CN87205157U

CN87205157U - 电机转子物理参数测量装置

Info

Publication number: CN87205157U
Application number: CN 87205157
Authority: CN
Inventors: 王定远; 舒钦厚; 李�灿; 姚居济
Original assignee: Institute No10 Ministry Of Electronics Industry
Current assignee: Institute No10 Ministry Of Electronics Industry
Priority date: 1987-09-05
Filing date: 1987-09-05
Publication date: 1988-03-30

Abstract

本实用新型将电机转子表面物理参数(温度、压力等)通过敏感器变成电学量，然后用光学方法将物理参数信息从高速转动和强电磁干扰的转子上，以平行于转轴的方向无接触地发送到地面，然后经处理和微机运控后在显示器上显示出来，并打印记录。本装置使用敏感器范围广，测量点数多，并可避免交变电场、磁场及振动的干扰。对大、中、小各型电机均适用。

Description

电机转子物理参数测量装置

本实用新型涉及一种电机转子物理参数测量装置。

电机转子的物理参数测量，特别是温度测量是国际，国内的重要研究课题之一。电机运行过程中，转子的温度状态是一个非常重要的参数，它可以反映出电机的负载能力，故障等因素。但是电机转子处于高速转动状态，转子和定子之间的间隔很小，而交变磁场则在几千至一万高斯之间，因此普通的测温装置很难准确地测量电机转子的表面温度。目前已正式投入使用的只有滑环式电机转子测温装置。这种装置采用滑环和电机转子直接接触传递信号，由于转子和滑环磨擦接触，容易产生信号失真；滑环体积亦太大，极易磨损。由于上述缺陷的存在，限制了滑环式电机转子测温装置的推广使用。为了克服采用接触式发射信号所带来的技术缺陷，研究者们还陆续提出了非接触式发射方案，比较典型的是无线电发射和超声波发射信号两种方案。无线电发射方案是在电机转子上安置与转子转轴同心的环状无线电天线发射信号，接收装置亦采用环状无线电天线接收信号，采用无线电天线发射采集到的信号除了易受空间电磁场的干扰外，还受多普勒效应影响。超声波发射方案是将超声波发射头安置在转子上，超声波接收头则安置在定子上，这种方式无法克服机械振动所造成的干扰，并且测量装置体积和功耗也大。

本实用新型的目的是设计一种采用光电传输的电机转子物理参数测量装置，旨在避免空间电磁场和机械振动对信号传输的干扰，同时也减小测量装置的体积和功耗。

本实用新型由机上电路和地面电路两大部份构成。机上部份由敏感器、振荡器、多路器、传输门、时间控制器、编码器和信号发射器组成，地面部份由信号接收器、放大器、译码器、数据处理器、时序接口、微机、显示器、打印机和报警器组成。

各敏感器分别连到处理转换器上，然后将温度（或压力等其它物理参数信息）信息转成编码时分的串行温度（或压力等其它物理参数）信号，此信号送到信号发射器上进行直接发射，由固定在地面或机壳上的信号接收器接收，接收到的光电信号经放大处理和译码后，送入微处理机进行运算，得出温度（或压力等其它物理参数）数值，最后将结果显示出来并打印输出。

装在转子上的信号发射器是与电机转子转轴同心的电光发射环，电光发射环上至少有一个由至少一个电光二极管组成的发射弧段，固定在地面或机壳上的信号接收器亦是与电机转子转轴同心的光电接收环，光电接收环上至少有一个由至少一个光电二极管组成的接收弧段，电光发射环和光电接收环的半径相同，电光发射环和光电接收环之间的间距为1－30cm，电光二极管平行于电机转子转轴方向发射，电光二极管按下述公式在电光发射环上均匀排布：电光二极管发射角（光能分布角）为α，收发距离为D，则发光管之间的间距（或弧长距离）d＝（tg (a)/(Z) ）×D×2。信号发射器和信号接收器的电光二极管和光电二极管的匹配方式可归结为以下三种方式：

（1）信号发射器是由多个电光二极管在转子上均布成环，信号接收器则由单个光电二极管构成一个接收弧段；

（2）信号发射器由单个电光二极管构成一个发射弧段，信号接收器则由多个光电二极管均布成环；

（3）信号发射器是由一个以上的电光二极管组成的单个发射弧段，信号接收器则由多个光电二极管组成的多个同心接收弧段；

（4）信号发射器是由多个电光组成的多个同心发射弧段，信号接收器则由一个以上的光电二极管组成的单个接收弧段；

（5）信号发射器是由多个电光二极管组成的多个同心发射弧段，信号接收器亦是由多个光电二极管组成的多个同心接收弧段。

本实用新型的放大器是采用输入端为自举电路的宽频电路，信号接收器的多个光电二极管并联后和放大器相连。

本实用新型的敏感器和振荡器的连接线采用双绞加屏蔽的特殊导线，屏蔽端在振荡器近地点接地，这样使得敏感器可距振荡器电路几米外稳定工作。

本实用新型的测温点数可以在1～63点之内调整，也可以按63点的倍数扩展到更多的点，测温范围也可以随所选用的敏感器而变，测温精度也随敏感器的灵敏度而变，例如采用晶体敏感器，精度可以到1／100℃。如果采用压敏器件就可测量转子表面压力或相对振动。本实用新型还可同时用于转子的其余的物理参数监测，如转子的转动速度，转子和定子之间的间隙宽度等物理参数的监测。本实用新型也可用于一般转动体上的物理参数监测。

本实用新型采用平行于转轴方向的光电传输方式将电机转子上的物理参数送至地面，避免了空间电磁场的干扰，也解决了滑环接触输出带来的一系列问题，实现了长期监测的目的。将信号平行于电机转子转轴方向输出为电机的广泛应用带来了方便，同时也解决了转动时的振动干扰。

本实用新型所用器材简单、体积小、重量轻，可用于各型电机，特别是汽轮机、直流电机的转子物理参数监测。

本实用新型的实施例结合附图说明如下：

图1为本实用新型的结构示意图。

1－电机转子转轴，2－接收弧段的30m电缆，3－接收弧段，弧段上布有32个光电二极管，接收弧段和转轴同心固定在机壳上，为电光发射环的1／4弧长，4－信号发射器，在电光发射环上有按90°角分布的四个发射弧段，每个发射弧段里布有4个电光二极管，5－机上电路，安装于电光发射环上，6－敏感器（热敏电阻），置于需测温的地方，以5米长的高温线连到振荡器上，7－发射弧段的连接导线将4个发射器并联起来。

信号发射器为按90°分布的四个发射弧段，接收弧段为电光发射环的1／4弧长，这样任何时刻都有一到二个发射弧段处于接收范围内，从而实现交叉复盖，不间断地发射接收，收发距离为40mm机上电路用蓄电池供电，6节3A时电池组可连续工作48小时。本实施例的电池组上配有光开关控制，即需要测量时，地面发射光信号，可测量4～5个循环，然后自动断电停止工作。这种工作方式可长期监测。如果每天测量三次，可以半年才更换电池。

图2为机上电路框图。

a₁－敏感器，a₂－振荡器，a₃－多路器，a₄－传输门，a₅－时间控制器，a₆－编码器，a₇－信号发生器。

图3为信号发射器结构示意图。

A₁－发光二极管结构布置示意，A₂－电路中发光二极管，A₃－20Ω电阻，A₄－三极管3DK9E，A₅－输出端，V_CC＝5V。

图4为信号接收器结构示意图。

b₁－光电二极管结构布置示意，b₂－电路中光电二极管，b₃－10KΩ电阻，b₅－100KΩ电阻，b₆－1MΩ电阻，b₇－1KΩ电阻，b₈－2KΩ电阻，b₉－47μF电容，b₁₀－三极管3CG17B，b₁₁－3DJ9G场效应管，b₁₂－51KΩ电阻，b₁₃－47μF电容，b₁₄－36Ω电阻，b₁₅－270Ω电阻，b₁₆－1μF电容，V_CC＝5V，V_bb＝12V

图5为地面电路框图。

B₁－信号接收器，B₂－放大器，B₃－译码器，B₃－译码器，B₄－数据处理器，B₅－时序接口，B₆－微机，B₇－显示器，B₈－打印机，B₉－报警器。

Claims

1、一种电机转子物理参数测量装置，由机上电路和地面电路两大部份构成，机上电路由敏感器、振荡器、多路器、传输门、时间控制器、编码器和信号发射器组成，地面电路由接收器、放大器、译码器、数据处理器、时序接口、微机、显示器、打印机和报警器组成，其特征在于装在转子上的信号发射器是与电机转子转轴同心的电光发射环，电光发射环上至少有一个由至少一个电光二极管组成的发射弧段，固定在地面或机壳上的信号接收器是与电机转子转轴同心的光电接收环，光电接收环上至少有一个由至少一个光电二极管组成的接收弧段，电光发射环和光电接收环的半径相同，电光发射环和光电接收环之间的间距为1-30cm，电光二极管平行于电机转子转轴方向发射。

2、据权利要求1所述的测量装置，其特征在于放大器是采用输入端为自举电路的宽频电路。

3、据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于信号接收器的多个发光二极管并联后和放大器相连。

4、据权利要求1所述的测量装置，其特征在于敏感器和振荡器的连接线采用双绞加屏蔽的特殊导线，屏蔽端在振荡器近地点接地。