一种电机定子光纤测温布置方法与流程

专利2026-06-14  14


本发明涉及一种电机定子光纤测温布置方法,适用于工业生产及电机领域,属于电机定子测温领域。


背景技术:

1、目前,电机传统的测温方法有热电阻测温、热电偶测温。由于它们均需要金属导线传输信号,因此无法和高电压的定子线圈铜导体直接接触,通常只能进行非接触的测温。而且由于电机内的空间非常狭小,传统的测温计元件一般只能加装在槽内的层间测温垫条中,最多只能测量线圈主绝缘外的温度来推导内部铜热点温度。绝缘层(也是隔热层)阻滞热的传导,形成绝缘内、外层温差,也导致温度响应非常滞后。

2、此外,传统测温方式易受强电场和强磁场的干扰,无法精确稳定地测量线圈热点温度,不利于对电机的温度场进行全面研究,并评估电机运行时的安全温升状况,从而验证电机设计是否合理。

3、现有电机定子测温技术有以下不足:

4、(1)通常采用金属导线传输信号,无法布置在绝缘内部铜线表面,易受强电场和强磁场的干扰,且测温精度不高。

5、(2)通常布置在电机定子线圈外的层间垫条中,与定子线圈的实际铜线热点位置有较大偏差。

6、(3)由于测温点在线圈外部,无法第一时间监测到定子线圈异常温升状况,无法满足热点温度实时在线监测的需求。


技术实现思路

1、本发明是要提出一种电机定子光纤测温元件布置方法,用于解决现有技术无法直接测量电机定子线圈内部铜线热点温度的问题,并可实现电机定子内部热点温度的实时在线监测。

2、为了达到解决上述问题的目的,本发明采取的技术方案是:一种电机定子光纤测温布置方法,首先,在电机定子胶化线圈上采用预定位方式开槽,在所述槽内至少一个区域刮去铜线绝缘,以形成至少一个暴露铜线表面的待测温点,然后,将至少一根荧光式光纤的一端固定布置到所述至少一个待测温点的铜线表面上,将所述至少一根荧光式光纤的另一端与控制室设备及电脑连接,在所述电机运行时,实现对所述电机定子的直接实时测温。

3、进一步,所述电机定子胶化线圈包括窄面和宽面,所述窄面包括换位填充区域,所述槽设置在所述换位填充区域。

4、进一步,还包括在将至少一根荧光式光纤的一端直接布置到所述至少一个待测温点的铜线表面上后,采用填充料对所述换位填充区域进行填充。

5、进一步,所述槽设置在所述换位填充区域的中间,所述槽深为1.5mm,槽宽4mm。

6、进一步,还包括沿所述槽在不同径向位置和/或不同轴向位置设置多个所述待测温点。

7、进一步,至少一根所述荧光式光纤采用分体式布置,所述荧光式光纤包括位于线圈内的前端测温光纤和位于线圈外的延长光纤。

8、进一步,所述前端光纤包括前端光纤引线和设置在所述前端光纤引线上的前端光纤测温头,将至少一根所述荧光式光纤的前端光纤的测温头布置到至少一个待测温点的铜线表面上,并用胶带临时预固定,确保所述前端光纤测温头与所述待测温点的铜线表面紧密接触,所述前端光纤引线沿着线圈端部布置,直至从线圈鼻端位置穿出电机定子主绝缘,并形成预留转接头,用于与所述延长光纤对接。

9、进一步,所述前端光纤的直径小于或者等于1mm。

10、进一步,将所述前端光纤的另一端和所述延长光纤通过预留转接头连接之前,还包括对所述预留转接头包覆可拆卸地防护密封层,所述防护密封层由多层硅胶套和设置在所述多层硅胶套中的硅胶密封材料组成。

11、进一步,待电机定子制造完毕后,拆除设置在所述预留转接头处的所述防护密封层,将所述延长光纤与所述前端光纤对接,然后将所述延长光纤的引线布置在电机机座上,最后通过机座盖板穿出电机组,最终接到所述控制室的设备及电脑上,在电机运行时实现实时在线测温。

12、与现有各类技术相比,本发明的有益效果是:

13、1)本发明采用独创的预开槽包埋技术,将光纤直接布置到铜线表面,实现电机定子线圈内部的铜线热点温度的直接测量,实现电机运行时测温。由于在测温时传输的是光信号,根据荧光衰落时间的长短进行测温,避免了高磁场和高电场的对信号的影响,测温精度较高,可达到±0.1℃。

14、2)采用独创的多层硅胶套+硅胶密封方式保护前端光纤测温头,避免光纤通路被堵塞,避免在定子制造过程中的损坏。测温光纤本身为绝缘材质,且直径小(d≤1mm),对线圈的主绝缘性能无影响,实现电机运行时的无损测温。

15、3)荧光式光纤采用分体式布置,在电机制造完毕后,再将延长光纤与前端测温光纤对接,避免了生产过程对裸露在外光纤的损坏,大大提高了光纤布置的成功率,以最小的损耗成本实现电机运行时的测温需求。



技术特征:

1.一种电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:首先,在电机定子胶化线圈上采用预定位方式开槽,在槽内至少一个区域刮去铜线绝缘,以形成至少一个暴露铜线表面的待测温点,然后,将至少一根荧光式光纤的一端布置到所述至少一个待测温点的铜线表面上,将所述至少一根荧光式光纤的另一端与控制室的设备及电脑连接,在电机运行时,实现对所述电机定子铜温的直接、实时在线测量。

2.根据权利要求1所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:所述电机定子胶化线圈包括窄面和宽面,所述窄面包括换位填充区域,所述槽设置在所述换位填充区域。

3.根据权利要求2所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:包括将至少一根荧光式光纤的一端布置到所述至少一个待测温点的铜线表面上后,采用填充料对所述换位填充区域进行填充。

4.根据权利要求2所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:所述槽设置在所述换位填充区域的中间,所述槽深为1.5mm,槽宽4mm。

5.根据权利要求1所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:还包括沿所述槽在不同径向位置和/或不同轴向位置设置多个所述待测温点。

6.根据权利要求1所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:至少一根所述荧光式光纤采用分体式布置,所述荧光式光纤包括位于线圈内的前端测温光纤和位于线圈外的延长光纤,将至少一根前端测温光纤的一端布置到所述至少一个待测温点的铜线表面上,将所述前端光纤的另一端和所述延长光纤通过预留转接头连接。

7.根据权利要求6所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:所述前端测温光纤包括前端光纤引线和设置在所述前端光纤引线上的测温头,将至少一根所述荧光式光纤的前端光纤测温头布置到至少一个待测温点的铜线表面上,并用胶带临时预固定,确保所述前端光纤测温头与所述待测温点的铜线表面紧密接触,所述前端光纤引线沿着线圈端部布置,直至从线圈鼻端位置穿出电机定子主绝缘,并预留转接头,用于与所述延长光纤对接。

8.根据权利要求6所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:所述前端光纤的直径小于或者等于1mm。

9.根据权利要求6所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:将所述前端测温光纤的另一端和所述延长光纤通过预留转接头连接之前,还包括对所述预留转接头包覆可拆卸的防护密封层,所述防护密封层由多层硅胶套和设置在所述多层硅胶套中的硅胶密封材料组成。

10.根据权利要求9所述的电机定子光纤测温布置方法,其特征在于:待电机定子制造完毕后,拆除设置在所述预留转接头处的所述防护密封层,将所述延长光纤与所述前端光纤对接,然后将所述延长光纤的引线布置在电机机座上,最后通过机座盖板穿出电机组,最终接到所述控制室的设备及电脑上,在电机运行时实现实时在线测温。


技术总结
本发明涉及一种电机定子光纤测温布置方法,采用分体式布置,包括位于线圈内的前端测温光纤和位于线圈外的延长光纤,前端测温光纤跟随定子生产制造,延长光纤为制造完毕后连接,分体式布置方式极大程度地避免了外部光纤在电机制造过程中的损坏。首先,在电机定子胶化线圈上采用预定位方式开槽,在槽内区域刮去铜线绝缘,以形成暴露铜线表面的待测温点,然后,将前端测温光纤的测温头布置到待测温点的铜线表面上,前端测温光纤通过转接头与延长光纤连接,延长光纤再与控制室的设备及电脑连接,在电机运行时,实现对电机定子铜线温度的直接、实时在线监测。

技术研发人员:余双敏,魏燕飞,张益中,傅斌,朱慧盈,韩磊,周松
受保护的技术使用者:上海电气电站设备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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