(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910773091.5
(22)申请日 2019.08.21
(71)申请人 国家电网有限公司
地址 100017 北京市西城区西长安街86号
申请人 国网新源控股有限公司
江西洪屏抽水蓄能有限公司
(72)发明人 彭绪意 黄小军 杨雄 聂赛
洪云来 温锦红 秦程 刘泽
胥千鑫 章志平
(74)专利代理机构 杭州新源专利事务所(普通
合伙) 33234
代理人 吴添添
(51)Int.Cl.
G01B 11/14(2006.01)
G08C 17/02(2006.01)
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种发电机空气间隙测量装
置及其测量方法，它包括倾斜固定连接在发电机
定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器(1)和
固定连接在导轴承顶端一侧的键相传感器(2)，
导轴承侧面固定有金属靶片(3)；激光位移传感
器(1)和键相传感器(2)上分别连接有一号无线
收发模块(4)和无线发射模块(5)，发电机外设置
有连接有二号无线收发模块(7)PC机(6)；上述装
置的测量方法为键相传感器感应到发电机转速
较为平均时，激光位移传感器测量定子铁芯和转
子磁极之间的距离，完成空气间隙的测量。本发
明不仅能够提高测量准确度，还具有测量效率较
高和测量效果较好的优点。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 110332899 A 2019.10.15
C N 110332899
A
1.一种发电机空气间隙测量装置，其特征在于：包括倾斜固定连接在发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器(1)和固定连接在导轴承顶端一侧的键相传感器(2)，导轴承侧面对应键相传感器(2)的位置处固定有金属靶片(3)；激光位移传感器(1)和键相传感器(2)上分别连接有一号无线收发模块(4)和无线发射模块(5)，发电机外设置有PC机(6)，PC机(6)上设置有二号无线收发模块(7)。
2.根据权利要求1所述的一种发电机空气间隙测量装置，其特征在于：所述激光位移传感器(1)设有8个，且两两相对且均匀设置在定子铁芯和转子磁极上。
3.根据权利要求1所述的一种发电机空气间隙测量装置，其特征在于：所述一号无线收发模块(4)、无线发射模块(5)和二号无线收发模块(7)均采用射频信号。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种发电机空气间隙测量装置的测量方法，其特征在于，步骤如下：
a、当发电机需要测量空气间隙时，降低发电机的转速，此时发电机上的导轴承侧面的金属靶片经过键相传感器时，键相传感器能通过一号无线收发模块发送脉冲信号；PC机上的二号无线收发模块接收一号无线收发模块发出的脉冲信号，并记录多次相邻两次脉冲信号之间的时间，计算发电机的转速；
b、发电机的转速趋于匀速时，PC机上的二号无线收发模块接收脉冲信号后向激光位移传感器上的一号无线收发模块发射信号，使得发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器均开始连续测量定子铁芯和转子磁极之间空气间隙；
c、发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器将空气间隙的测量数据通过一号无线收发模块送至二号无线收发模块中，并进入PC机中进行收集处理。
权 利 要 求 书1/1页CN 110332899 A
一种发电机空气间隙测量装置及其测量方法
技术领域
[0001]本发明涉及相隔物体间隙的测量方法及装置，特别是一种发电机空气间隙测量装置及其测量方法。
背景技术
[0002]发电机空气间隙测量是一项非常重要的电磁与机械参数的反映，快速精确测量空气间隙对机组检修工作是非常重要的，能够真实地反映出机组状态，检修质量，直接影响发电机的安全稳定运行。同时所需时间长短也会制约整个机组的安装检修周期，直接影响电厂经济效益。
[0003]目前，在发电机空气间隙测量方面，几乎所有的水电站仍采用静态的人工测量的方式，即先将机组中的发电机停止，再将楔形的测量工具卡入间隙内，最后通过人工读数插入深度并计算间隙的大小，从而测出定子内圆以及转子外圆轮廓曲线相对于大轴旋转中心的偏心量等数据。但是，传统的采用静态的人工测量的方式时由于是人工测量读数时，由于不同的人感觉不同，读数存在一定差异，而且在数据传递过程中，在调整计算过程中难免存在一定的人为误差，准确度相对较低；测量时必须先使机组中的发电机处于停机静态条件下，才能对各个发电机空气间隙测量位布置人手监测记录数据，测量效率低；且测量数据无法反映机组在启动及以后的运行过程中气隙的变化情况，测量效果较差。因此，现有的发电机空气间隙测量方法和装置存在着准确度较低、测量效率较低和测量效果较差的问题。
发明内容
[0004]本发明的目的在于，提供一种发电机空气间隙测量装置及其测量方法。本发明不仅能够提高测量准确度，还具有测量效率较高和测量效果较好的优点。
[0005]本发明的技术方案：一种发电机空气间隙测量装置，包括倾斜固定连接在发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器和固定连接在导轴承顶端一侧的键相传感器，导轴承侧面对应键相传感器的位置处固定有金属靶片；激光位移传感器和键相传感器上分别连接有一号无线收发模块和无线发射模块，发电机外设置有PC机，PC机(6)上设置有二号无线收发模块。
[0006]前述的一种发电机空气间隙测量装置中，所述激光位移传感器设有8个，且两两相对且均匀设置在定子铁芯和转子磁极上。
[0007]前述的一种发电机空气间隙测量装置中，所述一号无线收发模块、无线发射模块和二号无线收发模块均采用射频信号。
[0008]前述的一种发电机空气间隙测量装置的测量方法，步骤如下：
[0009]a、当发电机需要测量空气间隙时，降低发电机的转速，此时发电机上的导轴承侧面的金属靶片经过键相传感器时，键相传感器能通过一号无线收发模块发送脉冲信号；PC 机上的二号无线收发模块接收一号无线收发模块发出的脉冲信号，并记录多次相邻两次脉冲信号之间的时间，计算发电机的转速；
[0010]b、发电机的转速趋于匀速时，PC机上的二号无线收发模块接收脉冲信号后向激光位移传感器
上的一号无线收发模块发射信号，使得发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器均开始连续测量定子铁芯和转子磁极之间空气间隙；
[0011]c、发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器将空气间隙的测量数据通过一号无线收发模块送至二号无线收发模块中，并进入PC机中进行收集处理。
[0012]与现有技术相比，本发明改进了现有的发电机空气间隙测量装置及其测量方法，通过导轴承上的键相传感器(PR9258/200-000)经过导轴承一侧金属靶片时能发射出脉冲信号，通过连续多次测量脉冲信号之间的时间间隔，计算出发电机的转速，当发电机的转速趋于平稳时；再向发电机定子铁芯和转子磁极上均倾斜相对设置的激光位移传感器(型号为LK-G3000)发送信号，通过两个相对设置的激光位移传感器分别测量定子铁芯和转子磁极之间的距离，从而得出发电机的空气间隙；激光位移传感器的误差在1微米左右，精度较高，且测量时间较短，测量效率较高；同时能在发电机转动时对发电机的空气间隙进行测量，能反映机组在启动及以后的运行过程中气隙的变化情况，测量效果较好。此外，本发明中的激光位移传感器设有八个，且两两相对均匀设置在定子铁芯和转子磁极上(一般发电机机组存在四个磁极)，对相邻四个磁极之间的空气间隙进行测量，测量速度更快，精度更高；一号无线收发模块(型号为loRa1268)、无线发射模块(型号为GW-T90)和二号无线收发模块(型号为loRa1268)均采用射频信号，信号传递较稳定。因此，本发明不仅能够提高测量准确度，还具有测量效率较高和测量效果较好的优点。
附图说明
[0013]图1是本发明的结构示意图；
[0014]图2是本发明的控制原理图。
[0015]附图中的标记为：1-激光位移传感器，2-键相传感器，3-金属靶片，4-一号无线收发模块，5-无线发射模块，6-PC机，7-二号无线收发模块。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
[0017]实施例。一种发电机空气间隙测量装置及其测量方法，构成如图1和2所示，包括倾斜固定连接在发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器1和固定连接在导轴承顶端一侧的键相传感器2，导轴承侧面对应键相传感器2的位置处固定有金属靶片3；激光位移传感器1和键相传感器2上分别连接有一号无线收发模块4和无线发射模块5，发电机外设置有PC机6，PC机6上设置有二号无线收发模块7。
[0018]所述激光位移传感器1设有八个，且两两相对且均匀设置在定子铁芯和转子磁极上；所述一号无线收发模块4、无线发射模块5和二号无线收发模块7均采用射频信号。[0019]上述的一种发电机空气间隙测量装置的测量方法，步骤如下：
[0020]a、当发电机需要测量空气间隙时，降低发电机的转速，此时发电机上的导轴承侧面的金属靶片经过键相传感器时，键相传感器能通过一号无线收发模块发送脉冲信号；PC 机上的二号无线收发模块接收一号无线收发模块发出的脉冲信号，并记录多次相邻两次脉
冲信号之间的时间，计算发电机的转速；
[0021]b、发电机的转速趋于匀速时，PC机上的二号无线收发模块接收脉冲信号后向激光位移传感器上的一号无线收发模块发射信号，使得发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器均开始连续测量定子铁芯和转子磁极之间空气间隙；
[0022]c、发电机定子铁芯和转子磁极上的激光位移传感器将空气间隙的测量数据通过一号无线收发模块送至二号无线收发模块中，并进入PC机中进行收集处理。
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