无刷励磁发电机实时监测装置研究.pdf

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1、无刷励磁发电机实时监测装置研究贺天鹏，石秀华，马云，仝兆景(西北工业大学航海学院，陕西西安710072)Researchonan0nlineMonitorofBrushlessExcitationGeneratorHETian—peng，SHIXiu—hua，MAYun，TONGZhao—jing(SchoolofMarineEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)摘要：介绍了一种无刷励磁发电机在线监测装性大大提高，因而已成为大功率发电机的主流。置的总体结构、布局及设计思想。装置在发电机内同时由于缺

2、少碳刷和滑环装置[1]，且从发电机励部采集励磁机三相电压、电流及转子电压、电流和温磁绕组到转子绕组都是旋转的，无法直接检测励度信号，通过A／D转换及编码后以红外进行传输，磁电流、电压及温度等参数，使其监视与维护变得进而完成数据处理、显示及预警，对发电机各部分工十分困难，只能通过停机对发电机进行拆卸，由人况在线监测及故障诊断具有重要作用。模拟实验表工检测及相关计算得出，这给无刷励磁发电机的明，装置安装简单方便，运行稳定可靠。正常运行带来了极大的不便，所以研制一种简单关键词：无刷励磁；红外传输；实时监测装置可靠的实时监测装置，对发电机的实时监测及后中图分类号：TP206．1期的故障诊断口具有重

3、大意义。对于这一应用难文献标识码：A题，以国内某公司的船用发电机为应用实例，研究文章编号：1001—2257(2013)07—0033—04无刷励磁发电机在线监测装置。Abstract：ThisPaperintroducesthemain1总体设计structure，layoutaswellasdesignideasofanon-linemonitorusedinbrushlessexcitinggenerator．1．1无刷励磁发电机内部组成及监测技术指标Theparameters．whichincludethree—phasevolt—无刷同步发电机主要由交流励磁机、旋转整流agean

4、dcurrentoftheexciter，thevoltage，current器和主发电机组成。发电机工作时，通过交流励磁andtemperatureoftherotor，areobtainedfromthe机定子上的剩磁产生感应电流，此三相感应电流经interiorgeneratorandsentbytheinfraredtrans-旋转整流模块整流后变为直流，成为主发电机的励missionafterA／Dconversionanddigitalcoding，磁电流。andthenreceivedbyexterioranddisplayed．This发电机组基座由8mm厚钢板焊接而成，长

5、monitorplaysanimportantroleinon——linemonito—1．5m，只有通风口及与外界相通。具体技术指标ringandfailurediagnosisofthegenerator．Theex-为：励磁电压为一200~200VDC，精度为1；励磁perimentalresultsshowthatthismonitorexhibits电流为一200～200ADC，精度为1；绕组温度为goodperformance．O～155。，精度为1。。Keywords：brushlessexcitation；infraredtrans—1．2总体结构mission；onlin

6、emonitor根据发电机实时监测及故障诊断的要求，且能直观地对发电机工况进行监测，装置的检测信号包括励磁机三相电压、电流以及转子电压、电流及内部0引言温度，其总体结构如图1所示。电流采取分流法[3]，利用阻值较低的线棒电阻引出取样信号，其中励磁发电机引入无刷励磁优点颇多，不仅使系统机三相电流的取样电阻置于旋转整流器的支路上，结构简单、安装简便，同时使发电机稳定性和可靠各相电流值可以通过整流器的工作原理计算得出；收稿日期：2013—02—28电压采用分压法采样，直接在回路中安放2个阻值《机械与电子~2013(7)·33‘相差很大的分压电阻或者分压计即可，励磁机三相入端(DATAIN)和串行

7、数据输出端(DATA电压检测值均是相对同一基准地，也可以通过相应OUT)。系统检测7路信号，因此只需使用关系计算出真实值；转子内部温度的监测通过在转TLC2543中的7条模拟输入通道。芯片是多输入子内部埋放温度传感器实现。单输出模式，通过DATAIN输入管脚的控制字来由于装置位于电磁环境复杂的发电机内部，所选择输入模拟量的通道和输出数据的格式；控制以要对测量的信号进行隔离及放大，然后进行A／DTLC2543的CS端开启转