專利名稱：測量定子線圈槽中緊密度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及發(fā)電機，更具體而言，涉及一種用于測量渦輪發(fā)電機的電樞槽內(nèi) 的定子線圈的切向緊密度的方法。
背景技術(shù)：
在大型發(fā)電機中，定子組件包括被保持在電樞槽內(nèi)的定子線圈。定子線圈可通過 定子楔被保持就位，該定子楔通常被插入到位于電樞槽任意側(cè)上的一對相對的平行槽內(nèi)。 頂波紋彈簧能夠被插入到定子楔與定子線圈之間，以保持定子線圈上的有效負(fù)載，并由此 保持定子線圈上的恒定壓力或預(yù)載。另外，側(cè)波紋彈簧可沿著與電樞槽接合的定子線圈的 側(cè)部插入，以降低定子線圈沿切向方向的振動。與定子線圈相關(guān)的常見問題是定子線圈可能會在電樞槽內(nèi)變松。已發(fā)現(xiàn)定子線圈 在電樞槽內(nèi)的松動可能導(dǎo)致定子線圈與電樞槽之間的相對運動以及定子線圈的振動水平 的增加。這些狀況可能引起定子線圈絕緣和定子鐵芯疊片的損壞和失效。進(jìn)一步，定子線 圈在電樞槽內(nèi)的切向振動可能引起定子線圈與定子鐵芯之間的放電，這可能造成這些部件 的電火花腐蝕。這些不希望的結(jié)果可能需要進(jìn)行更換或進(jìn)行費時的困難的維修過程，例如 定子線圈的重繞過程。已開發(fā)出估計定子組件內(nèi)定子楔和頂波紋彈簧緊密度的測試。公開于美國專利 6，631，335中的一種這樣的測試包括激發(fā)定子組件的定子楔的振動，該定子組件包括定子 楔、一個或更多定子線圈以及可選地布置在電樞槽內(nèi)的波紋彈簧。測量定子組件的振動響 應(yīng)，并將其與先前存儲的定子組件的振動響應(yīng)進(jìn)行比較，以估計定子組件在電樞槽內(nèi)的緊
也/又。公開于美國專利5，012，684中的另一種這樣的測試公開了具有液壓缸的楔塊，其 中楔塊被安裝在電樞槽或定子槽中的一對平行槽的上槽內(nèi)。液壓缸被致動，以向下壓迫負(fù) 載板，負(fù)載板繼而接觸平行槽中另一個槽內(nèi)的槽楔。槽楔繼而壓縮槽楔與定子繞組之間的 頂波紋彈簧。測力傳感器測量壓縮頂波紋彈簧所需的力，其中四個線性可變的差動變壓器 測量槽楔的位移量。然后用這兩個測量結(jié)果得出槽楔和頂波紋彈簧組合結(jié)構(gòu)的緊密度的測 量結(jié)果。諸如這些的測試是在定子楔就位的情況下執(zhí)行的，其可能對于測量槽內(nèi)的定子楔 和頂波紋彈簧的緊密度有效。然而，這些類型的測試對于側(cè)對側(cè)或切向定子線圈緊密度而 言是不確定的，并且不能對定子線圈自身在電樞槽內(nèi)的振動提供特定測量。而且，隨著實施 在目前的發(fā)電機設(shè)計中的定子線圈由于相關(guān)的切向方向的柔性增加而變得越來越薄，當(dāng)估 計槽內(nèi)部件的緊密度時，基于安裝在槽中的定子楔和波紋彈簧結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)的測試可能 變得更不精確。目前確定定子線圈在定子槽內(nèi)的相對切向緊密度的方法包括使用“測隙規(guī)”，該 “測隙規(guī)”被刺探到定子線圈與限定電樞槽的壁之間的空間中。測隙規(guī)提供感知該空間的近 似寬度的測試儀。由于沒有測量定子線圈在電樞槽內(nèi)的切向緊密度的直接讀數(shù)，因而由測隙規(guī)提供的讀數(shù)的精確度較低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于測量發(fā)電機中定子組件的電樞槽內(nèi)的定子線圈 的切向緊密度的方法包括激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的振動響應(yīng)；檢測所述 定子線圈的所述振動響應(yīng)；確定所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)；和基于所 述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)，估計所述電樞槽內(nèi)的所述定子線圈的切 向緊密度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種用于測量定子線圈的振動響應(yīng)以估計發(fā)電機中定子 組件的電樞槽內(nèi)的所述定子線圈的切向緊密度的方法，包括從所述電樞槽去除定子楔、頂 部槽填充件和頂波紋彈簧中的至少一個；通過利用具有測力傳感器的激勵器直接撞擊所述 定子線圈的徑向內(nèi)側(cè)來激勵所述定子線圈，以形成所述定子線圈的振動響應(yīng)，所述振動響 應(yīng)包括切向振動響應(yīng)和徑向振動響應(yīng)中的一種；檢測所述定子線圈的所述振動響應(yīng)；確定 所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)；以及基于所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的 所述頻率響應(yīng)函數(shù)來估計所述電樞槽內(nèi)的所述定子線圈的切向緊密度。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種用于降低發(fā)電機的電樞槽中的定子線圈的電火花腐 蝕的方法，包括激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的振動響應(yīng)；檢測所述定子線圈 的所述振動響應(yīng)；確定所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)；基于所述定子線圈 的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)來估計所述電樞槽內(nèi)的所述定子線圈的切向緊密度； 以及，如果所述電樞槽內(nèi)的所述定子線圈的所述估計的切向緊密度不在預(yù)定范圍內(nèi)，將至 少一個填充構(gòu)件插入到所述定子線圈與限定所述電樞槽的壁之間。


雖然本申請文件結(jié)束于特別指出且清楚地要求本發(fā)明的權(quán)利要求，但是相信根據(jù) 以下結(jié)合附圖所作的描述，本發(fā)明將被更好地理解，附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元 件，并且附圖中圖1為具有安裝在定子組件內(nèi)的轉(zhuǎn)子的發(fā)電機的示意性橫截面圖；圖2為圖1所示發(fā)電機的一部分的局部等軸視圖；圖3為圖1所示發(fā)電機的一部分的局部等軸視圖，其中，發(fā)電機的各部件被部分地 安裝在定子槽中，以便根據(jù)本發(fā)明的一個實施例進(jìn)行測試；圖4為曲線圖，示出了對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的三種不同的定子線圈緊密度狀況 的徑向振動測試數(shù)據(jù)；以及圖5為圖表，示出了對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的三種不同的定子線圈緊密度狀況的 切向振動測試數(shù)據(jù)。
具體實施例方式在優(yōu)選實施例的以下詳細(xì)描述中，參考了形成優(yōu)選實施例一部分的附圖，而且附 圖中示出的本發(fā)明可實施于其中的具體優(yōu)選實施例應(yīng)為示例性的而非限制性的。應(yīng)理解的 是，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可采用其他實施例并且可進(jìn)行各種變化。
現(xiàn)在參見附圖，圖1顯示諸如渦輪動力發(fā)電機的已知發(fā)電機10的橫截面圖，該發(fā) 電機10包括圍繞轉(zhuǎn)子14的定子組件12。在定子組件12與布置在轉(zhuǎn)子14周圍的保持環(huán) 18之間存在窄的徑向間隙16(在圖中略微被夸大)。定子組件12包括一系列環(huán)狀的軸向 延伸的電樞槽20。每個電樞槽20可被形成在定子組件12中，且其任意側(cè)上形成有定子齒 22。如圖2和3所示，每個定子齒22 (在圖2和3中顯示出一個)包括一對軸向延伸 的凹槽24、25，其相對于彼此徑向布置。因而，每個電樞槽20包括兩對形成于其中的大致平 行的凹槽24、25。可被纏繞或部分地纏繞在絕緣層27中的定子線圈26A、26B被布置在定子 組件12的電樞槽20的每一個中。在典型的定子組件12中，一對定子線圈26A、26B被堆疊 在電樞槽20內(nèi)，其中一個徑向布置在另一個之上，如圖2和3所示。諸如頂部槽填充件28 或墊片的一個或更多填充構(gòu)件被典型地從頂部定子線圈26A徑向向內(nèi)放置。另外的填充構(gòu) 件，例如頂波紋彈簧30，可被布置在電樞槽20內(nèi)且從頂部槽填充件28徑向向內(nèi)。在所示實施例中，諸如第一側(cè)波紋彈簧3IA的填充構(gòu)件垂直于頂波紋彈簧30被布 置在電樞槽20中且在頂部定子線圈26A與定子齒22之間，諸如第二側(cè)波紋彈簧31B的另 一填充構(gòu)件垂直于頂波紋彈簧30被布置在電樞槽20中且在底部定子線圈26B與定子齒22 之間?？蛇x地，諸如第一和第二側(cè)部槽填充件33A、33B或墊片的一個或更多另外的填充構(gòu) 件可被放置在側(cè)波紋彈簧31A、31B與相應(yīng)的定子線圈26A、26B之間。可替代地，如果沒有 側(cè)波紋彈簧31A、31B，側(cè)部槽填充件33A、33B可被放置在電樞槽20中且在定子齒22與定子 線圈26A、26B之間。側(cè)波紋彈簧31A、31B和側(cè)部槽填充構(gòu)件33A、33B被設(shè)計成填充形成在 定子線圈26A、26B與定子齒22之間的任何軸向間隙并增加定子線圈26A、26B與定子齒22 之間的沿切向方向的緊密度。最后，一個或更多個定子楔32被安裝在電樞槽20中且從頂波紋彈簧30徑向向 內(nèi)。定子楔32通過將其滑動到相應(yīng)平行槽24、25中的至少一個內(nèi)而被安裝。定子楔32將 頂波紋彈簧30壓縮緊靠頂部槽填充件28，該頂部槽填充件28繼而被壓縮緊靠頂部定子線 圈26A，從而將定子線圈26A、26B緊密地徑向緊固在電樞槽20內(nèi)?，F(xiàn)在將描述用于測量電樞槽20內(nèi)所選定子線圈26A、26B的切向緊密度的方法。 定子楔32被從電樞槽20去除以暴露頂波紋彈簧30。可使用任意方法來去除定子楔32，例 如，通過利用沖擊力來撞擊定子楔32，以使定子楔32滑出對應(yīng)的平行槽24、25。頂波紋彈 簧30和頂部槽填充件28然后被從電樞槽20去除以暴露頂部定子線圈26A，如在圖3中所 示。應(yīng)注意到，如果希望測量底部定子線圈26B的緊密度，則頂部定子線圈26會被去除。應(yīng)理解，盡管本發(fā)明的描述涉及到從與頂部定子線圈26A接合中去除包括定子楔 32、頂波紋彈簧30和頂部槽填充件28的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明可通過在安裝楔32、頂波紋彈簧30 和頂部槽填充件28之前新安裝定子線圈26A、26B而實施。因而，本發(fā)明可廣泛適用于具有 暴露在定子槽20內(nèi)的定子線圈26A的定子結(jié)構(gòu)。如在圖3中可見，所選定子線圈26A被暴露(頂部定子線圈26A在該實施例中已 被選擇)，并且，例如，諸如加速計、激光振動計或Eddy電流探針的第一振動傳感器34A，例 如利用管道密封油灰或可在市場上從紐約迪普壓電有限公司(PCB Piezotronics, Inc. of Depew,New York)得到的PCB加速計附接蠟附接到所選定子線圈26A的徑向內(nèi)側(cè)26A1?？?選地，例如，諸如加速計、激光振動計或Eddy電流探針的第二振動傳感器34B，例如利用管
6道密封油灰或PCB加速計附接蠟附接到所選定子線圈26A的徑向內(nèi)側(cè)26A1。在該實施例 中，第一振動傳感器34A沿著可測量所選定子線圈26A的切向振動的方向附接到所選定子 線圈26A的內(nèi)側(cè)26A1，而第二振動傳感器34B沿著可測量所選定子線圈26A的徑向振動的 方向附接到所選定子線圈26A的內(nèi)側(cè)26A1。如在此所使用的，切向振動是沿圓周方向的振 動，而徑向振動是沿徑向方向的振動。然后，通過使用如圖3所示的具有包括激勵傳感器36A的測力傳感器的激勵器36， 所選定子線圈26A被激勵，以測量施加到所選定子線圈26A的力?？墒褂萌我夥椒▉砑?所選定子線圈26A，并且在優(yōu)選實施例中，所選定子線圈26A的激勵借助于例如利用錘子在 所選定子線圈26A的徑向內(nèi)側(cè)26A1上的直接撞擊實現(xiàn)。其他類型的激勵器也可被使用，并 可沿任意方向激勵所選定子線圈26A。所選定子線圈26A的激勵形成暴露的定子線圈26A 的切向振動響應(yīng)。該切向振動響應(yīng)通過使用第一振動傳感器34A被檢測。對所選定子線圈 26A的激勵還形成暴露的定子線圈26A的徑向振動響應(yīng)。該徑向振動響應(yīng)通過使用第二振 動傳感器34B被檢測。激勵傳感器36A檢測由激勵器36施加到所選定子線圈26A的激勵 力。應(yīng)理解，這些過程可沿著所選定子線圈26A的長度重復(fù)若干次，其中振動傳感器34A、 34B被重新定位，并且激勵器36用于沿不同位置激勵所選定子線圈26A，使得多個振動響應(yīng) 被檢測。所選定子線圈26A的振動響應(yīng)和激勵器36的激勵力被傳遞到數(shù)據(jù)分析裝置38，該 數(shù)據(jù)分析裝置38與振動傳感器34A、34B和激勵傳感器36A連通(或稱通信)。在所示實施 例中，數(shù)據(jù)分析裝置38為頻譜分析器，但也可使用其他合適的數(shù)據(jù)分析器。該數(shù)據(jù)分析裝 置38將所選定子線圈26A的振動響應(yīng)和激勵器36的激勵力，即來自振動傳感器36A、36B 和激勵傳感器36A的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。該數(shù)字信號然后用于確定和繪制所選定子 線圈26A的切向振動響應(yīng)和徑向振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。在該實施例中，頻率響應(yīng)函數(shù) 被繪制成沿切向或徑向方向的加速度g與輸入力IbF之比作為頻率(Hz)的函數(shù)。這些過 程能夠通過包括例如傅里葉分析，快速傅里葉變換或階次跟蹤分析的許多方法來實現(xiàn)。應(yīng) 注意，根據(jù)該實施例，盡管切向和徑向的振動響應(yīng)都被檢測和繪制，但只有切向和徑向的振 動響應(yīng)中的一種需要檢測和繪制，以提供足夠的信息來分析所選定子線圈26A的切向緊密 度。由于激勵器36施加的激勵力被檢測并被包括在所選定子線圈26A的切向振動響應(yīng)的 頻率響應(yīng)函數(shù)的確定中，因而激勵器36施加的激勵力針對每個確定無需恒定。一旦所選定子線圈26A的振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)被繪制，則頻率響應(yīng)函數(shù)的本 地模式被確定，例如，通過確定在對應(yīng)的頻率繪圖上交叉的零點的位置。應(yīng)理解，在不背離 本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可使用其他方法來確定所選定子線圈26A的頻率響應(yīng)函數(shù) 的振動響應(yīng)的本地模式。在一個實施例中，對于以各種已知線圈切向緊密度布置在定子組件中的各種定子 線圈，數(shù)據(jù)被首先采集。該數(shù)據(jù)可用于擴展用于該特定定子組件中的定子線圈的頻率緊密 度相關(guān)數(shù)據(jù)庫。例如，包括具有已知切向緊密度的定子線圈26A的特定定子組件可被激勵 以形成定子線圈26A的切向和徑向振動響應(yīng)。定子線圈26A的振動響應(yīng)能夠由振動傳感器 34A、34B檢測，并且，數(shù)據(jù)分析裝置38可將定子線圈26A的振動響應(yīng)轉(zhuǎn)換成定子線圈26A的 對應(yīng)的振動響應(yīng)的參考頻率響應(yīng)函數(shù)。對應(yīng)的振動響應(yīng)的參考頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式然 后可被確定。定子線圈26A的對應(yīng)的振動響應(yīng)的參考頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式(其對應(yīng)于
7定子線圈26A的已知切向緊密度)然后可被存儲在對應(yīng)的頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫中。該過 程針對不同的已知定子線圈切向緊密度可重復(fù)多次，以完善相關(guān)數(shù)據(jù)庫。包含在相關(guān)數(shù)據(jù) 庫中的存儲本地模式能夠用于估計其他具有未知切向緊密度的定子線圈的切向緊密度。根據(jù)該實施例，圖4顯示了針對多個具有不同切向緊密度的定子線圈而獲得的徑 向振動測試數(shù)據(jù)的曲線圖，并且，其中針對徑向振動的頻率響應(yīng)函數(shù)被繪制成頻率的函數(shù)。 實線40圖示了具有松動切向緊密度的線圈的頻率響應(yīng)函數(shù)，虛線42圖示了具有中等切向 緊密度的線圈的頻率響應(yīng)函數(shù)，而點線44圖示了具有緊密切向緊密度的線圈的頻率響應(yīng) 函數(shù)。松動水平的定子線圈緊密度40對應(yīng)于其中側(cè)波紋彈簧31A和側(cè)部槽填充件33A被 去除的定子組件中的定子線圈26A。中等水平的定子線圈緊密度42對應(yīng)于其中側(cè)部槽填 充件33A就位而沒有側(cè)波紋彈簧31A的定子組件中的定子線圈。高水平的定子線圈緊密度 44對應(yīng)于其中側(cè)波紋彈簧31A就位而沒有側(cè)部槽填充件33A的定子組件的定子線圈。如圖4所示，針對松動水平的定子線圈切向緊密度40的頻率響應(yīng)函數(shù)具有的輸出 包括由點A表示的大約125Hz的本地模式(與頻率圖交叉的第一個零)，針對中等水平的定 子線圈切向緊密度42的頻率響應(yīng)函數(shù)具有的輸出包括由點B表示的大約575Hz的本地模 式，而針對高水平的定子線圈切向緊密度44的頻率響應(yīng)函數(shù)具有的輸出包括由點C表示的 大約2400Hz的本地模式。已知的是，側(cè)部槽填充件33A、33B提供增加的定子線圈切向緊密 度，側(cè)波紋彈簧31A、31B提供更大的定子線圈切向緊密度。圖4所示的示例性結(jié)果說明，定 子線圈切向緊密度與定子線圈的徑向振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式直接相關(guān)，并且 該本地模式作為定子線圈的切向緊密度的函數(shù)而增加。換句話說，通過直接在定子線圈上 進(jìn)行局部振動響應(yīng)測量，可獲得定子線圈在電樞槽內(nèi)的切向緊密度的基本精確測量，其中 徑向振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)的更高定子線圈本地模式表示電樞槽20內(nèi)的更高水平的定 子線圈切向緊密度。圖5顯示針對多個具有不同切向緊密度的定子線圈而獲得的切向振動測試數(shù)據(jù) 的曲線圖，并且，其中針對切向振動的頻率響應(yīng)函數(shù)被繪制成頻率的函數(shù)。實線140圖示了 具有松動切向緊密度的線圈的頻率響應(yīng)函數(shù)，虛線142圖示了具有中等切向緊密度的線圈 的頻率響應(yīng)函數(shù)，而點線144圖示了具有緊密切向緊密度的線圈的頻率響應(yīng)函數(shù)。這些測 量所對應(yīng)的定子組件的狀況與上述根據(jù)圖4的那些定子組件的狀況基本類似。包括分別由點Al (大約100Hz)、Bl (大約240Hz)和C (大約2020Hz)表示的對應(yīng) 于線140、142、144的本地模式的輸出進(jìn)一步說明，定子線圈切向緊密度與定子線圈的切向 振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式直接相關(guān)。根據(jù)圖4的繪圖注意到，對于徑向振動頻 率響應(yīng)函數(shù)，定子線圈在電樞槽內(nèi)的切向緊密度可通過獲得定子線圈的直接振動測量而基 本精確地確定，特別對于圖5的示例性實施例，可通過獲得定子線圈的切向振動的直接測 量而獲得。在優(yōu)選實施例中，所選定子線圈26A的徑向振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式 提供定子線圈26A的切向緊密度的基本精確的測定。然而，所選定子線圈26A的切向振動 響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式同樣可用于確定定子線圈26A的切向緊密度。應(yīng)理解，所選定子線圈26A的振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)與記錄在所選的先前存儲 的對應(yīng)頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的定子線圈的頻率響應(yīng)函數(shù)能夠直接進(jìn)行比較，從而在不 對頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式進(jìn)行定位的情況下估計所選定子線圈26A的切向緊密度。在該情況下，所選定子線圈26A的頻率響應(yīng)函數(shù)可與對應(yīng)的先前存儲的頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫 中的一個或更多參考頻率響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行比較。在對應(yīng)的先前存儲的頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫 中的參考頻率響應(yīng)函數(shù)(其最接近匹配所選定子線圈26A的頻率響應(yīng)函數(shù))將具有與所選 定子線圈26A的切向緊密度類似的切向緊密度。本發(fā)明提供定子線圈26A、26B在定子組件12的電樞槽20內(nèi)的切向緊密度的直接 測量，其中切向緊密度基于定子線圈26A、26B的振動響應(yīng)。由于上述測量直接在所選的定 子線圈26A、26B的一個上執(zhí)行而沒有來自定子楔32、頂波紋彈簧30和頂部槽填充件28的 壓力，因而所選定子線圈26A、26B的本地模式好似所選定子線圈26A、26B在彈性基底上一 樣被測量。也就是，包括定子線圈26A、26B、側(cè)部槽填充件33A、33B和/或側(cè)波紋彈簧31A、 31B的結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)可在無阻尼或其他影響的情況下確定，該阻尼或其他影響可與定子 楔32、頂波紋彈簧30和/或頂部槽填充件28 —起出現(xiàn)。一旦定子線圈26A、26B的切向緊密度被估計，則定子組件12可根據(jù)需要進(jìn)行改 進(jìn)。例如，如果定子線圈26A、26B不夠緊密，則另外的側(cè)部槽填充件33A、33B和/或側(cè)波紋 彈簧31A、31B能夠根據(jù)需要添加到定子組件12，以增加定子線圈26A、26B在電樞槽20內(nèi)的 切向緊密度。隨著定子線圈26A、26B在電樞槽20內(nèi)的緊密度增加，定子線圈26A、26B與電 樞槽20之間的相對運動被減少，從而實現(xiàn)定子線圈絕緣層27的損壞和失效的降低。特別 地，定子線圈26A、26B在電樞槽20內(nèi)的切向振動水平被降低，從而實現(xiàn)定子線圈26A、26B 與定子鐵芯之間的放電的減少，由此降低電火花腐蝕。因此，由定子線圈26A、26B的切向運 動產(chǎn)生的對定子組件12的損害可被減少，由此降低對定子組件12進(jìn)行替換和維修過程的 需求。盡管本發(fā)明的特定實施例已被圖示和描述，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是， 在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下能夠進(jìn)行各種其他變化和改進(jìn)。因此，本發(fā)明意在所 附權(quán)利要求中覆蓋所有這些落入本發(fā)明范圍內(nèi)的變化和改進(jìn)。
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權(quán)利要求
一種用于測量發(fā)電機中定子組件的電樞槽內(nèi)的定子線圈的切向緊密度的方法，包括激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的振動響應(yīng)；檢測所述定子線圈的所述振動響應(yīng)；確定所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)；和基于所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)，估計所述電樞槽內(nèi)所述定子線圈的切向緊密度。
2.如權(quán)利要求2所述的方法，其中估計所述電樞槽內(nèi)所述定子線圈的切向緊密度包 括將所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)與頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的數(shù) 據(jù)進(jìn)行比較。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的所述數(shù)據(jù)對應(yīng)于定 子組件內(nèi)的具有已知定子線圈切向緊密度的先前測量的定子線圈的特定參考頻率響應(yīng)函 數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中估計所述電樞槽內(nèi)所述定子線圈的切向緊密度進(jìn)一 步包括確定定子組件內(nèi)的具有已知定子線圈緊密度的所述先前測量的定子線圈中的哪一 個對應(yīng)于與所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)的輸出最接近匹配的參考 頻率響應(yīng)函數(shù)的輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的所述振動響應(yīng)的所述參考頻率響應(yīng)函數(shù)的所 述輸出包括所述頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式，并且其中所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述 頻率響應(yīng)函數(shù)的所述輸出包括所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)的本地 模式。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的振動響應(yīng) 包括激勵器，該激勵器具有測力傳感器，用于直接撞擊所述定子線圈的徑向內(nèi)側(cè)，以形成所 述定子線圈的振動響應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的振動響應(yīng) 包括，激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的切向振動響應(yīng)和徑向振動響應(yīng)中的一種。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測所述定子線圈的所述振動響應(yīng)包括將加速計 臨時附接到所述定子線圈，其中所述加速計檢測所述定子線圈的所述振動響應(yīng)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在激勵所述定子線圈之前從所述電樞槽去 除至少一個定子楔。
10.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括，在激勵所述定子線圈之前從所述電樞槽 去除頂部槽填充件和頂波紋彈簧中的至少一個。
11.一種用于測量定子線圈的振動響應(yīng)以估計發(fā)電機中定子組件的電樞槽內(nèi)的所述定 子線圈的切向緊密度的方法，包括從所述電樞槽去除定子楔、頂部槽填充件和頂波紋彈簧中的至少一個；通過利用具有測力傳感器的激勵器直接撞擊所述定子線圈的徑向內(nèi)側(cè)來激勵所述定 子線圈，以形成所述定子線圈的振動響應(yīng)，所述振動響應(yīng)包括切向振動響應(yīng)和徑向振動響 應(yīng)中的一種；檢測所述定子線圈的所述振動響應(yīng)；確定所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)；和基于所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)，估計所述電樞槽內(nèi)所述定子 線圈的切向緊密度。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中估計所述電樞槽內(nèi)所述定子線圈的切向緊密度包 括，將所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)與頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的數(shù) 據(jù)進(jìn)行比較。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的所述數(shù)據(jù)對應(yīng)于 定子組件內(nèi)的具有已知定子線圈切向緊密度的先前測量的定子線圈的特定參考頻率響應(yīng) 函數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中估計所述電樞槽內(nèi)所述定子線圈的切向緊密度進(jìn) 一步包括確定定子組件內(nèi)的具有已知定子線圈緊密度的所述先前測量的定子線圈中的哪 一個對應(yīng)于與所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)的輸出最接近匹配的參 考頻率響應(yīng)函數(shù)的輸出。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述參考頻率響應(yīng)函數(shù)的所述輸出包括所述頻率 響應(yīng)函數(shù)的本地模式，并且其中所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)的所述 輸出包括所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)的本地模式。
16.一種用于降低發(fā)電機的電樞槽中的定子線圈的電火花腐蝕的方法，包括激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的振動響應(yīng)；檢測所述定子線圈的所述振動響應(yīng)；確定所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)；基于所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)，估計所述電樞槽內(nèi)所述定子 線圈的切向緊密度；和如果所述電樞槽內(nèi)的所述定子線圈的估計的切向緊密度不在預(yù)定范圍內(nèi)，將至少一個 填充構(gòu)件插入到所述定子線圈與限定所述電樞槽的壁之間。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括，在激勵所述定子線圈之前從所述電樞槽 去除定子楔、頂部槽填充件和頂波紋彈簧中的至少一個。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中估計所述電樞槽內(nèi)所述定子線圈的切向緊密度包 括將所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)與頻率緊密度相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的數(shù) 據(jù)進(jìn)行比較。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中激勵所述定子線圈以形成所述定子線圈的振動響 應(yīng)包括激勵器，該激勵器具有測力傳感器，用于直接撞擊所述定子線圈的徑向內(nèi)側(cè)，以形成 所述定子線圈的切向振動響應(yīng)和所述定子線圈的徑向振動響應(yīng)中的一種。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中將至少一個填充構(gòu)件插入到所述定子線圈與限定 所述電樞槽的壁之間包括，將側(cè)部槽填充件和側(cè)波紋彈簧中的一個插入到所述定子線圈與 限定所述電樞槽的所述壁之間。
全文摘要
一種用于測量發(fā)電機中定子組件的電樞槽內(nèi)的定子線圈的切向緊密度的方法。所述定子線圈被激勵以在其中產(chǎn)生振動響應(yīng)。所述定子線圈的所述振動響應(yīng)被檢測，并且所述振動響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)被確定。基于所述定子線圈的所述振動響應(yīng)的所述頻率響應(yīng)函數(shù)來估計所述電樞槽內(nèi)所述定子線圈的切向緊密度。
文檔編號G01M7/00GK101978251SQ200980110341
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者B·T·亨夫里斯, C·M·史密斯, J·F·勞 申請人:西門子能源公司