[发明专利]包括转子、定子和在转子与定子之间的空气间隙的电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域。本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的电机。

背景技术

从20MVA到500MVA的功率范围中的双馈异步电机能够用于可变速度的能源生产。这些机器的特点在于转子上的分布式三相绕组。转子绕组包括嵌入转子叠片内的槽中的单个棒。所述单个棒连接在绕组端部中以形成绕组。棒接头的布置是绕所述周缘均匀地分布。由于转子的旋转，所述绕组端部受到离心力，所述绕组端部必须利用绕组端部保持系统机械地紧固以克服所述离心力。原则上，现在已知三种类型的绕组端部保持系统：

1.利用钢顶梁固定，涡轮发电机通常是这种情况。

2.固定，其中，钢缆、索或塑料膜缠绕整个绕组端部。

3.利用螺栓、螺钉或U形托架固定。

这种异步电机10在图1中以高度简化的形式以截面方式再现。它包括转子19，转子19能够绕轴线18旋转并且被定子同心地包围，定子具有包括相应定子绕组的定子叠片堆14和定子绕组端部17。转子19包括中央本体11，中央本体11在每个端部与轴11’合并。中央本体11由转子叠片堆12环绕，转子绕组13在转子叠片堆12中延伸。滑环15用于向转子绕组13供给电流，布置在轴11’中的一个上。圆柱形空气间隙21在轴向方向上延伸穿过所述机器，设置在转子叠片堆12和定子叠片堆14之间。

所述空气间隙能够根据温度、速度和其他可变参数在不同的工作阶段具有不同的几何形状。这些变化不显著地影响所述机器的功能。然而，还能够使转子的几何形状以无法忍受的形式持久地改变或者使碎屑进入所述空气间隙。为了防止随之发生的功能故障和尽可能快地检查所述机器，必需及时探测空气间隙中的这种变化。

发明内容

因此，本发明的目的在于进一步发展在前言中所述种类的电机，从而及时探测所述空气间隙的几何形状的临界变化。

这个目的通过权利要求1的特征的整体实现。根据本发明的解决方案的特征在于设置用于监测所述空气间隙的装置，所述装置在轴向方向上延伸穿过所述空气间隙，并且利用所述装置能够探测所述转子几何形状的变化和/或在所述空气间隙中出现碎屑。

本发明的一个实施例的特征在于，所述监测装置包括在轴向方向上延伸穿过所述空气间隙的监测轨道。

优选地，所述监测轨道平行于所述轴线延伸。

根据这个实施例的改进，所述监测轨道由至少一根紧拉钢线形成。

特别地，在这种情况下，设置用于监测钢线中机械应变的装置。

根据这个实施例的另一改进，所述监测轨道由至少一个光束形成。特别地，在这种情况下，设置用于监测所述光束的完整性的装置。

为了获得更好的分辨率，当跨过所述空气间隙的厚度分布的多个平行光束形成监测轨道时，在这里是有利的。

所述至少一根钢线能够利用悬吊装置固定到所述转子上。

然而，所述至少一根钢线还能够利用悬吊装置固定到所述定子上。

所述至少一个光束能够以相应的方式连接到所述转子且固定成与之旋转。

然而，所述至少一个光束还能够设计成静止的。

附图说明

以下结合附图，参照示例性实施例更详细地解释本发明。在附图中：

图1以高度简化的表示法显示根据现有技术的异步电机的一个截面，所述异步电机具有定子和转子绕组以及在转子与定子之间的空气间隙；

图2显示具有根据本发明第一示例性实施例且固定在转子侧上的监测轨道的根据图1的异步电机；

图3以与图2比较布置的方式显示具有根据本发明第二示例性实施例且固定在转子侧上的监测轨道的异步电机；

图4显示具有根据本发明第三示例性实施例且固定在定子侧上的监测轨道的根据图1的异步电机；

图5以与图4比较布置的方式显示具有根据本发明第四示例性实施例且固定在定子侧上的监测轨道的异步电机；

图6以与图4比较布置的方式显示包括具有高空间分辨率的光学监测轨道的异步电机，所述光学监测轨道固定在定子侧上且由多个光束形成。

具体实施方式

本发明的基本构思在于借助于紧拉钢线形式的监测轨道或光学装置(激光)形式的监测轨道，在早期探测在所述空气间隙中出现碎屑或者转子几何形状变化。相关监测装置产生的信号能够用于保护目的或仅用于监测目的。同时，安装在转子上且固定成与之旋转的系统用于监测所述定子，固定在定子上的系统用于监测所述转子，人们能够区分这两个系统。然而，不仅在异步电机中使用这种系统是有利的，而且在常规同步电机中使用这种系统也是有利的。