本公开涉及电动机器维护的技术领域。具体而言,本公开涉及通过检查用于容纳导体条的槽道中的污染程度来确定电动机器的功能能力。
电动机器具体而言为旋转电动机器,诸如待连接于燃气或蒸气涡轮的同步发电机(涡轮发电机)和待连接于水力涡轮的同步发电机(水力发动机),或异步发电机或同步或异步电动马达或还有其他类型的电动机器。
背景技术:
用于高功率生成的大型电动机器具有许多年的运行时间。通常维护和修理这些电动机器,因为这些手段比整个机器的替换更经济。维护的其中一个构件是转子和定子中的容纳电绕组导体条的槽道。数年的持久操作之后的槽道的一个缺点是槽道的由污染物或碎片引起的沾污。沾污或污染削弱电气特性、导体条与磁芯之间的电接触。导体条的绝缘受损,直到绝缘的完全消失。而且,沾污削弱导体条到槽道中的精确机械定位。这些污染物可牢固地粘附于槽道的面。因此,简单的洗涤和清洁过程不提供充分的清洁结果。在现有技术中提出了若干清洁方法,手动刮擦、磨削工具、干冰清洁、或水喷射清洁。然而,现有技术的方法具有缺点,存在过度清洁(这意味着工作时间的浪费)的风险、和损伤材料的风险。因为取决于发电机和所选择的方法和清洁设备,待由专家执行的清洁大型电动机器中的这些槽道所需的时间在数日或甚至数周的范围内,故这是正确的。特别地,发电机的停机时间是代价高的关键因素。
技术实现要素:
本发明的目标是适当地确定电动机器的槽道中的沾污。该目标是通过根据独立权利要求的工具和方法的特征来实现的。
在从属权利要求中描述了本发明的其他示例。
在本发明的示例中,测量末梢布置在槽道与加压介质之间以对测量末梢施加压力。测量的灵敏度是通过使方法和工具更有效的这些特征来提高的。
在另一示例中,工具的加压介质设计为可膨胀管。该特征确保工具的简单且廉价的设计。
在不同的示例中,加压介质是压力螺钉,该压力螺钉接合至少一个楔以通过该至少一个楔沿与槽道垂直的方向对测量末梢施加压力。在另一示例中,加压介质包含至少一个可膨胀装置以通过膨胀来调节加压介质在槽道内的位置。通过工具的该构造,在测量期间,牢固地且精确地固定工具的测量末梢。
附图说明
从在附图中作为非限制示例例示的工具和方法的优选但非排他性的实施例的说明中,更多特性和优点将是更显而易见的,在附图中:
图1示出了具有芯的具有槽道的一部分、和工具的示意透视剖开图,该工具具有布置在槽道处的三个测量末梢,测量末梢电气地连接于应用电压的电压生成器、测量沿着导体条的电压降的电压计、和基于测量结果推算槽道的污染的处理器;
图2示出插入电动机器的槽道中以对测量末梢施加压力的工具的楔的剖开侧视图;
图3示出类似于图2的插入电动机器的槽道中的楔的剖开侧视图;
图4示出利用根据本发明的示例的工具和方法,通过加压介质将不同压力施加于测量末梢的情况下的槽道中的测量结果的三个曲线,其中槽道的长度在水平轴线上且电压降在竖直轴线上;
图5示出利用根据本发明的示例的工具和方法的基于槽道中的测量结果的推算数据的曲线,其中槽道的长度在水平轴线上,电压降和α系数在竖直轴线上,其中第一曲线例示电压降且第二曲线是从第一曲线推导的以推定槽道中的污染。
部件列表
1工具
2测量末梢
3测量末梢
4测量末梢
7槽道
8芯或磁芯
9加压介质
10电压生成器
11信号线路
13压力楔
14径向楔
15压力螺钉
16半体
18滑动尺
19底部楔
20电压计
21可膨胀装置
30处理器。
具体实施方式
参照附图,它们示出了本发明的示例,其中,类似的参考标号贯穿若干视图指出相同或对应的部分。
图1示出芯8的部分的示意透视剖开图。芯8可为电动机器(特别是涡轮发电机)的定子芯或转子芯。芯8的剖开部分示出了芯8的两个壁,它们包围在芯8中铣削在中央的槽道7。完整的芯8具有圆柱形形状,而图1仅示出没有曲率的小部分。槽道7具有矩形形状,且通常沿芯8的整个长度在与图像平面垂直的方向上投影。多个槽道7取决于特定电动机器而被铣削在芯8中。在图1中,移除导体条,导体条在操作时有规则地置于槽道7中。在此,维护被描述为在涡轮发电机关闭时。作为导体条的代替,将加压介质9置于槽道7中。加压介质9在该示例中占据整个空间。然而,加压介质9可仅占据槽道7空间的一部分。加压介质9在该示例中为可膨胀管,例如自行车管。管在未膨胀状态下置于槽道7中且然后膨胀。在膨胀状态下,加压介质9相对于芯8的壁从内侧施加压力。测量末梢2、4、6布置在芯8的壁与加压介质9之间。因而,加压介质9相对于测量末梢2、4、6施加压力,该压力类似导体条在插入时相对于芯8的压力。在测量末梢2、4、6处施加的压力例如可被调节在200mbar和300mbar之间。在外测量末梢2与大地之间应用电压。该电压是由连接于外测量末梢2、6的电压生成器10经由信号线路11生成的。在测量末梢2、4、6处,通过电压计20测量电压。在测量末梢2与测量末梢4之间测量第一电压或电压降,在测量末梢4与测量末梢6之间测量第二电压或电压降。通过知道在外测量末梢2处施加的电压来测量两个电压降。电压生成器10、电压计20、和/或处理器30在工具1中可集成在一个装置中。测量末梢2、3、4之间的这些测得的电压降是槽道7中污染的指示。在处理器30中对值进行比较,且根据电压降来诊断槽道7中的污染水平。污染水平对维护操作者提供槽道7是得到了充分清洁还是需要进一步清洁过程的信息。因此,操作者通过本方法和工具1获取用于维护过程的重要信息。
图2示出作为工具1的一部分插入电动机器槽道7中的楔的剖开侧视图。该楔分为径向楔14和压力楔13。径向楔14和压力楔13由压力螺钉17接合,压力螺钉15垂直地拧入槽道7中。压力螺钉15的端部被旋入压力楔13中。径向楔14和压力楔13沿所示的透视图中的水平方向对磁芯或芯8施加压力。这是以上的备选方案,在以上中,测量末梢2、3、4处的压力由作为加压介质9的管施加。加压介质9在此由径向压力螺钉15、径向楔14和压力楔13替换。在径向楔14和压力楔13下方,半体16布置在槽道7的内侧。在半体16的腔中布置有可膨胀装置21,可膨胀装置21用于调节半体16和邻接的压力楔13在槽道7中的位置。通过可膨胀装置21的适当方式的膨胀,在槽道7中调节压力楔13的位置,以适应测量末梢2、3、4。槽道7中的污染测量如关于方法和工具1描述的那样进行。
图3示出类似于图2的插入电动机器槽道中的另一楔的剖开侧视图。该楔除了根据图2描述的楔之外具有额外的特征。径向楔14邻接压力楔13,压力楔13围绕压力螺钉15的端部。在压力楔13下方布置有滑动尺18,滑动尺18邻接在压力楔13下方且在下方夹着底部楔19。底部楔19靠在半体16上。半体16同样具有腔,该腔容纳可膨胀装置21。本示例的另一特征是第二可膨胀装置21,该第二可膨胀装置21定位在滑动尺18与底部楔19之间。操纵第一和第二可膨胀装置21中的压力提供所描述的部分的在槽道7内的精确调节,以给予测量末梢2、3、4适当的压力,以用于测量末梢2、3、4与槽道7的可靠的机械和电连接。
图4示出借助于根据本发明的示例的工具1和方法的在槽道7的部分中的测量结果的三个曲线。槽道7是清洁的,没有污染。示出这三个曲线以解释在有和没有通过加压介质9应用压力以对测量末梢2、4、6施加压力的情况下的不同测量结果。槽道7的长度在水平轴线上按照mm标出。电压降或电压差δv在竖直轴线上按照伏特标出。例示为具有圆形测量点的下方的曲线具有比较恒定的曲线上升。该曲线是在槽道7中在不对测量末梢2、3、4应用压力的情况下测量的。在中间具有矩形测量点的上方的曲线具有更不均匀的曲线上升,其测得电压稍微高于没有压力的曲线的测得电压。在沿着槽道7的长度的200mm与500mm之间的一些区域中,曲线从下方曲线发散得更多。第三曲线是通过电压计20在对测量末梢2、4、6应用400mbar的压力的情况下测量的。从测量点标有叉形的上面的第三曲线可清楚地看到,对测量末梢2、3、4应用压力在测得电压方面增强输出。例如在槽道7中的200mm处,没有压力的情况下的测得电压近似为5v,而在此在应用400mbar的压力的情况下的测得电压近似为14v。方法和工具1的灵敏度可通过本发明的示例利用加压介质9以应用在测量末梢2、3、4处施加的压力来增强。
图5示出根据本发明的示例基于槽道7中的测量结果由处理器30推算的曲线。槽道7的长度s在水平轴线上按照米m标出,从零到四米。电压和电压降在竖直轴线上按照伏特标出,其中刻度在左侧。而且,α系数在竖直轴线上按照kω/m标出,其中刻度在右侧。α系数描述在芯8与测量末梢2、3、4之间的电气接触的特性。α系数的推算在现有技术中是已知的。α系数的近似是利用以下等式推算的:
尽管已经参考示范实施例描述了本发明,但是对本领域专业人员显而易见的是,本发明可进行各种更改并且使用等同物而不脱离本发明的范畴。本发明的优选实施例的前面的描述已被呈现以用于说明和描述。它不意图为详尽的或将本发明限制为公开的精确形式,并且按照上面的教导或从实践本发明中获得修改和变型是可能的。实施例被选择和描述以便解释本发明的原理和其实际应用,使本领域专业人员通过与预期的具体使用相称的各种实施例而利用本发明。其意图通过所附权利要求和所附权利要求的同等物限定本发明的范围。