一种永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统及方法，转子的外部周面上均布有多个永磁磁钢，位移传感器和键相传感器设置在定子铁芯内壁上，键相触发点设置在转子外壁上。设永磁磁钢的基准位移最小值合集为i

【技术实现步骤摘要】
一种永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统及方法


[0001]本专利技术属于永磁发电机领域，涉及一种永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统及方法。

技术介绍

[0002]风力发电机所处运行环境恶劣，各系统零部件极易发生故障。且风电场一般处于交通不便的位置，维护及检修都较为困难。对风电机组的状态监测显得尤为重要。对于直驱机组发电机，其转子采样永磁磁钢进行励磁，永磁磁钢采用胶粘或机械式固定于转子磁轭部位。且随着机组容量增大，转子所用永磁磁钢数量也相应增多。在机组运行过程中，发电机转子受温度变化、应力交变、振动等影响，其永磁磁钢可能会出现松动甚至脱落。永磁磁钢松动后，会导致磁场畸变，引发发电机振动增大、效率降低等不良后果。而一旦脱落，永磁磁钢掉入定转子间隙，严重情况下导致发电机下塔，造成重大经济损失。
[0003]目前，大多数方法采用在设计阶段，通过合理设计固定方式，避免永磁磁钢脱落。对于监测方法，一般仅用于监测永磁磁钢脱落，然后进行预警。此类方法属于事后预警，不能有效降低故障风险。专利CN112651419A采用scada数据和cms数据融合方式，通过数据训练，建立数据异常特征，达到永磁磁钢松动或脱落状态的预警。但此方法基于振动等间接数据进行特征判断，其可靠性有待验证。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统及方法，能够快速持续的直接判断出永磁磁钢状态。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统，包括位移传感器、键相传感器和键相触发点；
[0007]转子的外部周面上均布有多个永磁磁钢，位移传感器和键相传感器设置在定子铁芯内壁上，键相触发点设置在转子外壁上。
[0008]优选的，键相触发点数量为一个。
[0009]优选的，键相触发点采用铁块。
[0010]一种基于所述系统的永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测方法，包括以下过程；
[0011]设永磁磁钢的基准位移最小值合集为i
k
，位移传感器监测永磁磁钢位移最小值合集为j
k
，差值合集d
k
＝i
k
‑
j
k
，k值从1到N，N为永磁磁钢数量；
[0012]分析差值合集中每个值得大小，若N个差值的标准差小于设定阈值，则不存在故障，若大于设定阈值，则存在永磁磁钢松动。
[0013]优选的，若永磁磁钢存在松动，提取转子连续旋转m圈的数据，计算得出m个差值合集dknk＝1，2...N；n＝1，2..m，分别计算d1n、d2n...的标准差，若标准差大于阈值tr，则判
断对应的永磁磁钢出现松动。
[0014]进一步，m取20。
[0015]进一步，tr取0.2。
[0016]优选的，q取0.3。
[0017]优选的，永磁磁钢的基准位移最小值通过并网初始运行中，测量永磁磁钢的位移得到。
[0018]优选的，位移传感器监测永磁磁钢位移过程中，将采集到的数据发送给数据采集处理系统，数据采集处理系统将采集到的数据与基准数据做出比对，若存在永磁磁钢松动，数据采集处理系统对外发出报警。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术采用直接测量方式，每两个相邻永磁磁钢之间存在间隙，此间隙过位移传感器位置时，位移急剧增大。此特征可用于分割每个永磁磁钢的局部数据，通过分割，可获取每个永磁磁钢区域的位移最小值。再永磁磁钢的基准位移最小值合集与监测过程中合集的差值，根据差值的标准差与阈值作对比，从而直接判断磁钢状态。数据分析结果便捷可靠。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的监测系统示意图；
[0022]图2为本专利技术的监测系统局部放大图。
[0023]其中：1
‑
永磁磁钢；2
‑
转子；3
‑
定子铁芯；4
‑
位移传感器；5
‑
键相传感器；6
‑
数据采集处理系统；7
‑
键相触发点。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]如图1所示，为本专利技术所述的永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统，包括位移传感器4、键相传感器5、数据采集处理系统6和键相触发点7。
[0028]转子2位于定子铁芯3内，两者共轴设置，转子2的外部周面上均布有多个永磁磁钢1。
[0029]位移传感器4和键相传感器5设置在定子铁芯3内壁上，键相触发点7设置在转子2外壁上，键相触发点7数量为一个，键相触发点7位于任意两个永磁磁钢1之间，也可以位于
其他位置，但需要记录放置的物理位置，键相触发点7采用一个铁块。
[0030]通过安装于定子铁芯3的位移传感器4，测量永磁磁钢1和定子铁芯3的位移，此测量应在机组并网运行初期，作为发电机正常运行状态下的基准数据。后续机组运行中，位移传感器4连续采集位移数据，并将采集到的数据发送给数据采集处理系统6，数据采集处理系统6将采集到的数据与基准数据做出比对，根据算法结果，一旦发现异常，则发出报警信息，提示运行状态。键相触发点7可为一个铁块，安装于转子2上。键相触发点7旋转经过键相传感器5，触发一个脉冲信号，此信号用于转子2物理位置定位。
[0031]算法具体如下：每两个相邻永磁磁钢1之间存在间隙，此间隙过位移传感器4位置时，位移急剧增大。此特征可用于分割每个永磁磁钢1的局部数据，通过分割，可获取每个永磁磁钢1区域的位移最小值。
[0032]若转子2周向上有N个永磁磁钢1，则有N个位移最小值。设并网初始运行的位移最小值合集为i
k
，位移传感器4监测后期运行的永磁磁钢1位移最小值合集为j
k
，差值合集d
k
＝i
k
‑
j
k
。k值从1到N。分析差值合集中每个值得大小，若N个差值得大小基本一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统，其特征在于，包括位移传感器(4)、键相传感器(5)和键相触发点(7)；转子(2)的外部周面上均布有多个永磁磁钢(1)，位移传感器(4)和键相传感器(5)设置在定子铁芯(3)内壁上，键相触发点(7)设置在转子(2)外壁上。2.根据权利要求1所述的永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统，其特征在于，键相触发点(7)数量为一个。3.根据权利要求1所述的永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测系统，其特征在于，键相触发点(7)采用铁块。4.一种基于权利要求1
‑
3任意一项所述系统的永磁发电机转子永磁磁钢松动脱落监测方法，其特征在于，包括以下过程；设永磁磁钢(1)的基准位移最小值合集为i
k
，位移传感器(4)监测永磁磁钢(1)位移最小值合集为j
k
，差值合集d
k
＝i
k
‑
j
k
，k值从1到N，N为永磁磁钢(1)数量；分析差值合集中每个值得大小，若N个差值的标准差小于设定阈值，则不存在故障，若大于设定阈值，则存在永磁磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：马斌，王玉玉，沙德生，张庆，叶林，徐美娇，赵岩，李晓东，程施霖，孙刚，王志勇，提威，朱金彪，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：