,根据实测或模拟等生成。检查部225将根据由生成部224给出的形变的变形分布和被存储在第2存储部226的趋势信息判断为并非测量异常的槽楔34的检查对象面50的测量结果向推定部229输出。因此,测量部20包括获取部222、生成部224、检查部225、第1存储部223以及第2存储部226。
84.输入部227被输入没有向槽楔34施加力的状态下的条件,向关系存储部228输出。关系存储部228根据由输入部227输入的条件,获取并存储槽楔34的检查对象面50的变形分布和反作用力的变形反作用力关系。推定部229从由测量部20测量的槽楔34的检查对象面50的测量结果和被保存在关系存储部228的变形反作用力关系推定出推定反作用力。
85.判定部230比较由推定部229推定的推定反作用力和基准值,进行槽楔34的判定,将判定结果向决定部231输出。决定部231从判定部230的判定结果决定有无槽楔34的更新,决定恰当的旋转电机100的运转条件,将决定的运转条件向显示装置240输出。运转条件包括旋转电机100可持续运转的时间(下面称为可运转时间)以及旋转电机100的输出(下面称为恰当输出)。在这种情况下,决定部231能够从槽楔34的松动量以及产生位置算出可运转时间以及恰当输出。
86.因为施加给槽楔34的电磁激振力依赖旋转电机100的输出,所以,通过限制旋转电机100的输出,能够降低施加给槽楔34的电磁激振力。可运转时间是成为应进行修理或零件更换的时期的标准的时间,是在使旋转电机100以恰当输出运转的情况下可从该时刻使旋转电机100稳定地运转的时间。
87.显示装置240显示由决定部231给出的运转条件。作业者通过根据显示装置240的显示,将旋转电机100调整为恰当输出,即使在限制输出的同时,也能够实现旋转电机100的长寿命化。另外,作业者能够根据被显示的可运转时间,在合适的时期实施修理或零件更换。
88.另外,也可以是决定部231向控制旋转电机100的输出的未图示的控制装置输出所决定的恰当输出。在这种情况下,能够由控制装置自动地将旋转电机100的输出调整为恰当输出。另外,也可以是决定部231向未图示的警报装置输出所决定的可运转时间。在这种情况下,在旋转电机100的运转时间接近或达到了可运转时间时,警报部发出警报(例如警报蜂音)。由此,作业者能够容易掌握应进行修理或零件更换的时期。
89.另外,也可以构成为在显示装置240显示测量部20的测量结果的形变的变形分布、由推定部229推定的作为槽楔34的松动量的推定反作用力等中的至少一个。在这种情况下,
作业者观看显示装置240的显示,就能够获取各种信息。
90.接着,穿插图8至图11d,对上述那样构成的实施方式1的旋转电机100的检查装置220的检查方法进行说明。图11a是表示实际的槽楔34、弹簧35、铁芯31的结构的图。图11b是将图11a所示的结构模型化来表示的图。图11c是表示图11a所示的槽楔34的检查对象面50中的测量位置和变形量的关系的曲线图。图11d是表示实施方式1中的变形反作用力关系的式子。
91.首先,在组装旋转电机100时或者在将旋转电机100分解的定期检验等场合槽楔34无松动时以及更换了松动的槽楔34时的、槽楔34的从槽33露出的规定的面上,例如涂敷随机图案(或图形图案),形成检查对象面50。另外,也可以考虑在设置槽楔34前预先形成检查对象面50的随机图案的情况。而且,由控制部221控制驱动装置211a、211b以及摄影装置210a、210b,进行摄影,获取部222获取未向槽楔34施加力的状态下的检查对象面50的初期图像数据,存储在第1存储部223(图8的步骤st1)。另外,因为槽楔34的检查对象面50的图像数据的获取方法在下面也相同,所以适当地省略其说明。
92.接着,判定是否因运转时间等各种各样的要因而使预先决定的检查时期到来(图8的步骤st2)。在检查时期没有到来的情况下(否),反复进行步骤st2。另外,在检查时期到来的情况下(是),获取部222获取槽楔34的检查对象面50的检查图像数据,存储在第1存储部223(图8的步骤st3)。而且,进行槽楔34中的形变分析处理(图8的步骤st4)。而且,该动作在检查期间中反复被实施。
93.接着,根据图9,对图8所示的“形变分析处理(步骤st4)”的处理内容进行说明。生成部224从由获取部222获取的检查图像数据和由第1存储部223存储的上次检查图像数据生成形变变形分布的信息(图9的步骤st11)。接着,判定有无形变变形分布的变化(图9的步骤st12)。而且,在没有变化(否)的情况下,反复进行步骤st11的动作。另外,在有变化(是)的情况下,检查部225判定该形变变形分布是否与设想的形变变形分布即被存储在第2存储部226的趋势信息类似(图9的步骤st14)。
94.而且,在不类似的情况(否)下,输出是测量异常的情形(图9的步骤st150)。另外,在类似的情况(是)下,推定部229根据测量部20的测量结果,推定出作为槽楔34的松动量的推定反作用力(图9的步骤st15)。接着,判定部230将槽楔34的推定反作用力和预先设定的基准值进行比较,若在基准值以上,则判定为没有产生槽楔34的松动、即良好,若不足基准值,则判定为产生槽楔34的松动、即不良(图9的步骤st16)。接着,根据在步骤st16判定的结果,决定旋转电机100的运转条件,向显示装置240输出(图9的步骤st17)。
95.接着,根据图10以及图11a至图11d,对图9所示的“推定槽楔34的松动量(步骤st15)”的处理内容进行说明。首先,测量部20获取槽楔34的检查对象面50的测量变形分布的测量结果(图10的步骤st19、测量步骤)。具体地说,作为测量变形分布,测量槽楔34的检查对象面50中的两个点以上的形变的分布。例如,是图11c所示的槽楔34的各测量位置中的y1、y2、yn(n是2以上的整数)的变形量的值。
96.接着,从输入部227输入没有向槽楔34施加力时的检查对象面50的形状以及槽楔34的形状的信息(图10的步骤st18、输入步骤)。即,输入图11a的实际的形状的信息。接着,关系存储部228进行铁芯31和槽楔34的接触部300的模型化,将向该模型施加弹簧35的反作用力f的位置模型化。例如,如图11b所示,在实际的槽楔34(图11a)的轴方向z,反作用力f为
一定,将槽楔34做成二维的模型。而且,将槽楔34和槽33的接触部300作为约束条件,将反作用力f施加给槽楔34的范围作为加载载荷的范围而反映在模型上。
97.通过材料力学或有限要素法等数值解析,将上述模型求解,获取图11d所示的检查对象面50的变形分布(y1、y2、

yn)和反作用力f的变形反作用力关系,存储在关系存储部228(图10的步骤st20、关系存储步骤)。另外,在这里,表示了通过数值解析进行变形反作用力关系的获取的例子,但并非局限于此,也可以考虑实验性地求出。另外,因为该情形在下面的实施方式中也相同,所以省略其说明。
98.接着,从在步骤st20存储的变形反作用力关系(图11d)和步骤st19的测量结果,推定出弹簧35的反作用力f,作为推定反作用力来输出。具体地说,推定部229从步骤st19的槽楔34的检查对象面50的测量变形分布,在这里是测量位置为3处的变形量的y1、y2、yn,设定在步骤st20保存的变形反作用力关系,将反作用力f作为推定反作用力来推定(图10的步骤st21、推定步骤)。如图11c所示,如从检查对象面50的变形分布(y1、y2

yn)和弹簧35的反作用力f的变形反作用力关系所示,从测量位置以及形变的变形量和变形反作用力关系推定出反作用力f。
99.另外,在上述实施方式1中,对作为槽楔34的检查对象面50的测量位置的测量点没有特别示出,但是,使用图12a至图12c,对其它的例子进行说明。图12a是表示图4所示的槽33中的实际的槽楔34、弹簧35和铁芯31的结构的图。图12b是将图12a所示的结构模型化来表示的图。图12c是表示图12a所示的槽楔34的检查对象面50中的测量位置和变形量的关系的曲线图。
100.例如,如图12a至图12c所示,若作为槽楔34的检查对象面50的测量点,将成为形变的变化量为最大的槽楔34的检查对象面50的测量点即周方向x的中央点xm(变形值为ym)、成为能够测量的形变分布的端部的与铁芯31的接触部300的附近的两个点xe1(变形值为ye1)、xe2(变形值为ye2)作为测量点,则能够精度良好地掌握分布。进而,通过追加测量点,能够进一步精度良好地掌握分布,精度良好地推定出推定反作用力。另外,因为该情形在下面的实施方式中也相同,所以适当地省略其说明。
101.另外,在上述实施方式1中,表示了槽楔34的变形分布为基于数字图像相关法的形变变形分布的例子,但并非局限于此,例如,也可以使用槽楔34的检查对象面50的位移和角度中的任意一者的变形分布。测量变形分布的参数能够选择容易进行测量的参数。测量方法可以是形变仪、光纤维、形变传感器、采样云纹照相机等。另外,因为该情形在下面的实施方式中也相同,所以适当地省略其说明。
102.另外,在上述实施方式1中,在图7中,在各个部位表示了检查装置220,但是,当然,例如如图13所示,若检查装置220具有至少一部分功能可由软件实现的处理器51和存储信息的存储器52,则能够实现。另外,因为该情形在下面的实施方式中也相同,所以适当地省略其说明。
103.另外,在上述实施方式1中,表示了具有将绕组经弹簧固定的槽楔的定子的例子,但并非局限于此,也可以考虑将绕组由具有弹簧功能的槽楔固定的定子的情况。在这种情况下,能够根据具有弹簧功能的槽楔的反作用力,与上述所示的弹簧同样地进行。另外,因为该情形在下面的实施方式中也相同,所以适当地省略其说明。
104.根据上述那样构成的实施方式1的旋转电机的检查装置,检查旋转电机,上述旋转
电机具备定子和转子,上述定子具有槽楔,该槽楔将被配置在形成于环形的铁芯的径方向的内侧的槽中的绕组经弹簧固定或具有弹簧功能地固定,上述转子隔开规定的间隔地被配置在上述定子的径方向的内侧,其中,
105.上述旋转电机的检查装置具备输入部、关系存储部、测量部、推定部和判定部,
106.上述输入部输入未对上述槽楔施加力的状态的上述槽楔的从上述槽露出的检查对象面的形状,
107.上述关系存储部获取并存储上述槽楔的上述检查对象面中的上述弹簧或上述槽楔的反作用力和来自被输入到上述输入部的上述槽楔的上述检查对象面的形状的变形分布的关系,作为变形反作用力关系,
108.上述测量部测量上述槽楔的上述检查对象面的测量变形分布,
109.上述推定部从上述测量变形分布和上述变形反作用力关系推定出推定反作用力,
110.上述判定部从上述推定反作用力判定上述槽楔的松动的良好或不良,
111.另外,根据旋转电机的检查方法,检查旋转电机,上述旋转电机具备定子和转子,上述定子具有槽楔,该槽楔将被配置在形成于环形的铁芯的径方向的内侧的槽中的绕组经弹簧固定或具有弹簧功能地固定,上述转子隔开规定的间隔地被配置在上述定子的径方向的内侧,其中,
112.上述旋转电机的检查方法具备输入步骤、关系存储步骤、测量步骤和推定步骤,
113.在上述输入步骤中,输入未对上述槽楔施加力的状态的上述槽楔的从上述槽露出的检查对象面的形状,
114.在上述关系存储步骤中,获取并存储上述槽楔的上述检查对象面中的上述弹簧或上述槽楔的反作用力和来自在上述输入步骤被输入的上述槽楔的上述检查对象面的形状的变形分布的关系,作为变形反作用力关系,
115.在上述测量步骤中,测量上述槽楔的上述检查对象面的测量变形分布,
116.在上述推定步骤中,从上述测量变形分布和上述变形反作用力关系推定出推定反作用力,
117.进而,具备判定步骤,在上述判定步骤中,从上述推定反作用力判定上述槽楔的松动的良好或不良,
118.因此,因为从槽楔的检查对象面的测量变形分布推定出槽楔的松动,所以,槽楔的形状以及支撑槽楔的支撑构造不变形,另外,不分解旋转电机,就可以在短时间效率良好地检查槽楔的状态。因此,该检查中因要因导致槽楔的强度降低的情况消失。
119.另外,因为上述测量部包括上述槽楔的上述检查对象面的周方向上的中央点作为测量点,
120.在测量两个点以上的情况下,包括上述检查对象面的距上述铁芯最近的点,进行测量,
121.因此,因为将槽楔的多个点作为测量点,所以,不需要多次测量,通过一次测量就能效率良好地检查反作用力的变化。
122.另外,上述槽楔的上述检查对象面的上述变形分布以及上述测量变形分布是上述检查对象面的形变、位移和角度中任意一者的分布,
123.因此,能够确实地判定槽楔的松动的变化。
124.实施方式2.
125.本实施方式2在上述实施方式1所示的检查装置220以及旋转电机100的检查方法中,图9所示的步骤st15的“推定出槽楔34的松动量”的处理的内容不同。因此,使用图14以及图15a至图15d,仅对该不同的“推定出槽楔34的松动量”的处理的内容进行说明。
126.图14是表示本实施方式2中的上述实施方式1的图9所示的步骤st15的“推定出槽楔34的松动量的处理”的内容的流程图。另外,由上述实施方式1的图10表示该类似的处理。图15a是表示图4所示的槽33中的实际的槽楔34、弹簧35、铁芯31的结构的图。图15b是将图15a所示的结构模型化来表示的图。图15c是表示图15a所示的槽楔34的检查对象面50中的测量位置和变形量的关系的曲线图。图15d是表示实施方式2中的变形反作用力关系的式子。
127.接着,根据图14以及图15a至图15d,以上述实施方式1所示的“推定出槽楔34的松动量(步骤st15)”的处理内容的不同的部分为中心进行说明。首先,在与实施方式1的图10的步骤st18相当的图14的步骤st24中,追加在图10的步骤st18的内容中,输入旋转电机100的铁芯31和槽楔34的接触部300的形状以及槽楔34和弹簧35的接触部的形状。而且,该形状信息包含尺寸公差。
128.接着,在与实施方式1的图10的步骤st20相当的图14的步骤st25中,追加在上述实施方式1的图10的步骤st20的内容中,在铁芯31和槽楔34的接触部300的尺寸公差的范围内变化,通过材料力学或有限要素法等数值解析进行求解,获取作为检查对象面50的变形分布和反作用力的关系的变形反作用力关系。具体地说,如图15a至图15d所示,在铁芯31和槽楔34的每个接触处,通过材料力学或有限要素法等数值解析进行求解,获取图15a至图15d所示的检查对象面50的变形分布和反作用力的关系。将该获取结果存储在关系存储部228。
129.接着,作为在步骤st25保存的变形反作用力关系和在图14的步骤st19获取的槽楔34的检查对象面50的测量变形分布,测量并输入两个点以上的形变。而且,从图14的步骤st19的测量结果,在图14的步骤st26推定出推定反作用力。如图15a至图15d的检查对象面50的变形分布和反作用力的关系所示,从测量的位置以及形变的变形值和存储在关系存储部228的变形反作用力关系,求出形变位置以及值的分布最为一致的铁芯31和槽楔34的接触处。接着,将该接触处作为分界条件,从关系存储部228选择检查对象面50的变形分布和反作用力的变形反作用力关系,输入步骤st19的测量结果,推定出推定反作用力。
130.另外,在本实施方式2中,因为附加了槽楔34和作为支撑槽楔34的构造的铁芯31以及弹簧35的尺寸公差,所以,例如,如上述实施方式1所示的图12a至图12c所示,若作为测量点分别测量形变的变化量为最大的槽楔34的检查对象面50的测量位置即周方向x的中央点xm(变形值为ym)、成为能够测量的形变分布的端部的与铁芯31的接触部300附近的两个点xe1(变形值为ye1)、xe2(变形值为ye2),则能够掌握分布。进而,通过作为测量点追加从检查对象面50的周方向x的中央点xm错开了尺寸公差的最大值和最小值的位置,即使铁芯31和槽楔34的接触部分错开,也能够求出变化量的最大值,能够精度良好地推定出推定反作用力。
131.根据上述那样构成的实施方式2的旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法,发挥与上述实施方式1相同的效果,且上述输入部被输入上述旋转电机的装配时的上述槽楔和支撑上述槽楔的构造的尺寸公差,
132.被存储在上述关系存储部的上述变形反作用力关系在上述尺寸公差内变化而被获取,
133.另外,在上述输入步骤中,输入装配上述旋转电机时的上述槽楔和支撑上述槽楔的构造的尺寸公差,
134.在上述关系存储步骤中,被存储的上述变形反作用力关系在上述尺寸公差内变化而被获取,
135.因此,因为能够反映槽楔和支撑槽楔的构造例如铁芯的接触状况,判定槽楔的松动,所以,能够提高松动的判定精度。
136.另外,上述测量部包括上述槽楔的上述检查对象面的周方向上的中央点作为测量点,
137.在测量两个点以上的情况下,包括上述检查对象面的距上述铁芯最近的点,
138.在测量三个点以上的情况下,作为从上述槽楔的上述检查对象面的上述中央点在周方向错开了装配上述旋转电机时的上述槽楔和上述铁芯的接触位置的尺寸公差的最大值或最小值的点,进行测量,
139.因此,因为将槽楔的多个点作为测量点,所以,不需要多次测量,通过一次测量就能效率良好地检查反作用力的变化。
140.实施方式3.
141.本实施方式3在上述实施方式1所示的检查装置220以及旋转电机100的检查方法中,图9所示的步骤st15的“推定出槽楔34的松动量”的处理的内容不同。因此,使用图16以及图17a至图17d,仅对该不同的“推定出槽楔34的松动量”的处理的内容进行说明。
142.图16是表示本实施方式3中的上述实施方式1的图9所示的步骤st15的“推定出槽楔34的松动量的处理”的内容的流程图。另外,由上述实施方式1的图10表示该类似的处理。图17a是表示图4所示的槽33中的实际的槽楔34、弹簧35、铁芯31的结构的图。图17b是将图17a所示的结构模型化来表示的图。图17c是表示图17a所示的槽楔34的检查对象面50中的测量位置和变形量的关系的曲线图。图17d是表示实施方式3中的变形反作用力关系的式子。
143.接着,根据图16以及图17a至图17d,以上述实施方式1所示的“推定出槽楔34的松动量(步骤st15)”的处理内容的不同的部分为中心进行说明。首先,与实施方式1的图10的步骤st18以及步骤st20同样地获取并保存变形反作用力关系。接着,作为槽楔34的检查对象面50的测量变形分布,在一个点以上多次测量并输入形变(图16的步骤st29)。
144.接着,从在步骤st20保存的变形反作用力关系和步骤st29的测量结果,推定出作为推定反作用力的反作用力变化量(图16的步骤st32)。具体地说,空开步骤st29的测量的时间间隔地进行多次,求出测量的变形量的差量。如图17c所示,求出检查对象面50的变形的差量的变化量δy。接着,从关系存储部228选择该变化量δy和在步骤st20保存的检查对象面50的变形的变化量δy与反作用力的变形反作用力关系,输入变化量δy,推定出作为推定反作用力的反作用力变化量δf。下面的工序是根据作为推定反作用力的反作用力变化量δf,判定槽楔34的良好或不良等的工序。
145.根据上述那样构成的实施方式3的旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法,发挥与上述实施方式1相同的效果,且上述测量部多次测量上述槽楔的上述检查对象面
的上述测量变形分布,
146.上述推定部从上述测量变形分布的多次的时间变化和上述变形反作用力关系求出反作用力的变化量,作为上述推定反作用力,
147.另外,在上述测量步骤中,多次测量上述槽楔的上述检查对象面的上述测量变形分布,
148.在上述推定步骤中,从上述测量变形分布的多次的时间变化和上述变形反作用力关系求出反作用力的变化量,作为上述推定反作用力,
149.因此,能够削减槽楔的检查对象面的测量点的数量,能够削减测量时间。
150.实施方式4.
151.本实施方式4在上述实施方式1所示的检查装置220以及旋转电机100的检查方法中,图9所示的步骤st15的“推定出槽楔34的松动量”的处理的内容不同。因此,使用图18以及图19a至图19d,仅对该不同的“推定出槽楔34的松动量”的处理的内容进行说明。另外,在本实施方式4中,与上述实施方式2同样地使变形反作用力关系在尺寸公差内变化,进行获取。
152.图18是表示本实施方式4中的上述实施方式1的图9所示的步骤st15的“推定出槽楔34的松动量的处理”的内容的流程图。另外,由上述实施方式1的图10表示该类似的处理。图19a是表示图4所示的槽33中的实际的槽楔34、弹簧35、铁芯31的结构的图。图19b是将图19a所示的结构模型化来表示的图。图19c是表示图19a所示的槽楔34的检查对象面50中的测量位置和变形量的关系的曲线图。图19d是表示实施方式4中的变形反作用力关系的式子。
153.接着,根据图18以及图19a至图19d,以上述实施方式1所示的“推定出槽楔34的松动量(步骤st15)”的处理内容的不同的部分为中心进行说明。首先,与实施方式2的图14的步骤st24以及步骤st25同样地获取变形反作用力关系,存储在关系存储部228。另外,与实施方式3的步骤st29同样地进行测量。
154.接着,从在步骤st25保存的变形反作用力关系和步骤st29的测量结果,推定出推定反作用力(图18的步骤st37)。首先,空开步骤st29的测量的时间间隔地进行多次,求出作为测量的变形量的差量的变化量。具体地说,如图19a至图19d所示,求出作为检查对象面50的变形量的差量的变化量δy。如图19a至图19d的检查对象面50的变形和反作用力的关系所示,求出测量的形变位置以及变化量δy和保存在关系存储部228的位置以及形变的变形值一致的铁芯31和槽楔34的接触处。接着,将该接触处作为分界条件,从关系存储部228选择检查对象面50的变形的变化量δy和反作用力的关系,输入步骤st29的测量结果,推定出推定反作用力。
155.根据上述那样构成的实施方式4的旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法,发挥与上述各实施方式1相同的效果,且上述测量部多次测量上述槽楔的上述检查对象面的上述测量变形分布,
156.上述推定部从上述测量变形分布的多次的时间变化和上述变形反作用力关系求出反作用力的变化量,作为上述推定反作用力,
157.另外,在上述测量步骤中,多次测量上述槽楔的上述检查对象面的上述测量变形分布,
158.在上述推定步骤中,从上述测量变形分布的多次的时间变化和上述变形反作用力关系求出反作用力的变化量,作为上述推定反作用力,
159.因此,能够削减槽楔的检查对象面的测量点的数量,能够削减测量时间。
160.进而,能够反映槽楔和支撑槽楔的构造例如铁芯的接触状况,判定槽楔的松动,能够提高松动的判定精度。
161.实施方式5.
162.本实施方式5在实施方式1所示的检查装置中,图7所示的决定部231的处理内容不同。仅对该点进行说明。图20是表示实施方式5的旋转电机的检查方法的流程图。
163.输入通过上述各实施方式得到的任意的推定反作用力(图20的步骤st40)。接着,作为在旋转电机100运转中施加给槽楔34的力,输入绕组36的形状以及在绕组36流动的电流量(图20的步骤st41)。接着,通过步骤40和步骤st41的输入,推定出在旋转电机100的运转中的绕组36的振动值(图20的步骤st42)。具体地说,从步骤st41的输入推定出在旋转电机100运转中产生的电磁激振力,若比在步骤st40输入的推定反作用力大,则判定为绕组36振动。
164.而且,预先通过数值解析求出反作用力比电磁激振力小的槽楔的数量和振动值的关系,从测量的槽楔34的推定反作用力在铁芯31内的分布推定出绕组36的振动值。接着,根据在步骤st42推定的结果,判定是否在预先设定的绕组36的振动值的基准值以上。决定被推定为在基准值以上的槽33的槽楔34的更新(图20的步骤st43)。
165.根据上述那样构成的实施方式5的旋转电机的检查装置以及旋转电机的检查方法,发挥与上述各实施方式相同的效果,且具备决定步骤,在上述决定步骤中,从上述旋转电机的上述定子以及上述绕组的形状信息、在上述旋转电机运转中施加给上述槽楔的外力以及上述推定反作用力,推定被设置在上述铁芯的上述槽中的上述绕组整体的在上述旋转电机运转中振动的振动值,决定有无上述槽中的上述槽楔的更新,
166.因此,能够按每个槽决定更新槽楔之处,能够削减槽楔的更新时间。
167.本公开中记载了各种各样的例示性的实施方式以及实施例,但是,一个或多个实施方式中记载的各种各样的特征、方式以及功能并非局限于应用在特定的实施方式,可以单独或以各种各样的组合应用在实施方式中。
168.因此,在本技术说明书中公开的技术范围内设想没有举例表示的无数的变形例。例如,包括将至少1个结构要素变形的情况、追加的情况或省略的情况,还包括选出至少1个结构要素而与其它的实施方式的结构要素组合的情况。
169.附图标记说明
170.1:框架;100:旋转电机;2:气体冷却器;20:测量部;210a:摄影装置;210b:摄影装置;211a:驱动装置;211b:驱动装置;220:检查装置;221:控制部;222:获取部;223:第1存储部;224:生成部;225:检查部;226:第2存储部;227:输入部;228:关系存储部;229:推定部;230:判定部;231:决定部;240:显示装置;3:定子;31:铁芯;32a:线圈端部;33:槽;34:槽楔;35:弹簧;36:绕组;37:导体;38:绝缘部;4:转子;41:旋转轴;42:转子芯;43a:保持环;43b:保持环;50:检查对象面;x:周方向;y:径方向;yo:外侧;yi:内侧;z:轴方向。
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