具有絕緣監(jiān)控的機(jī)電機(jī)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣冷式的機(jī)電機(jī)器，尤其是強(qiáng)制通風(fēng)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)器，具有定子，其具有軸向?qū)盈B的疊片，其中，疊片組具有基本上軸向延伸的槽，其中，這些槽布置在旋轉(zhuǎn)式機(jī)電機(jī)器的氣隙的區(qū)域中，并且其中監(jiān)控繞組系統(tǒng)，該繞組系統(tǒng)定位在這些槽中并且在定子的端面?zhèn)忍幮纬衫@組頭部。
【背景技術(shù)】
[0002]特別是氣冷式的機(jī)電機(jī)器的軸向地在定子的端面?zhèn)忍幯由斓睦@組頭部布置在有空氣流的區(qū)域中并且因此承受了在該空氣流內(nèi)部的顆粒流。在此，繞組頭部尤其承受空氣顆粒和灰塵顆粒的相應(yīng)的轟擊，這導(dǎo)致繞組頭部的絕緣被磨損并進(jìn)而能夠損害機(jī)電機(jī)器的運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]由此出發(fā)，本發(fā)明基于以下目的，即對(duì)機(jī)電機(jī)器的繞組系統(tǒng)、尤其是繞組頭部的絕緣進(jìn)行監(jiān)控。
[0004]所提出的目的通過一種氣冷式的機(jī)電機(jī)器、尤其是強(qiáng)制通風(fēng)的機(jī)電機(jī)器來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)電機(jī)器具有定子，定子具有繞組系統(tǒng)，該繞組系統(tǒng)在定子的端面?zhèn)忍幮纬衫@組頭部，其中，至少繞組頭部在其絕緣層中或者在涂覆在該絕緣層上的附加層中具有至少一個(gè)監(jiān)控部件，以用于對(duì)繞組頭部的絕緣強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)控。
[0005]所提出的目的還通過一種用于對(duì)氣冷式的機(jī)電機(jī)器，尤其是強(qiáng)制通風(fēng)的機(jī)電機(jī)器的繞組頭部的絕緣狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)的方法來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)電機(jī)器具有定子，定子具有繞組系統(tǒng)，繞組系統(tǒng)在定子的端面?zhèn)忍幮纬衫@組頭部，其中，至少繞組頭部在其絕緣層中或者在涂覆在絕緣層上的附加層中具有至少一個(gè)監(jiān)控部件，以用于對(duì)繞組頭部的絕緣強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)控，該方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0006]-在能預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔中將信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控部件中，
[0007]-接收來自監(jiān)控部件的返回信號(hào)，
[0008]-對(duì)返回信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，從而推斷出繞組頭部的絕緣狀態(tài)。
[0009]因此，在由于氣冷卻而承受顆粒流的要害點(diǎn)處的絕緣、即絕緣系統(tǒng)脫落之前，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行報(bào)告。由此，也就是說在機(jī)器故障并進(jìn)而受到相應(yīng)的損失之前，特別地對(duì)在機(jī)電機(jī)器的繞組頭部處的絕緣進(jìn)行監(jiān)控。
[0010]以根據(jù)本發(fā)明的方式和方法，當(dāng)然也能夠?qū)C(jī)電機(jī)器的在槽中的繞組系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。
[0011]有利地，這類部件設(shè)置在繞組頭部的特別要害的位置處的絕緣層中，在該位置處例如冷卻氣流首先碰到機(jī)電機(jī)器的元件又或者在冷卻氣流的內(nèi)分布中加強(qiáng)地引導(dǎo)顆粒流到繞組系統(tǒng)的、在這種情況中為繞組頭部的一定部分上。
[0012]因此，不必強(qiáng)制地為整個(gè)繞組頭部配備用于監(jiān)控的部件、也就是監(jiān)控部件，而是根據(jù)機(jī)器設(shè)計(jì)而僅僅對(duì)繞組頭部處的一定的點(diǎn)或者在繞組頭部處的一定面積區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，該點(diǎn)或者該區(qū)域由于機(jī)器設(shè)計(jì)而表現(xiàn)為特別重要的，因?yàn)槠浔患訌?qiáng)地承受了顆粒流。
[0013]優(yōu)選的是，用于監(jiān)控的部件實(shí)施成金屬線和/或光波導(dǎo)體裝置，其中，一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)體設(shè)置在絕緣系統(tǒng)的內(nèi)部和/或在繞組頭部處的特殊的中間層中，其此時(shí)同樣承受了空氣流的顆粒流。金屬線和/或光波導(dǎo)體的絕緣因此同樣承受磨損并且在此同樣必然由于顆粒流而有荷載，也就是說，在極端情況中中斷或者斷裂。
[0014]由此，金屬線的歐姆電阻發(fā)生變化或者光波導(dǎo)體的折射率發(fā)生變化。
[0015]在此，不僅能夠串聯(lián)也能夠并聯(lián)地鋪設(shè)金屬線或者光波導(dǎo)體。
[0016]同樣，該金屬線或者光波導(dǎo)體能夠波狀地鋪設(shè)在繞組頭部的計(jì)劃監(jiān)控的區(qū)域中。
[0017]這種變化，在最差的情況中為金屬線或者光波導(dǎo)體的折斷，此時(shí)以測(cè)量技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)并且能夠評(píng)估為繞組頭部的絕緣的增大的絕緣荷載或者磨損的證據(jù)。
[0018]在另外的實(shí)施方式中，該系統(tǒng)通過多個(gè)由繞組頭部出發(fā)在徑向上重疊地放置的金屬線或者光波導(dǎo)體插入在繞組頭部的絕緣中或者繞組頭部的中間層中。由此存在絕緣監(jiān)控的分級(jí)的安全性方案，其包含相應(yīng)地分級(jí)的報(bào)告，該報(bào)告允許了對(duì)電機(jī)的其他運(yùn)行的時(shí)間管理。
[0019]因此，例如在分級(jí)的方案中能夠識(shí)別出，即在大約兩年之后第一級(jí)起作用，在下一個(gè)兩年之后第二級(jí)起作用并且然后以線性的預(yù)測(cè)并且在類似的運(yùn)行條件時(shí)由此出發(fā)，即例如在設(shè)置了三個(gè)層時(shí)現(xiàn)在繞組頭部的絕緣面臨危險(xiǎn)并且必須對(duì)機(jī)電機(jī)器的繞組頭部的絕緣進(jìn)行維修和處理。
[0020]也就是說，以根據(jù)本發(fā)明的方式和方法執(zhí)行對(duì)繞組系統(tǒng)的、尤其是在繞組頭部的特別暴露的位置處的電絕緣的層厚度的測(cè)量。
[0021 ] 因此，在對(duì)機(jī)電機(jī)器的繞組頭部的絕緣狀態(tài)的監(jiān)控方面能夠設(shè)立信號(hào)燈狀態(tài)，警告音或者其他光學(xué)和/或聲學(xué)的信號(hào)。
[0022]該監(jiān)控能夠以多種方式和方法實(shí)施。一方面是金屬絲或者光波導(dǎo)體敷設(shè)在電動(dòng)機(jī)殼體，以便在該處例如由服務(wù)人員進(jìn)行連續(xù)檢驗(yàn)。這例如能夠借助簡單的電阻測(cè)量來進(jìn)行。在光波導(dǎo)體布置的情況中，對(duì)于檢驗(yàn)繞組頭部處的絕緣電阻來說使用了光測(cè)量設(shè)備。
[0023]在該監(jiān)控的另外的自動(dòng)化的措施中，通過例如能夠定位在變流器或者直接定位在電機(jī)處的控制模塊以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔將相應(yīng)的測(cè)量信號(hào)給出到金屬線或者光波導(dǎo)體上。然后利用返回信號(hào)能夠?qū)⑾鄳?yīng)的測(cè)量值或報(bào)告例如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，該測(cè)量值或報(bào)告能夠隨時(shí)調(diào)出。
[0024]測(cè)量數(shù)據(jù)在另外的實(shí)施方式中繼續(xù)傳輸?shù)娇刂莆恢锰?，并分類和評(píng)估。
[0025]尤其是在繞組頭部處的絕緣電阻的報(bào)告能夠有線連接地或者無線地例如通過無線電傳遞到全體的上級(jí)系統(tǒng)控制裝置，例如在牽引車或者采礦卡車的情況中，以便如此例如為駕駛員和/或控制位置提供關(guān)于絕緣系統(tǒng)的狀態(tài)的以及進(jìn)而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)的報(bào)告。
[0026]由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)繞組頭部的絕緣的幾乎永久的狀態(tài)監(jiān)控并且給出了早的故障識(shí)別。由此能夠避免機(jī)電機(jī)器-線性和旋轉(zhuǎn)的機(jī)電機(jī)器-在這類機(jī)器的所有使用情況中由絕緣決定的故障。
【附圖說明】
[0027]本發(fā)明以及本發(fā)明的其他有利的設(shè)計(jì)方案應(yīng)在示出的實(shí)施例中原則性地獲知，其中示出:
[0028]圖1是強(qiáng)制通風(fēng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)電機(jī)器的縱向截面圖，
[0029]圖2至4是用于監(jiān)控的部件在繞組頭部處的布置，
[0030]圖5和6是金屬線或者光波導(dǎo)體在中間層中的布置，
[0031]圖7是采礦卡車的驅(qū)動(dòng)裝置，其具有特殊的空氣引導(dǎo)系統(tǒng)，
[0032]圖8是火車頭的驅(qū)動(dòng)裝置，
[0033]圖9是用于監(jiān)控的部件在繞組頭部中的布置。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1以原則性的縱向截面圖示出了強(qiáng)制通風(fēng)的旋轉(zhuǎn)的機(jī)電機(jī)器1，其具有定子2和轉(zhuǎn)子3，其中轉(zhuǎn)子3與軸4抗扭地連接并且能圍繞軸線5轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。
[0035]軸4在此原則性地由軸承13保持在有源部件、即定子2和轉(zhuǎn)子3的兩側(cè)上，其中，軸承13通過軸承端蓋24相應(yīng)地定位。軸承端蓋24又保持在殼體6中，殼體的外壁在這個(gè)具體情況中平行于軸線地延伸。
[0036]定子2具有軸向疊層的疊片，其中疊片組具有槽9，該槽具有基本上軸向的走向，其中這些槽9布置在旋轉(zhuǎn)的機(jī)電機(jī)器I的氣隙14的區(qū)域中。定子2具有在這些槽9中的繞組系統(tǒng)，該繞組系統(tǒng)在定子2的疊片組的端面?zhèn)忍幮纬衫@組頭部8。
[0037]在旋轉(zhuǎn)的機(jī)電機(jī)器I的運(yùn)行中，由于繞組系統(tǒng)與轉(zhuǎn)子3的電磁相互作用(在電動(dòng)機(jī)式運(yùn)行中)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的機(jī)電機(jī)器I的旋轉(zhuǎn)，或者產(chǎn)生能量(在發(fā)電機(jī)式運(yùn)行中)。
[0038]定子2具有平行于軸線延伸的冷卻通道10，其在周向的方向上看均勻分布地布置。冷卻通道10優(yōu)選是圓形的或者設(shè)計(jì)成圓形的，但是也可以具有另外的幾何橫截面形狀，如星形、三角形等等。
[0039]轉(zhuǎn)子3設(shè)計(jì)成短路轉(zhuǎn)子，其中短路籠朝向氣隙14地處于轉(zhuǎn)子3的端面?zhèn)忍?，該短路籠在轉(zhuǎn)子3的端面?zhèn)忍幮纬啥搪翻h(huán)12。在轉(zhuǎn)子3的短路籠和軸4之間在周向方向上分散地布置有一個(gè)或者多個(gè)軸向延伸的冷卻通道11，這些冷卻通道也能夠設(shè)置在定子2中。殼體6和/或軸承端蓋24具有開孔7或25，通過這些開口進(jìn)行與周圍環(huán)境的、優(yōu)選強(qiáng)制性的空氣交換。這些開孔7或25能夠通過過濾網(wǎng)或者類似物來覆蓋，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻空氣的預(yù)過濾。
[0040]空氣流動(dòng)在此由一個(gè)或者多個(gè)風(fēng)扇確保。存在自冷卻和/或外冷卻。
[0041]圖1示例性示出了冷卻空氣流22，例如其進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)的機(jī)電機(jī)器I中、通過軸向延伸的冷卻通道10，11和氣隙14延伸，并且例