CN110199183B - 旋转电机的楔形件松动检查装置 - Google Patents

Abstract

在通过旋转电机的楔形件击打进行的楔形件松动诊断中，由于击打音波形相对于楔形件松动量的变化发生的变化较小，很难对楔形件的松动量的微小差异进行判别，因此，在通过对楔形件的表面进行按压的按压部，对楔形件进行了按压的状态下，利用所述击打部对所述楔形件进行击打，并减小高频率的击打音，从而扩大击打音的大小相对于楔形件的松动量的变化发生的变化量，根据通过击打音获取部获取到的击打音，对楔形件松动量进行判断。

Description

旋转电机的楔形件松动检查装置

技术领域

本发明涉及一种旋转电机的楔形件松动检查装置。

背景技术

旋转电机由转子和定子构成，通过定子将由转子的旋转而产生的磁场的变化转换成电能。定子是将线圈***到将硅钢板层叠而成的铁芯的切槽中，并通过绝缘性构件加压固定的结构。作为加压固定的方法，通过将波状的波纹弹簧和作为板状构件的楔形件重叠在线圈上方，一边对波纹弹簧进行压缩，一边利用楔形件按入，从而成为对线圈导体进行固定的结构。在上述结构的发电机中，需要将线圈维持管理在规定的加压固定状态。在具有上述线圈固定结构的发电机中，在经过规定使用年限之后对楔形件的固定状态进行检查，若松动的话，则为了恢复加压力而进行波纹弹簧或楔形件的更换维护。

上述旋转电机的楔形件松动的检查是利用锤子击打楔形件，并根据由此产生的声音判断来进行的(专利文献1)。

另外，提出了一种装置(专利文献2)，不依赖于检查员的技能，对击打力进行控制，以对楔形件表面的多个部位施加击打以产生多个击打音，由上述多个击打音求出特征量，从而进行松动状态的判断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2000-131196公报

专利文献2：日本专利特开2013-142598公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

利用锤子击打旋转电机的楔形件的松动，对此时产生的击打音进行测量，根据击打音的波形大小来判别出楔形件的紧固状态和松动状态。但是，在即使楔形件的松动量稍微变化，击打音的波形也不会大幅变化的情况下，存在很难把握微小的楔形件的松动状态的问题。

本发明为解决上述问题而作，其目的在于获得一种楔形件松动检查装置，使产生的击打音相对于楔形件的松动量的变化发生的变化变大，从而能够对楔形件的松动量的微小变化进行判断，以使得判断的精度得到提高。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的特征是，包括：击打部，所述击打部对旋转电机的楔形件进行击打；按压部，所述按压部对所述楔形件的表面进行按压；击打音获取部，所述击打音获取部获取对所述楔形件进行了击打时产生的击打音；基台部，所述基台部供所述击打部、所述按压部和所述击打音获取部装设；以及控制装置，所述控制装置对所述击打部、所述按压部和所述击打音获取部进行控制，在通过所述按压部对所述楔形件进行了按压的状态下，通过所述击打部对所述楔形件进行击打，并根据通过所述击打音获取部获取到的击打音，对楔形件松动量进行判断。

发明效果

根据本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置，由于在通过按压部对楔形件的表面进行了按压的状态下获取击打音，因此，能够抑制在楔形件被牢固固定的状态下产生的击打音，并能扩大击打音的大小相对于楔形件的松动量的变化发生的变化量，从而能实现楔形件的松动量的判断精度高的楔形件松动检查装置。

附图说明

图1是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的实施方式1的结构图。

图2是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的局部示意结构图。

图3是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的检查对象、即旋转电机的定子结构的结构图。

图4是旋转电机的定子的局部放大图。

图5是图4的示意剖视图。

图6是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的效果的特性图。

图7是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的使用状态的结构图。

图8是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的使用状态的结构图。

图9是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的击打部的结构图。

图10是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的击打部的结构图。

图11是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的按压部的变形例的结构图。

图12是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的按压部的变形例的结构图。

图13是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的把持部的变形例的结构图。

图14是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的实施方式2的结构图。

图15是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的实施方式2的变形例的结构图。

图16是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的按压部的变形例的结构图。

图17是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的按压部的动作图。

图18是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的按压部的动作图。

图19是本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的按压部的动作图。

图20是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置的变形例的结构图。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示本发明的旋转电机的楔形件松动检查装置结构的图，楔形件松动检查装置1包括：击打部2，上述击打部2对旋转电机的楔形件进行击打；按压部3，上述按压部3对楔形件的表面进行按压；击打音获取部4，上述击打音获取部4获取击打楔形件时产生的击打音；基台部5，上述基台部5供击打部2、按压部3和击打音获取部4装设；以及控制装置6，上述控制装置6对击打部2、按压部3和击打音获取部4进行控制，在通过按压部3对楔形件进行了按压的状态下，通过上述击打部对楔形件进行击打，根据通过击打音获取部4获取到的击打音对楔形件松动量进行判断。

上述旋转电机的楔形件松动检查装置1的从侧面观察的配置如图2所示地构成。即，在基台部5安装有击打部2、按压部3和击打音获取部4，控制装置6通过电气配线配置在与基台部5不同的位置。按压部3从基台部5突出地配置，从而容易与楔形件接触。

作为上述楔形件松动检查装置1的检查对象的旋转电机的定子如图3的局部图所示地构成。即，旋转电机由旋转的转子101和相对于转子101不动的定子102构成。在定子102中沿圆周方向等间隔地配置有槽，线圈103经由波纹弹簧104，利用***到定子102的槽的开口部的楔形件105，被以按压于定子102的方式约束保持。波纹弹簧104的挠曲量通过垫片(日文：シム)106来调节。若将上述图3所示的槽中的一个放大表示，则如图4所示。此外，上述图4所示的槽的局部截面如图5所示地构成。

当线圈103的约束力降低时，线圈103因自身的电磁力或是设备的机械振动等而振动，线圈103的绝缘层磨损，从而导致绝缘破坏，定子102与线圈103发生短路而成为旋转电机停止、损伤、事故的原因。为了将上述问题防范于未然，在具有线圈固定结构的旋转电机中，定期根据楔形件105的松动状态对线圈103的固定状态进行检查，若存在松动，则进行楔形件105和波纹弹簧104的更换，以维持线圈103的约束力。

对使用本实施方式1的楔形件松动检查装置1进行楔形件的松动检查的维护检查作业的情况进行说明。

首先，将旋转电机的转子101卸下，以容易对定子102的槽的开口部的楔形件105进行检查，将楔形件松动检查装置1设置在待检查的楔形件105上，通过基台部5进行固定，以防止楔形件松动检查装置1移动。此时，击打部2和按压部3配置在同一楔形件上。之后，按压部3与楔形件105的表面接触，对该楔形件105进行按压。在此状态下，通过利用楔形件松动检查装置1的控制装置6对击打部2瞬间供给电流，从而使击打部2瞬间对楔形件105进行击打。通过击打音获取部4对由上述击打而产生的击打音进行测量，并通过控制装置6中的运算处理对楔形件105的松动量进行判断。

将获取到的击打音的大小相对于楔形件松动量的变化的关系示于图6。图6是表示楔形件的松动量与击打音的大小的关系的特性图，横轴表示楔形件松动量，纵轴表示击打音的大小。上述特性图中的虚线A表示楔形件的表面未被按压的状态下的楔形件松动量与击打音的大小的关系，实线B表示楔形件的表面被按压的状态下的楔形件松动量与击打音的大小的关系。在作为本发明对象的旋转电机的结构中，随着楔形件105的松动量增大，击打音变大。此外，同时，虽然在特性图中未表现出，但在该击打音的频率的主分量中，随着楔形件的松动量增大，低频率分量逐渐变多。

根据本实施方式1，通过使按压部3对楔形件105的表面进行按压，从而抑制楔形件105被牢固固定时产生的高频率的声音。

即，通过减小高频率的击打音，如实线B所示，与虚线A相比，特性的倾斜变大，相对于楔形件的松动量x的变化，击打音的大小的变化量从y1扩大至y2。

由此，由于实现了依赖于频率的不同振动的抑制效果，因此，如图6所示，与未设置按压部3的情况相比，能够更大程度地抑制楔形件紧固时的声音。由此，能够更容易判别出楔形件松动量，并提高判断分辨率。

根据本发明实施方式1的旋转电机的楔形件松动检查装置1包括：击打部2，上述击打部2具有施加用于使楔形件105激振的击打能量的机构；按压部3，上述按压部3对楔形件105的表面进行按压；击打音获取部4，上述击打音获取部4获取击打音；基台部5，上述基台部5供上述击打部2、按压部3和击打音获取部4装设；以及控制装置6。如图7所示，基台部5固定于定子102的表面，按压部3配置成与楔形件105的表面接触。为了容易进行处理作业，在上述楔形件松动检查装置1的基台部5的上表面设置有把持部51。上述把持部51用于供操作者对楔形件松动检查装置1进行把持搬运、定位。

如图7所示，按压部3由弹性件31和按压构件32构成。弹性件31只要是具有规定刚性的构件即可，但理想的是，为了更高精度进行松动判断，弹性件31优选为弹簧等具有接近于线性弹性件的特性的构件。此外，按压构件32只要是具有规定质量的构件即可，但有利的是，优选为金属构件等变形强的刚体。其理由是，为了在弹性件31和按压构件32的选择中减小按压构件32的弹性模量影响，有利于实现高精度的楔形件松动检查装置。此时，由于楔形件松动检查装置1无法与定子102及楔形件105分离，因此，按压部3的按压力必须小于基台部51的固定力。此外，为了在楔形件松动检查装置1安装时使按压部32对楔形件105进行按压，在弹性件31为自然长度时，按压构件32必须比基台部51从基台部5朝楔形件105的方向突出。

另外，理想的是，上述弹性件31和按压构件32的规定刚性k及规定质量m的组合选择为对于使楔形件105激振时产生的楔形件105的振动频率ω，满足下式。

[数学式1]

在这种情况下，能够实现更高精度的楔形件松动判断。楔形件激振时的振动频率ω理想的是将通过下述方法获得的频率作为上述振动频率ω，即，预先使用材质、尺寸相同的楔形件105和波纹弹簧104，在旋转电机、甚至是旋转电机的定子模拟装置等中进行松动状态的再现，并在使楔形件105激振时获取的频率。根据上述方法，通过持有与各种旋转电机相应的数据集，能够实现高精度的楔形件松动判断。另外，简单来说，也可以将下述频率作为振动频率ω，即，在按压构件32不与楔形件105接触的状态下使楔形件105进行激振，并在此时获得的振动频率中朝低频率一侧带有余量的频率。

在图7中，示出的是楔形件松动检查装置1的从侧面侧观察到的截面结构。将从旋转电机的定子102的转轴侧观察到的上述楔形件松动检查装置1的结构示于图8。如上述图8所示，在设置于定子102的槽中设置有线圈103和波纹弹簧104，线圈103和波纹弹簧104被楔形件105按压。为了确认上述楔形件105的按压未产生松动，将楔形件松动检查装置1固定在定子102的内壁面上以进行检查。通过基台部5进行朝向定子102的固定。在上述图8中，按压部3隐藏在击打部2之后，但如图2和图7所示，以按压部3、击打部2、击打音获取部4的顺序排列。如上述图8所示，楔形件松动检查装置1跨过楔形件105固定以进行检查。

图9是使用本发明实施方式1的击打部2的结构图。击打部2由直线动作类型的螺线管致动器21、轴22和击打件23构成。在未供给电流时，轴22位于上述图9中以实线表示的位置，通过对螺线管致动器21供给电流，轴22和安装于该轴22前端的击打件23直线移动至以虚线表示的位置，从而从基台部5对楔形件105进行击打。

击打音获取部4使用例如MEMS麦克风、电容麦克风等集音传感器。此外，上述击打音获取部4只要是能正确测量击打音的位置，则也可以配置在基台部5的任意位置。另外，例如也可以另行将集音传感器保持部安装于基台部5，并将集音传感器设置于该集音传感器保持部。

基台部5例如具有磁铁或空气吸引装置这样的固定功能。通过上述固定功能，将基台部5固定于旋转电机的定子102，防止击打时楔形件松动检查装置1从定子102剥离，并使击打条件始终恒定，从而能够正确地实施楔形件松动判断。

另外，在本实施方式1中，示出了将轴22与螺线管致动器21组合形成击打部2的结构，但还能够使用例如能在弹性件中蓄力并瞬间释放来实现击打的结构。另外，若击打件23只要是能实现对楔形件105进行击打的动作的结构，则其它方式的结构也当然能够适用，并且还能使用跷跷板那样的转动机构，而不是本实施方式1所示那样的直线动作的机构。

图10表示将实施方式1中的击打部2局部进行了改良的结构。即，在上述图10中，表示出在击打部2设置有击打力测量机构24的结构。设置上述击打力测量机构24，对击打力进行测量，能够通过控制装置6对螺线管致动器21的加速状态进行控制，以使击打力处于恒定的状态。通过这样构成，考虑了楔形件击打力相对于楔形件105的表面高度不同、击打位置偏差之类的楔形件击打条件、环境的变化发生的变化，以实现恒定的击打力，从而能够提高楔形件松动判断的判断精度。

图11表示由弹性件31、按压构件32和衰减器33构成实施方式1中的按压部3的情况。在这种情况下，与没有衰减器33的结构相比，按压部3所具有的振动特性的设计自由度得以扩展。上述衰减器33使来自楔形件105的振动快速衰减，并且能够与旋转电机相适应地进行调节，从而能够容易根据旋转电机对相对于楔形件松动量的击打音的大小的变化进行判别。由此，能够进一步提高楔形件松动判断的判断分辨率。

图12表示由多个按压构件构成实施方式1中的按压部3的按压构件32的情况。即，由第一按压构件321和第二按压构件322构成按压构件32，将与楔形件105接触一侧的第二按压构件322设为弹性体等具有弹性的材料。另外，除了上述部分之外的结构与上述说明的结构相同。

一般的楔形件105有时会根据发电机而使用层叠树脂材料，在这种情况下，当使用金属制的按压构件对楔形件105的表面施加按压力时，可能会对楔形件105的表面造成损伤。即，在同一旋转电机内，从定子102到楔形件105表面的深度不均匀，特别是到楔形件105表面的深度较浅的部位，弹性件31会大幅收缩而对按压构件32更强地按压，因此，容易对楔形件105造成损伤。因此，通过由弹性体等具有弹性的材料构成与楔形件105接触的接触构件，以作为第二按压构件322，从而能够防止对楔形件105的表面造成损伤。

图13表示将实施方式1中的把持部51的安装位置进行了改变的结构。在实施方式1中，如图7所示，把持部51设置于楔形件松动检查装置1的上部，但在上述图13所示的结构中，将把持部51设置于楔形件松动检查装置1的侧面。另外，除了上述部分之外的结构与上述说明的结构相同。

在实施方式1中，对操作者进行检查作业时从旋转电机中卸下转子101的情况进行了说明。但是，在转子101与定子102的间隙为允许楔形件松动检查装置进入的尺寸的情况下，通过将包括把持部51在内的结构设为尽可能薄的结构，能够获得无需将转子卸下就能实现放入、取出和固定这样独特的效果。

实施方式2

实施方式1的楔形件松动检查装置1假定操作者直接处理楔形件松动检查装置1以进行检查，但将旋转电机的转子101从定子102中抽出的操作非常麻烦，作为实施方式2，对构成为不将转子101抽出而进行楔形件松动检查的情况进行说明。

本实施方式2对能够在不将转子101抽出的状态下进行旋转电机的楔形件105的检查的旋转电机的楔形件松动检查装置1进行说明。

图14是表示本实施方式2中的楔形件松动检查装置1的结构图。相对于实施方式1，本实施方式2所示的楔形件松动检查装置1的基台部5的结构不同。即，在本实施方式2的结构中，构成为能够利用楔形件松动检查装置1单体，一边沿着在旋转电机的定子102的轴向上延伸配置的楔形件105移动，一边进行检查作业。另外，在实施方式1中说明的结构的各个相同符号分别表示相同或相当的部分。

在图14中，基台部5包括：行进装置52，上述行进装置52用于在定子102上沿旋转电机的轴向扫描；以及吸附装置53，上述吸附装置53使楔形件松动检查装置1吸附于定子102。行进装置52使用车轮54或图15所示的履带55。图14和图15所示的吸附装置53例如可列举磁铁或空气吸引。一边通过吸引装置53使楔形件松动检查装置1吸引于定子102，一边通过行进装置52在旋转电机内前进，从而能够实现任意位置处的楔形件松动检查。根据本实施方式2的楔形件松动检查装置1，通过将本装置***到旋转电机的转子101与定子102的间隙的检查，从而能够避免旋转电机的转子抽出、再***和调节的工序，因此，能够获得能大幅缩短检查工期这样的效果。

图16是与按压部3的结构改进相关的图，构成具有对上述按压部3的按压构件32的高度进行自由调节的功能的按压部3。上述按压部3的结构的一例示于图17。如上述图17所示，按压部3包括弹性件31、按压构件32、背面板34和背面板驱动装置35。背面板34构成为可沿按压部3的按压方向直线运动，并且构成为通过背面板驱动装置35使位置发生变化。背面板驱动装置35由凸轮36、电动机37和背面板复位弹簧38构成，当电动机37使凸轮36旋转时，如图18所示，根据凸轮36的直径的变化，背面板34朝按压部3的按压方向移动。由此，在检查时，通过使背面板34朝楔形件105的方向移动，从而将按压构件32按压于楔形件105。此外，在使装置行进时，如图19所示，通过使背面板34朝基台部5的方向移动，背面板复位弹簧38能够拉扯背面板34，以将按压构件32与楔形件105分离。

由此，通过消除因按压构件32与楔形件105的接触摩擦导致的装置行进时的阻力，能够降低行进所需的扭矩，能够实现利用小型的行进装置52的装置行进。此外同时，在一边将按压构件32按压于楔形件105一边行进的情况下，楔形件105的表面会产生损伤，但能够防止上述损伤的形成。另外，前述背面板驱动装置35示出了凸轮36、电动机37和背面板复位弹簧38的结构，但只要是能够实现背面板34的沿按压部3的按压方向和分离方向的移动的结构，则能够进行替换，例如，能够使用螺纹机构、曲柄机构和液压机构等。

图20是表示将按压部3的按压构件32的结构进行了改进的楔形件松动检查装置1的结构图。在上述图20中，将按压构件32设为轮子。通过如上所述采用轮子的结构作为按压构件32，即使一边将按压部32按压于楔形件105一边行进，与滑动摩擦相比，滚动摩擦非常小，因此，也能够降低行进所需的扭矩，能够实现利用小型的行进装置52的装置行进。此外，同时，能够防止因一边将按压构件32按压于楔形件105一边行进而可能出现的损伤的形成。另外，楔形件105的表面相对于定子102的深度不均匀，即使楔形件间移动时产生高低差，若是轮子的话，则能够以小阻力越过，因此，能够大幅降低行进装置在中途停止的危险性。

另外，本发明并不限定于前述实施例，而是包括各种变形例。此外，本发明在其发明的范围内能够将实施方式的任意构成要素适当变形、省略。

Claims (8)

1.一种旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

包括：击打部，所述击打部对旋转电机的楔形件进行击打；按压部，所述按压部对所述楔形件的表面进行按压；击打音获取部，所述击打音获取部获取对所述楔形件进行了击打时产生的击打音；基台部，所述基台部供所述击打部、所述按压部和所述击打音获取部装设；以及控制装置，所述控制装置对所述击打部、所述按压部和所述击打音获取部进行控制，在通过所述按压部对所述楔形件进行了按压的状态下，通过所述击打部对所述楔形件进行击打，根据通过所述击打音获取部获取到的击打音，对楔形件松动量进行判断，

所述按压部具有按压构件和弹性件，其中，所述按压构件对所述楔形件进行按压，所述弹性件产生用于使所述按压构件按压于所述楔形件的力，所述弹性件配置在所述基台部与所述按压构件之间，并以使所述按压构件按压于所述楔形件的方式施力。

2.如权利要求1所述的旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

所述按压构件构成为能将由所述击打部激振的所述楔形件的振动频率设置成低频率。

3.如权利要求1所述的旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

在所述按压构件与所述基台部之间包括衰减器，所述衰减器与所述弹性件并行地产生衰减力。

4.如权利要求1所述的旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

通过第一按压构件和具有弹性的第二按压构件构成所述按压部的按压构件，将所述第二按压构件按压于所述楔形件的表面。

5.如权利要求1所述的旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

在所述击打部安装有用于对击打力进行测量的击打力测量机构。

6.如权利要求1所述的旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

所述基台部包括：能行进的行进装置；以及能吸附支承的固定装置。

7.如权利要求5所述的旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

所述按压部以收缩的方式构成。

8.如权利要求5所述的旋转电机的楔形件松动检查装置，其特征在于，

所述按压部具有轮子，通过所述轮子对所述楔形件进行按压。

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