CN113567730A - 一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法，通过光电测速传感器测量发电机转速，采用磁吸式支架固定多功能绝缘杆，绝缘杆顶部与测试碳刷连接。测试时固定在绝缘连接杆上的光电测速传感器及碳刷可同时测量发电机转速和电压信号，发电机运转后多同道数据采集器采集从静止至额定转速下不同转速对应的电压幅值，最终数据采集器将采集的数据传送至计算机并显示发电机转速及轴电压的有效值和波形。本发明可测试不同转速下对应轴电压的数值及波形并可在获取转速特性的前提下获得不同功率下对应轴电压的数值及波形。本发明弥补了在不同工况下发电机轴电压的测量发电机轴电压的空白并能够有效帮助测量人员预防轴电压带来的危害。

Description

一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法

技术领域

本发明属于风力发电机检测技术领域，涉及一种发电机轴电压测试方法，具体涉及一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法。

背景技术

发电机转轴旋转时，只要存在不平衡的磁通交链在转轴上，就会在转轴端产生感应电动势形成轴电压，当轴电压达到一定数值时，就会造成油膜击穿，损坏转轴和轴承，影响发电机的正常运行。

目前，对于风力发电机的轴电压测试大多在出厂时进行，而对在役的风力发电机组很少开展测量。当对在役的风力发电机开展轴电压测量时，通常是采用万用表直接测量。测试时将轴电压从旋转的转轴上导入测量万用表，试验危险性较大。使用万用表测量的是轴电压的有效值，而无法显示得到轴电压变化波形。

另外，目前对在役发电机轴电压只是单纯测量电压值，没有对测量时发电机的转速和功率进行要求。简单的测量无法有效的建立发电机转速、功率和轴电压的对应关系，进而无法发现预测轴电压的变化趋势也无法预防轴电压对发电机产生的危害。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法，其优势在于可对在役的风力发电机组发电机开展轴电压测量，并能够有效显示测量轴电压的有效值和变化波形，同时对发电机转速的测量和功率的换算能够有效建立不同发电机转速、功率下和轴电压的对应关系。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法，包括以下测试步骤：

1)在发电机外壳的驱动端端面上固定磁吸附装置；

2)根据发电机的型号参数在计算机上设置测试发电机的转速特性曲线；

3)连接磁吸附装置和多功能绝缘杆，架设多功能绝缘杆至便于碳刷和光电测速传感器安放的合适位置；

4)安装光电测速传感器和碳刷，将反光贴纸贴在发电机驱动端转轴面上，调节光电测速传感器使其发射端对准反光贴纸；

5)联动调节多功能绝缘杆和碳刷压簧，使碳刷能够紧密贴合发电机驱动端转轴面；

6)拆去发电机驱动端接地碳刷，准备测量发电机不接地状态下轴电压的变化；

7)启动发电机使其从静止上升至额定转速，数据采集器自动收集转速和电压信号并传送至计算机；

8)计算机获得不同发电机转速下对应的轴电压幅值和变化波形；

9)计算机根据预算设置的发电机转速特性曲线产生不同功率下对应的轴电压幅值和变化波形；

10)接上发电机驱动端接地碳刷，测量发电机接地状态下轴电压随转速和功率的变化；

11)重复步骤7)至步骤10)，收集发电机接地碳刷是否接地状态下的两组轴电压数值即完成测试。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

可对在役的风力发电机组发电机开展轴电压测量，并能够有效显示测量轴电压的有效值和变化波形，同时对发电机转速的测量和功率的换算能够有效建立不同发电机转速、功率下和轴电压的对应关系。本发明弥补了在不同工况下发电机轴电压的测量发电机轴电压的空白并能够有效帮助测量人员预防轴电压带来的危害。

附图说明

图1是本发明方法流程图。

图2是发电机的转速特性曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

1)由于风电机组的各数据端口的闭源性和转速传感器的测量准确性等条件限制，无法根据发电机组已有转速传感器获取发电机转速信息。为简便测量方法和测速步骤本发明选用光电测速传感器配合反光贴纸测量发电机转轴转速。

2)由于测量在役风力发电机组功率操作较为复杂、现场接线量较大、涉及到的测量设备较多，故本发明根据被测发电机的转速特性曲线通过计算机将转速转化为对应功率。

3)为使碳刷紧密贴合发电机转轴并保证测试电压的准确性，采用具有压簧的碳刷测量发电机的轴电压。

4)为保证发电机转速和轴电压的实时对应性，采用数据采集器同时采集转速和电压信号。

5)采用计算机根据发电机转速特性曲线换算不同转速对应功率，最终计算机显示和记录有发电机轴电压的效值和变化波形，并建立发电机转速、功率和轴电压的对应关系。

本实施例一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法，包括以下测试步骤：

1)在发电机外壳的驱动端端面上固定磁吸附装置；

2)根据发电机的型号参数在计算机上设置测试发电机的转速特性曲线，如图2所示；

3)连接磁吸附装置和多功能绝缘杆，架设多功能绝缘杆至便于碳刷和光电测速传感器安放的合适位置；

4)安装光电测速传感器和碳刷，将反光贴纸贴在发电机驱动端转轴面上，调节光电测速传感器使其发射端对准反光贴纸；

5)联动调节多功能绝缘杆和碳刷压簧，使碳刷能够紧密贴合发电机驱动端转轴面；

6)拆去发电机驱动端接地碳刷，准备测量发电机不接地状态下轴电压的变化；

7)设置数据采集器，其中采样频率为90Hz，并输出的均值0.01s的数据作为有效值；

8)启动发电机使其从静止上升至额定转速，数据采集器自动收集转速和电压信号并传送至计算机；

9)计算机获得不同发电机转速下对应的轴电压幅值和变化波形，其中转速的步长为100rpm(测试人员重点关注转速在500rpm、1000rpm、1500r/min、1700rpm的电压值)；

10)计算机根据预算设置的发电机转速特性曲线产生不同功率下对应的轴电压幅值和变化波形，其中功率步长为100kW(测试人员重点关注功率在500kW、1000kW及额定功率的电压值)；

11)接上发电机驱动端接地碳刷，测量发电机接地状态下轴电压随转速和功率的变化；

12)重复步骤8)至步骤11)，收集发电机接地碳刷是否接地状态下的两组轴电压数值即完成测试。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于转速信号的发电机轴电压测量方法，其特征在于，包括以下测试步骤：

1)在发电机外壳的驱动端端面上固定磁吸附装置；

2)根据发电机的型号参数在计算机上设置测试发电机的转速特性曲线；

3)连接磁吸附装置和多功能绝缘杆，架设多功能绝缘杆至便于碳刷和光电测速传感器安放的合适位置；

4)安装光电测速传感器和碳刷，将反光贴纸贴在发电机驱动端转轴面上，调节光电测速传感器使其发射端对准反光贴纸；

5)联动调节多功能绝缘杆和碳刷压簧，使碳刷能够紧密贴合发电机驱动端转轴面；

6)拆去发电机驱动端接地碳刷，准备测量发电机不接地状态下轴电压的变化；

7)启动发电机使其从静止上升至额定转速，数据采集器自动收集转速和电压信号并传送至计算机；

8)计算机获得不同发电机转速下对应的轴电压幅值和变化波形；

9)计算机根据预算设置的发电机转速特性曲线产生不同功率下对应的轴电压幅值和变化波形；

10)接上发电机驱动端接地碳刷，测量发电机接地状态下轴电压随转速和功率的变化；

11)重复步骤7)至步骤10)，收集发电机接地碳刷是否接地状态下的两组轴电压数值即完成测试。

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