发电机气隙监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种发电机气隙监测系统及监测方法，涉及电力系统领域。该发电机气隙监测系统包括：设置在定子和转子之间的光传导器件；与光传导器件连接的光源，光源向光传导器件输入光信号；与光传导器件连接的光检测装置，光检测装置接收并检测光传导器件输出的光信号；与光检测装置连接的处理器，处理器基于光传导器件输出的光信号确定发电机气隙的状态参数。解决了气隙事故引起的对风力发电机的损坏的问题。

Air gap monitoring system and monitoring method for generator

The invention discloses a generator air gap monitoring system and a monitoring method, relating to the power system field. Including the generator air gap monitoring system: set light conduction device between the stator and the rotor is connected with the light source; light conduction device, light source to the input optical signal light conduction device; optical detection device is connected with the optical transmission device, optical detection device and optical signal receiving device to detect light transmission output is connected with the light; the detection device processor, the processor determines the state parameters of generator air gap light conduction device based on optical signal output. The problem of damage to the wind-driven generator caused by the air gap accident is solved.

【技术实现步骤摘要】
发电机气隙监测系统及监测方法
本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种发电机气隙监测系统及监测方法。
技术介绍
气隙结构是大型发电机中的重要构造，气隙的宽度、气隙中的形变或者温度的变化都会对发电机的性能造成严重影响。例如，风力发电机是将风能转化为电能的设备，发电机包括定子和转子。发电机通常为外转子内定子结构，或者内转子外定子结构。图1为现有技术中的发电机的定子、转子以及气隙的结构示意图，如图1所示，为了保证转子11能够围绕定子10自由转动，防止定子和转子之间摩擦，损坏风力发电机，转子和定子之间保持有一定距离的气隙12。在发电机工作运行时，由于发电机内部部件脱落、发热或载荷过大，导致定子或转子发生形变，定子和转子的相对位置会发生变化，使得定子和转子之间的气隙减小，甚至可能使定子和转子之间产生摩擦，从而产生定转子吸合故障，损坏定子和转子的表面，导致风力发电机损坏。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种发电机气隙监测系统及监测方法，能够监测到发电机的气隙的状态参数情况，使得操作人员能够及时采取相应措施，避免对发电机的损坏。第一方面，本专利技术实施例提供了一种发电机气隙监测系统，包括：设置在定子和转子之间的光传导器件；与光传导器件连接的光源，光源向光传导器件输入光信号；与光传导器件连接的光检测装置，光检测装置接收并检测光传导器件输出的光信号；与光检测装置连接的处理器，处理器基于光传导器件输出的光信号确定发电机气隙的状态参数。在第一方面的一些实施例中，光传导器件包括光纤光栅组件，光纤光栅组件包括串联设置的一组或多组光栅；光检测装置检测光纤光栅组件中各组光栅反射输出的光信号；处理器根据光纤光栅组件的输入光信号与各组光栅反射输出的光信号的差别计算发电机气隙的状态参数。在第一方面的一些实施例中，光源包括主光源和备光源，主光源和备光源分别连接至光纤光栅组件的两端；光检测装置连接至光纤光栅组件的两端；系统还包括与处理器连接的切换控制装置；其中，光检测装置检测光纤光栅组件反射输出的主光信号，在处理器根据主光信号确定光纤光栅组件出现断点的情况下，切换控制器控制主光源和/或备光源切换工作状态。在第一方面的一些实施例中，在光检测装置检测到部分光栅反射输出的主光信号的情况下，切换控制器控制备光源切换为工作状态；主光源和备光源分别从光纤光栅组件的两端输入光信号；光检测装置从光纤光栅组件的两端分别接收断点两侧的光栅反射输出的主光信号和备光信号。在第一方面的一些实施例中，光传导器件包括光纤；光检测装置检测光纤输出的光信号的强度；处理器基于光纤输出的光信号的强度判断发电机气隙的当前宽度。在第一方面的一些实施例中，发电机气隙的状态参数包括下列各项中的至少一项：气隙温度、气隙宽度、定子受到的应力、转子受到的应力、定子形变量、转子形变量。在第一方面的一些实施例中，系统还包括设置在转子或定子外表面上的一个或一个以上的凸起，凸起上设置有凹槽，其中，凸起的高度小于气隙的标准宽度；光传导器件设置在凹槽中。在第一方面的一些实施例中，光传导器件的直径大于凹槽的深度。在第一方面的一些实施例中，凸起沿转子或定子的圆周周向设置，或者凸起沿转子或定子转动轴延伸方向设置。第二方面，本专利技术实施例提供一种发电机气隙监测方法，包括：将光传导器件设置在定子和转子之间；利用光源向光传导器件输入光信号；利用光检测装置接收并检测光传导器件输出的光信号；处理器基于光传导器件输出的光信号确定发电机气隙的状态参数。在第二方面的一些实施例中，光传导器件包括光纤光栅组件，光纤光栅组件包括串联设置的一组或多组光栅；利用光检测装置检测光纤光栅组件中各组光栅反射输出的光信号；处理器根据光纤光栅组件的输入光信号与各组光栅反射输出的光信号的差别计算发电机气隙的状态参数。在第二方面的一些实施例中，将光源设置为包括主光源和备光源，主光源和备光源分别连接至光纤光栅组件的两端；将光检测装置连接至光纤光栅组件的两端；利用光检测装置检测光纤光栅组件反射输出的主光信号；在处理器根据主光信号确定光纤光栅组件出现断点的情况下，利用切换控制器控制主光源和/或备光源切换工作状态。在第二方面的一些实施例中，切换控制器控制主光源和/或备光源切换工作状态的步骤包括：在光检测装置检测到部分光栅反射输出的主光信号的情况下，切换控制器控制备光源切换为工作状态；主光源和备光源分别从光纤光栅组件的两端输入光信号；光检测装置从光纤光栅组件的两端分别接收断点两侧的光栅反射输出的主光信号和备光信号。本专利技术实施例提供了一种发电机气隙监测系统及监测方法，在发电机的定子和转子之间设置光传导器件，该光传导器件连接有光源和光检测装置，光源向光传导器件输入光信号，光检测装置接收并检测光传导器件输出的光信号，光检测装置连接有处理器，处理器根据光传导器件输出的光信号确定发电机气隙的状态参数。从而能够根据状态参数来确定发电机气隙的实际状态，使得操作人员能够根据发电机气隙的实际状态及时采取相应措施，避免因发电机气隙出现问题引起的对发电机的损坏。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1为现有技术中的发电机的定子、转子以及气隙的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的发电机气隙监测系统的结构示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的发电机气隙监测系统的结构示意图；图4为本专利技术又一实施例中的发电机的定子、转子、气隙以及发电机气隙监测系统中的凸起的位置示意图；图5为本专利技术又一实施例中的发电机的定子、转子、气隙以及发电机气隙监测系统中的凸起的A-A方向的截面图；图6为本专利技术又一实施例提供的定子、凸起、凹槽和光传导器件的位置示意图；图7为本专利技术再一实施例提供的发电机气隙监测系统的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。图2为本专利技术一实施例提供的发电机气隙监测系统的结构示意图。该系统包括设置在定子和转子之间的光传导器件15、与光传导器件15连接的光源161、与光传导器件15连接的光检测装置162，以及与光检测装置162连接的处理器163。其中，光源161向光传导器件15输入光信号。光检测装置162接收并检测光传导器件15输出的光信号。处理器163基于光传导器件15输出的光信号确定发电机气隙的状态参数。具体的，发电机气隙的状态参数为可以检测发电机是否因气隙可能发生故障的参数。在本专利技术实施例中，能够通过发电机气隙监测系统得到气隙的状态参数，从而根据状态参数来确定发电机气隙的实际状态，使得操作人员能够根据发电机气隙的实际状态及时采取相应措施，避免因发电机气隙出现问题引起的对发电机的损坏。图3为本专利技术另一实施例提供的发电机气隙监测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机气隙监测系统，其特征在于，包括：设置在定子和转子之间的光传导器件；与所述光传导器件连接的光源，所述光源向所述光传导器件输入光信号；与所述光传导器件连接的光检测装置，所述光检测装置接收并检测所述光传导器件输出的光信号；与所述光检测装置连接的处理器，所述处理器基于所述光传导器件输出的光信号确定所述发电机气隙的状态参数。

【技术特征摘要】
1.一种发电机气隙监测系统，其特征在于，包括：设置在定子和转子之间的光传导器件；与所述光传导器件连接的光源，所述光源向所述光传导器件输入光信号；与所述光传导器件连接的光检测装置，所述光检测装置接收并检测所述光传导器件输出的光信号；与所述光检测装置连接的处理器，所述处理器基于所述光传导器件输出的光信号确定所述发电机气隙的状态参数。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光传导器件包括光纤光栅组件，所述光纤光栅组件包括串联设置的一组或多组光栅；所述光检测装置检测所述光纤光栅组件中各组光栅反射输出的光信号；所述处理器根据所述光纤光栅组件的输入光信号与各组光栅反射输出的光信号的差别计算所述发电机气隙的状态参数。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光源包括主光源和备光源，所述主光源和备光源分别连接至所述光纤光栅组件的两端；所述光检测装置连接至所述光纤光栅组件的两端；所述系统还包括与所述处理器连接的切换控制装置；其中，所述光检测装置检测所述光纤光栅组件反射输出的主光信号，在所述处理器根据所述主光信号确定所述光纤光栅组件出现断点的情况下，所述切换控制器控制所述主光源和/或所述备光源切换工作状态。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述光检测装置检测到部分光栅反射输出的主光信号的情况下，所述切换控制器控制所述备光源切换为工作状态；所述主光源和所述备光源分别从所述光纤光栅组件的两端输入光信号；所述光检测装置从所述光纤光栅组件的两端分别接收断点两侧的光栅反射输出的主光信号和备光信号。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光传导器件包括光纤；所述光检测装置检测所述光纤输出的光信号的强度；所述处理器基于所述光纤输出的光信号的强度判断所述发电机气隙的当前宽度。6.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述发电机气隙的状态参数包括下列各项中的至少一项：气隙温度、气隙宽度、定子受到的应力、转子受到的应力、定子形变量、转子形变量。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂峰，王百方，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11