[发明专利]无接触式电机定子铁心片间短路故障检测系统和方法

说明书

本申请涉及一种无接触式电机定子铁心片间短路故障检测系统和方法。所述系统包括：磁场采集子系统、定位子系统、信号分析子系统及数据管理子系统；磁场采集子系统包括磁场传感器；磁场传感器固定在待测电机次级，用于测量待测电机定子表面的磁场变化，获得磁场信息；定位子系统用于获取测量磁场信息时磁场传感器的绝对位置，确定位置信息；信号分析子系统接收磁场信息和位置信息，并将其进行关联得到磁场位置联合信息，根据磁场位置联合信息，采用预设磁异常检测算法确定待测电机定子铁心片间短路的故障预警信息；数据管理子系统保存磁场信息、位置信息和故障预警信息。该系统可实现对大型电机定子片间短路故障的无接触、在线、快速诊断检测。

技术领域

本申请涉及故障诊断技术领域，特别是涉及一种无接触式电机定子铁心片间短路故障检测系统和方法。

背景技术

大型发电机组、直线电机系统作为一种能量转化装置在交通运输领域、工业制造领域和军事领域扮演着及其重要的角色。但大型电机定子在正常运作时，承受的机械应力、电应力和环境应力容易导致铁芯硅钢叠片间的绝缘层损坏和击穿，导致定子片间短路故障。片间短路故障将导致铁心局部过热，如果不能及时发现并检修，小的隐患可能酿成整个电机的损坏，造成极大的经损失，甚至导致重大安全事故。

目前最成熟、应用最广的电机定子铁心片间短路故障检测方法为英国中央发电局电气研究室提出基于电磁感应的低磁通试验法(ELCID)。该方法需将电机停转，抽出转子，利用高磁导率坡莫合金制成的Chattock探头紧贴定子齿面进行扫描，若铁心中有故障存在，外部励磁作用下探头两端会产生对应幅值的感应电压，进而可以确定故障位置与故障等级。相比于传统的铁损法、红外成像法，ELCID试验法具有低励磁、无二次伤害的优点。但仍存在如下问题：(1)对大型发电机、牵引系统直线电机定子检测效率低、检测时间长；(2)检测分析设备国外垄断，价格昂贵，单次检测成本高，不利于电机的日常维护与检修；(3)设备长时间停运对电力系统，交通系统带来不便。

综上所述，现有技术不能实现在线并且快速的对大型电机定子片间短路故障进行检测。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在线并且快速的对大型电机定子片间短路故障进行检测的一种无接触式电机定子铁心片间短路故障检测系统和方法。

一种无接触式电机定子铁心片间短路故障检测系统，所述系统包括：磁场采集子系统、定位子系统、信号分析子系统及数据管理子系统。

所述磁场采集子系统包括：磁场传感器；所述磁场传感器固定在待测电机次级，用于测量所述待测电机定子表面的磁场变化，获得所述待测电机定子表面的磁场信息；

所述定位子系统用于获取所述磁场传感器检测所述磁场信息时所述磁场传感器的绝对位置，确定位置信息；

所述信号分析子系统接收所述磁场信息和所述位置信息，将所述磁场信息与所述位置信息关联后获得磁场位置联合信息，根据所述磁场位置联合信息以及根据预设磁异常检测算法确定所述待测电机定子铁心片间短路故障的故障预警信息；

所述数据管理子系统用于保存所述磁场信息、所述位置信息、所述故障预警信息。

进一步，还包括：所述磁场传感器为霍尔传感器阵列。

进一步，还包括：当所述待测电机为旋转电机时，所述霍尔传感器阵列固定在所述旋转电机的次级表面；当所述待测电机为直线电机时，所述霍尔传感器阵列固定在所述直线电机的次级端部。

所述霍尔传感器阵列用于在线测量所述旋转电机的定子表面或所述直线电机的定子表面的磁场变化，获得所述磁场信息。

进一步，还包括：当所述待测电机为旋转电机时，所述定位子系统包括角位移定位传感器；当所述待测电机为直线电机时，所述定位子系统的功能由所述直线电机控制系统实现。