(57)【要約】【課題】回転機械の巻線終端部品の正常性を監視する検知システムを提供する。【解決手段】検知ケーブルは、巻線終端部品のうちの２つに固定された２つの固定点（６３）と、ステータ巻線終端部品のうちの２つ又はそれ以上の間の相対変位を測定するためのセンサとを含む。別の実施形態において提供されるステータ巻線終端及び接続リング監視システムは、光ファイバー検知ケーブルを含む。光ファイバー検知ケーブルは、各々が接続リングのうちの２つの間の固定点によって固定されるセンサを含む。ステータ巻線終端及び接続リング監視システムは更に、ステータ巻線終端及び接続リング監視システムは更に、センサに光を供給する光源と、センサから通過又は反射した光を受け取る光検出器と、光検出器から検出された光を示す信号を受け取り、該信号を用いて接続リングの何れか間の相対変位が許容範囲外にあるか否かを判断するためのプロセッサとを備える。【選択図】      図６
2011030416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ巻線終端部品と、
前記巻線終端部品のうちの２つに固定された２つの固定点（６３）及び前記ステータ巻線終端部品のうちの２つの間の相対変位を測定するためのセンサ（５４）を有する検知ケーブル（５０）と、
を備えるステータ（１４）。
【請求項２】
前記ステータ巻線終端部品が、巻線終端バー（３２）と、巻線終端ループ（３４）と、相互接続導体（４４）と、複数の接続リング（４０）とを含む、
請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記２つの固定点は、前記相互接続導体の少なくとも１つに隣接して前記接続リングの２つに固定される、
請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記センサが機械的歪みに敏感なファイバー材料を含む、
請求項１に記載のステータ。
【請求項５】
前記センサが、少なくとも１つの変調周期のファイバーブラッグ格子を含む、
請求項１に記載のステータ。
【請求項６】
前記検知ケーブルが、ファイバーセンサ、シース管体、及びファイバーセンサとシース管体との間に接着剤を有する光ファイバーを含む、
請求項１に記載のステータ。
【請求項７】
前記検知ケーブルが、支持管体と、ポリマー層でコーティングされた光ファイバーとを含み、前記光ファイバーが前記支持管体の外側表面に固定される、
請求項１に記載のステータ。
【請求項８】
前記検知ケーブルが、２つの前記巻線終端部品に実質的に垂直であるか、又は２つの前記巻線終端部品に対して鋭角である、
請求項２に記載のステータ。
【請求項９】
前記検知ケーブルが、前記２つの巻線終端部品間で湾曲形状を含む、
請求項２に記載のステータ。
【請求項１０】
前記センサの少なくとも一部が、隣接する接続リング間に固定される、
請求項３に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に、検知技術に関し、より詳細には、発電機又はモータなどの回転機械の巻線終端部品の正常性監視のための検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービン又はガスタービンにより駆動される発電機などの回転機械は、これらのステータ巻線において数千アンペアの電流を流す能力がある。ステータ巻線は一般に、ステータコア内の対応するスロットに固定される導電バーと、ステータコアを越えて延びる巻線終端部とを含む。巻線終端部品は、巻線終端部の変位を誘起する電流力及び機械力の影響を受けやすい。例えば、電流力は、始動時及びピーク負荷条件の間に大電流が巻線終端部を通過することによって誘起される。機械力は、回転機械の通常の機械的振動により引き起こされる。巻線終端部の過剰変位は、巻線終端部の巻線の絶縁が破壊される場合があることを含む、幾つかの望ましくない作用があり、及び回転機械の早期故障をもたらす電気機械力に起因して巻線終端部の摩耗が生じやすい場合があることは理解される。巻線終端部状態を監視する必要性が当該技術分野において存在し、巻線終端部の緩みを早期且つ正確に検出することが望ましい。
【０００３】
巻線終端部巻線終端部品の緩み検出技術の１つは、巻線の正常性を監視するために光ファイバー加速度計を利用する。光ファイバー加速度計は通常、巻線終端部上の複数の位置において３つの直交軸の加速度を測定する。しかしながら、このような方法は、各軸線及び軸線のペアが別個の加速度計と、内外を通るケーブルとを有することが必要であり、大きな配線パッケージをもたらすことになる。加えて、加速度計は、回転機械が装着されるフロアのような固定基準フレームに対する振動を測定する。測定される振動は、ロータ不均衡、軸受破砕、及び巻線終端部品劣化を含む、複数の可能性のある発生源からの振動の和である。従って、加速度測定は、巻線終端部の正常性の間接的測定である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，０４６，６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
巻線終端部変位測定用の検知デバイスを改善することが望ましいことになる。
【０００６】
１つの実施形態によれば、ステータは、ステータ巻線終端部品と、検知ケーブルとを含む。検知ケーブルは、巻線終端部品のうちの２つに固定された２つの固定点と、ステータ巻線終端部品のうちの２つの間の相対変位を測定するためのセンサとを含む。
【０００７】
本明細書で開示される別の実施形態によれば、ステータ巻線終端及び接続リング監視システムは、光ファイバー検知ケーブルを含む。光ファイバー検知ケーブルは、各々が接続リングのうちの２つの間の固定点によって固定されるセンサを含む。ステータ巻線終端及び接続リング監視システムは更に、ステータ巻線終端及び接続リング監視システムは更に、センサに光を供給する光源と、センサから通過又は反射した光を受け取る光検出器と、光検出器から検出された光を示す信号を受け取り、該信号を用いて接続リングの何れか間の相対変位が許容範囲外にあるか否かを判断するためのプロセッサとを備える。
【０００８】
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読む時、より良好に理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ロータ及びステータを含む回転機械の簡易断面図。
【図２】図１の部分Ａの拡大図。
【図３】ステータの前端に装着された複数の接続リングを有するステータの端部領域の例示的な斜視図。
【図４】本発明の１つの実施形態によるファイバー検知ケーブルの拡大断面図。
【図５】本発明の別の実施形態によるファイバー検知ケーブルの拡大断面図。
【図６】本発明の１つの実施形態による３つの巻線終端部品上に装着された検知ケーブルの部分的な拡大上面図。
【図７】複数のブラッグ格子の例示的な波長スペクトル。
【図８】本発明の別の実施形態による巻線終端部品上に装着された検知ケーブルの部分的な上面図。
【図９】本発明の更に別の実施形態による巻線終端部品上に装着された検知ケーブルの部分的な上面図。
【図１０】本発明の更に別の実施形態による巻線終端部品上に装着された検知ケーブルの部分的な上面図。
【図１１】本発明の更に別の実施形態による巻線終端部品上に装着された検知ケーブルの部分的な上面図。
【図１２】本発明の更に別の実施形態による巻線終端部品上に装着された検知ケーブルの部分的な側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、限定ではないが、接続リング及びステータバーを含む固定巻線終端部を直接的及び間接的に支持又はこれと接続する、支持又は接続構成部品を含む、巻線終端部品の相対変位を測定するために光ファイバー検知ケーブルを用いたステータ巻線終端部監視システムに関する。巻線終端部品間の相対変位は、ステータ巻線終端部状態を示す。以下における「相対変位」は、２つの巻線終端部品間の距離のシフトを指す。２つの巻線終端部品は、互いに直接隣接することができ、又はこれらの間の１つ又はそれ以上の巻線終端部品によって離隔することができる。本明細書で使用する場合に、用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、数量の限定を表すものではなく、参照要素の少なくとも１つが存在することを表している。同様に、本明細書で使用される「２つの巻線終端部品」は、少なくとも２つの巻線終端部品を意味する。
【００１１】
図１を参照すると、ＡＣ誘導電動機、ＡＣ発電機、ＡＣ同期電動機、又はＡＣ同期発電機などの回転機械１０が示される。１つの実施形態において、回転機械１０は、水素冷却発電機であり、ロータ１２及びステータ１４を備える。ステータ１４は、フレーム１６と、該フレーム１６内の固定位置に装着されたステータコア１８と、該ステータコア１８上に巻かれた複数のステータ巻線２０とを備える。１つの実施形態において、ステータコア１８は、鉄、コバルト、ニッケル、又はこれらの合金など、強磁性体の積層により作られる。ステータコア１８は、該ステータコア１８の前方端部２６及び後方端部２８を通って延びるステータ巻線終端部２４を備えることができる。ステータコア１８は、ステータ巻線２０の少なくとも一部を受ける複数のスロット２５をステータコア１８の内側表面に定める。
【００１２】
図１の実施形態において、ロータ１２は、ステータ１４のロータ端部ベル２４に回転可能に配置され、ステータ１４と電磁的に結合される。ロータ１２の長手方向回転軸線は、ステータコア１８の長手方向軸線Ｓと一致する。ロータ１２とステータ１４との間の環状ギャップ３０は、ロータ１２の外側表面とステータコア１８の内側表面とによって定められる。回転機械１０の運転時には、例えば、電流はステータ巻線２０を流れ、これによりロータ端部ベル２４に磁界が生成され、ステータコア１８の強磁性体により増強される。磁界は、ロータ１２の導体と結合してトルクを発生し、これがロータ１２を回転させる。発電機（回転機械１０）の運転の１つの実施例では、ロータ１２の回転を駆動するのに蒸気が使用され、ステータ巻線２０に交流電流を誘起する磁界をロータ端部ベル２４に引き起こすようにする。
【００１３】
ステータ巻線２０は各々、対応するスロット２５に固定され且つステータコア１８の前方端部２６及び後方端部２８を越えて延びる導電バー３２と、該導電バー３２の遠位端にあるループ３４とを備える。以下で使用されるように、ループ３４及びステータコア１８から外部に延びる導電性部分は、「巻線終端部」と呼ばれる。
【００１４】
ループ３４は各々、何れかの好適な方法で対応する導電バー３２に電気的に接続される。図１の図示の実施形態では、導電バー３２は、２つの層に配列され且つそれぞれのスロット２５に固定される上部及び下部バー３６、３８を含む。各ループ３４は、上部及び下部バー３６、３８の対応するセットを電気的に接続する。１つの実施形態において、ステータ巻線２０は、３相（Ｕ相、Ｙ相、Ｗ相）の交流出力用に３つのグループを含む。
【００１５】
図１の例示的な実施形態において、ステータ１４は、ステータコア１８の前方端部２６及び後方端部２８に装着された複数の接続リング４０を含む。１つの実施形態において、接続リング４０は、互いに平行であり、各々が長手方向軸線に実質的に垂直である。１つの実施形態において、ステータ１４は、ステータコア１８の後方端部２８に装着された接続リング４０の３つのペアを含む。接続リング４０の各ペアは、ステータ巻線２０の１つの位相グループに接続される。
【００１６】
図２を参照すると、全ての２つの隣接する接続リング４０は、複数の接続リングスペーサ４２のそれぞれ１つにより、流れ方向軸線に沿って互いに間隔を置いて配置される。１つの実施形態において、ステータ１４は更に、後方端部２８に装着された環状コア端部フランジ４１を含む。複数の軸方向支持体４３は、コア端部フランジ４１の外周に沿って環状コア端部フランジ４１に固定される。各軸方向支持体４３は、複数の孔（図示せず）を備えた傾斜した下側縁部を有する。複数のタイ４７は、上部及び下部導電バー３６、３８を互いに且つ軸方向支持体４３の孔に結びつけるのに使用される。上部及び下部導電バー３６、３８の間、及び上部導電バー３６と対応する軸方向支持体４３との間に拘束結合部４５が設けられる。各軸方向支持体４３は更に、その上側部分において複数の孔４９を含むことができる。接続リング４０は、タイ（図示せず）によって孔４９に結びつけられ、軸方向支持体４３に固定される。図２における巻線終端及び接続リング固定配列は、例証として提供される。例えば、別の実施形態は、Ｅｓｔｒａｄａ他に付与された、名称が「電動機械の巻線終端部を支持するための無結合支持及びその方法」の米国特許第３，９２４，１４９号（引用により本明細書に組み込まれる）に示すような、巻線終端を固定するための圧縮性パッドの使用を含む。
【００１７】
図３を参照すると、１つの実施形態において、ステータ１４は更に、ステータ巻線２０の各グループを対応する接続リング４０に相互接続するための複数の相互接続導体４４を含む。１つの実施形態において、ステータ１４は更に、３相接続リング４０を外部電子デバイス（図示せず）に接続するための複数の端子４６を含む。１つの実施形態において、各相互接続導体４４及び端子４６は、対応する接続リング４０の一体化部分を含む。別の実施形態では、相互接続導体４４及び／又は端子４６は、例えば、ろう付けプロセスによって接続リング４０に接続される離散的部材を含むことができる。
【００１８】
図１を参照すると、１つの実施形態において、ステータ１４は更に、ステータ１４の巻線終端状態を監視するための検知システム４８を含む。１つの実施形態において、検知システム４８は、検知ケーブル５０と、該検知ケーブル５０に固定された複数のセンサとを含む。１つ又はそれ以上の、センサは、各々が光ファイバー５２（図４）を含むファイバーセンサを備える。より具体的な実施形態において、光ファイバーの各々は更に、その上に内接する複数のブラッグ格子５４（図４）を備える。
検知システム４８は更に、光ファイバーに光を伝送するための光源５６と、光ファイバー（図４）から伝送又は反射される光を検出し、且つ検出された光の波長変化を監視するための検出器モジュール５８とを備える。１つの実施形態において、検知システムは更に、検出器モジュール５８から波長変化を受け取り、状態監視、機械保護、メンテナンススケジュール、又は回転機械１０の制御に使用される計算を実施するためのプロセッサ６０を備える。
【００１９】
本発明の特定の実施形態において、検知ケーブル５０は、巻線終端部品に装着されて少なくとも２つの巻線終端部品の相対変位を測定し、巻線終端の状態を監視するようにする。本発明の特定の実施形態における巻線終端部品は、巻線終端自体と、ステータ巻線２０と共に直接又は間接的に支持又は接続する全ての構成部品とを備える。例えば、巻線終端部品は、巻線終端、接続リング４０、ループ３４、コア端部フランジ４１、接続リングスペーサ４２、軸方向支持体４３、相互接続導体４４、及び端子４６を含むことができる。図示の実施形態では、検知ケーブル５０は、２つの接続リング４０間に装着され、２つの接続リング４０の相対変位を測定する。他の実施形態では、検知ケーブル５０は、巻線終端を直接又は間接的に支持又はこれと接続する他の巻線終端部品上に装着される。１つの実施形態において（図示せず）、例えば、検知ケーブル５０は、接続リング４０及びコア端部フランジ４１の少なくとも１つに装着され、少なくとも１つの接続リング４０及びコア端部フランジ４１の相対変位を測定する。別の実施形態（図示せず）では、検知ケーブル５０は、ループ４０上に装着され、少なくとも２つのループ３４の相対変位を測定することができる。
【００２０】
図２でより明確に分かるように、１つの実施形態において、検知ケーブル５０は、各々が少なくとも２つの巻線終端部品（図示の実施形態では少なくとも２つの平行接続リング４０）にわたる複数の測定部分６２を一体化する１つのケーブルを含むことができる。
【００２１】
別の実施形態では、検知ケーブル５０は、各々が少なくとも２つの巻線終端部品にわたる複数の別個の測定部分６２を含むことができる。測定部分６２は各々、少なくとも２つの構成部品（図２では接続リング４０として図示されている）にそれぞれ固定される少なくとも２つの固定点６３と、固定点６３の間に図８に示すファイバーブラッグ格子５４のような複数のセンサ５４とを含む。
２つの隣接する固定点６３間のセンサの波長変化は、２つの平行接続リング４０の相対変位を示す。１つの実施形態において、測定部６２は、１つの相互接続導体４４（図３）に隣接するよう配列される。
【００２２】
図４は、１つの実施形態による検知ケーブル５０の例示的な測定部６２の部分断面図である。例示的な測定部６２は、光ファイバー５２に内接する複数のファイバーセンサ（ブラッグ格子として図示される）５４を含み、光ファイバー５２の周りにポリマー接着剤を充填することによってシース管体６４でシールされる。特定の実施形態において、シース管体６４は、例えばグラスファイバーを含む複合管、或いは、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン、又はエラストマーなどの材料を含むポリマー管体を備える。従って、検知ケーブル５０は、応力を受けて破裂することなく大きな変形を維持することが可能であり、応力が除去された後で元の寸法に復元することができる。１つの実施形態において、検知ケーブル５０のパッケージングプロセスは、１５０〜２００°Ｃの温度で水性ポリマー接着材６６を固体に変え、光ファイバー５２とブラッグ格子５４とをシース管体６４で一体化するようにする固化プロセスを含む。特定の実施形態では、検知ケーブル５０は、接着剤又は他の結合材料によって巻線終端部品に固定される。
【００２３】
図５は、別の実施形態による、検知ケーブル５０の例示的な測定部６２の断面図である。図示の測定部６２は、光ファイバー５２を囲むコーティング層６８と、光ファイバー５２を支持する支持管体７０とを備える。コーティング層６８は、ポリイミド材料を含むことができ、２０から５０ミクロンの範囲の厚みを有する。コーティング層６８と、コーティング層６８により保護される光ファイバー５２とは、例えば、接着材により支持管体７０の外側表面に取り付けられる。特定の実施形態において、支持管体７０は、グラスファイバー、可撓性プラスチック、又は絶縁材料を含む。支持管体７０は、例えば、接着材及び／又はクランプにより２つの巻線終端部品間に装着される。巻線終端の変位は、支持管体７０に伝達されて、光ファイバー５２の変形又は撓みを誘起し、これは、ファイバーセンサ５４の波長シフトにより検出することができる。
【００２４】
図６、及び８から１２は、本発明の様々な実施形態による、巻線終端部品の相対変位を測定するための検知ケーブル５０の測定部７２、７４、７６、７８、８０、８２の拡大断面図を示す。巻線終端部品は、図示の実施形態では接続リング４０であるが、他の何れかの巻線終端部品で置き換えてもよい。
【００２５】
図６を参照すると、接続リング４０の相対変位を測定するための測定部の１つの実施形態は、各々が対応する接続リング４０に固定される固定点６３と、全ての２つの隣接する固定点６３（接続リング４０）間の１つ又はそれ以上のブラッグ格子５４とを含む。図示の実施形態では、検知ケーブル５０は、接続リング４０に垂直になるように向けられる。１つの実施形態において、固定点６３は、エポキシなどの接着材により接続リング４０に固定される。
【００２６】
光源５６からの光が光ファイバー５２を通ってブラッグ格子５４に伝送されると、光エネルギーは、式（１）で与えられる対応するブラッグ波長λＢ（ｉ）の番号（ｉ）のブラッグ格子により反射される。
λＢ（ｉ）＝  ２ｎｅｆｆ  Λ（ｉ）      式（１）
ここで、「ｎｅｆｆ」は、ファイバーコアの有効屈折率であり、「Λ（ｉ）」は、対応する数（ｉ）のグレーティング変調構造の周期性である。特定の実施形態において、異なるブラッグ格子５４は異なる変調周期を有し、すなわち、ブラッグ格子５４は、図７に示すように異なる中心波長を有する。従って、検出器モジュール４４は、ブラッグ格子５４からそれぞれ反射されるスペクトルを識別することができる。よって、追加の配線を必要とせずに同じ検知ケーブル５０上のより多くの測定点（ブラッグ格子）を配列することは有利である。
【００２７】
対応するブラッグ格子の有効屈折率（ｎｅｆｆ）及び周期（Λ（ｉ））は共に、ブラッグ格子５４に加わる温度及び歪みの関数である。従って、波長変化は、式（２）に従う一定の時間周期（ｔ）内の熱及び歪みダイナミックスにより誘起される。
【００２８】
【数１】
2011030416.tif 000003
【００２９】
ここで、
【００３０】
【数２】
2011030416.tif 000004
【００３１】
及びＫＴは、それぞれブラッグ格子５４の歪み及び温度感度である。幾つかの応用において、緩み事象のような動的事象は、遙かに高い周波数で生じ、温度変化よりも遙かに急激に生じる場合がある。従って、環境温度の変化によって誘起される緩慢に変化する熱応答と、動的過渡応答との間の区別は、温度変動を無視できるように、一定の時間間隔内の波長シフトを解析することによって行うことができる。例えば、ブラッグ格子５４の波長シフトの標準偏差又は平均自乗平方根は、接続リングの変位に関連付けられる動的歪みを表す。
【００３２】
高速フーリエ変換、ウェーブレット解析、及びスペクトル解析などの周波数ドメイン技術は、電流の周期的性質並びにこれによりもたらされる力に起因する機械及び発電機の（高速の）歪み応答と（緩慢な）熱応答を区別するのに好適である。特定の実施形態において、発電機では、歪みに起因する巻線終端変位は、発電機の基本周波数の２倍、すなわち、６０Ｈｚの基本周波数を有する発電機では１２０Ｈｚ、或いは５０Ｈｚの発電機では１００Ｈｚで発生する可能性が最も高い。従って、接続リング４０の変位測定は、環境温度変化とは比較的無関係である。
【００３３】
測定中、図６を参照し、１つの接続リング４０の変位（ｄ）は、接続リング４０と近隣の接続リング４０との間のブラッグ格子５４の波長シフトを引き起こす。従って、変位（ｄ）は、２つの近隣の接続リング４０間のブラッグ格子５４の波長シフトにより監視することができる。信号処理、特徴抽出、及び分類方法を用いて、観測される変位が許容可能であるか否かを推測する。これは、具体的には、１２０／１００Ｈｚでのスペクトル成分及びこれよりも高次の高調波を探すことを含む。コントローラ（図示せず）は、閾値を超えたときに処理を行うことができる。「コントローラ」は、代替的に、ＳＣＡＤＡシステム、機械保護システム、又は監視システムとすることができる。図示の実施形態では、検知ケーブル５０は、あらゆる２つの近隣の固定点６３間で引き締められる。
【００３４】
特定の実施形態において、巻線終端部品間の最大相対変位（ｄｍａｘ）は、１つのケーブル５０が測定できる変位長さであり、検知ケーブル５０が維持できる最大歪み（εｍａｘ）に関連付けられる。検知ケーブル５０は、最大変位よりも大きな過剰な変位が生じたときには、破断又は剪断される可能性がある。検知ケーブル５０への歪み（ε）は式（３）に従う。
ε（ｔ）  ＝  ｄ／Ｌ      式（３）
ここで、「ｄ」は合計相対変位、「Ｌ」は巻線終端部品間の距離である。特定の実施形態において、
ファイバーブラッグ格子５４により測定される最大歪み（εｍａｘ）は約５０００ｕεである。５０ミリメートル（Ｌ＝５０ミリメートル）で分離される巻線終端部品では、例えば、測定できる最大変位（ｄｍａｘ）は、式（３）により０．２５ｍｍである。図８から１２に記載された実施形態は、最大変位測定範囲を増加している。
【００３５】
図８を参照すると、別の実施形態による測定部分の１つの実施形態７４は、２つの接続リング４０及び検知ケーブル５０に固定された２つの固定点６３を含み、２つの固定点６３間に１つ又はそれ以上のブラッグ格子５４が置かれる。図示の実施形態において、検知ケーブル５０は、長手方向軸線（Ｓ）に対して鋭角（θ）に向けられる。この構成において、ブラッグ格子センサに作用する歪み（変位に関して角度の小さな変化を無視する）は、式（４）により計算される。
ε（ｔ）≒ｃｏｓ（θ）ｄ／Ｌ      式（４）
４５度の角度、巻線終端部品間の５０ｍｍ、及びファイバーブラッグ格子センサに作用する５０００ｕｅ最大歪みでは、最大測定可能変位は、０．２５ｍｍから０．３５ｍｍまで増大する。従って、より大きな測定レンジ（Ｌ）を得ることができる。ファイバーへの歪みは、式（５）で表すことができるファイバー歪みセンサの中心波長シフト（Δλ）を引き起こす。
【００３６】
【数３】
2011030416.tif 000005
【００３７】
ここで、ξはファイバーセンサに対する歪みの結合効率を表し、０から１の範囲にわたる。Ｋεはファイバーセンサ歪み感度を表す。
【００３８】
図９は、所与の検知ケーブル５０の固定点６３は隣接接続リング４０上にあることができるが、或いは、非隣接接続リング４０上にあってもよいことを示している。図９は、更に、複数の検知ケーブル５０が使用されていることを示している。図示の実施形態では、２つの検知ケーブル５０は、長手方向軸線（Ｓ）に沿った交互構成で他のあらゆる接続リング４０に固定点にて固定される。このようにして距離Ｌが２倍にされ、結果として変位測定範囲が２倍になる。従って、各接続リング４０は固定点６３で固定され、２つの近隣の接続リング４０上に固定される固定点６３は、２つの異なる測定部７６上にある。１つの実施形態において、２つの測定部７６は互いに平行である。
【００３９】
本発明の別の実施形態による図１０を参照すると、測定部７８は、接続リング４０に固定される複数の固定点６３と、あらゆる２つの近隣の固定点６３間で光ファイバー５２において内接する１つ又はそれ以上のブラッグ格子５４とを含む。図示の実施形態では、検知ケーブルは、２つの近隣の固定点６３間にて湾曲部８４を有する。湾曲部８４は半径（Ｒ）を有する。２つの接続リング４０の相対変位（ｄ）は、半径（Ｒ）の変化を誘起する。２つの接続リング４０間のブラッグ格子５４の波長で半径（Ｒ）を事前に較正することに基づき、増大した変位測定範囲においてブラッグ格子５４の波長シフトを監視することによりリアルタイムの半径（Ｒ）を得ることができる。
【００４０】
本発明の別の実施形態による図１１を参照すると、検知ケーブル５０の測定部８０は、光学センサの撓み損失を測定することによるファイバーセンサ８６を含む。ファイバー光学ケーブルは、ケーブルの光伝送特性に悪影響を及ぼす所定半径を越えて撓み、これらの影響は「撓み損失」と呼ばれる。光ファイバーケーブルを通って配向される光は通常、コア−クラッド境界にて内部反射される。ファイバーが臨界半径を越えて撓むと、ケーブルコアを通る光は、臨界角よりも大きな角度でコア−クラッド境界に衝突し、内部全反射は行われず、クラッドを通過して損失することになる。図１０の図示の実施形態では、感知ケーブル５０の測定部８０は、接続リング４０に固定される複数の固定点６３と、２つの近隣の固定点６３間の撓み損失の影響を受けやすいファイバーセンサ８６とを含む。１つの実施形態において、ファイバーセンサ８６は、ポリイミド又は複合シース材料の何れかを含むファイバーセクションである。図示の実施形態では、ファイバーセクション８６は、半径（Ｒ）を備えた湾曲形状を有する。２つの接続リング４０の相対変位（ｄ）は、半径（Ｒ）の変化を誘起する。ファイバーセクション８６の撓み損失で半径（Ｒ）を事前に較正することに基づき、ファイバーセクション８６の撓み損失を監視することによりリアルタイムの半径（Ｒ）を得ることができる。
【００４１】
本発明の別の実施形態による図１２を参照すると、測定部８２は、２つの接続リング４０又は他の巻線終端部品に固定される固定点６３を有する湾曲した半剛体タイ８８である検知ケーブルを含む。測定部８２は更に、光ファイバー９０を含む少なくとも１つのセンサと、湾曲した半剛体タイ８８の変形を測定するため光ファイバー９０に内接する少なくとも１つのブラッグ格子５４とを備える。図示の実施形態において、湾曲した半剛体タイ８８は、巻線終端部品の変位で変調される曲率を有し、該変位は、半剛体タイに曲げ歪みを発生させる。光ファイバー９０は、半剛体タイ８８のセクションに固定された２つの固定点９２を有し、２つの固定点９２間にブラッグ格子５４を備える。曲げ歪みは、ブラッグ格子５４の波長変化を監視することにより得ることができる。
【００４２】
例示的な実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行うことができ且つ本発明の要素を均等物で置き換えることができる点は、当業者であれば理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は物的事項を本発明の教示に適合するように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、本発明を実施するために企図される最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、また本発明は、提出した請求項の技術的範囲内に属する全ての実施形態を包含することになるものとする。
【００４３】
記載された要素は、種々の実施形態においてあらゆる好適な様態で組み合わせることができる点を理解されたい。すなわち、例えば、本明細書で説明したシステム及び技法は、本明細書で教示又は提案することができる他の目的又は利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示された１つの利点又は利点のグループを達成又は最適化する様態で具現化又は実施できることは当業者には理解されるであろう。
【００４４】
更に、当業者であれば、様々な実施形態による種々の特徴部が互換性があるとは理解されるであろう。当業者には、説明した様々な特徴部並びに各特徴部における他の公知の均等物を組み合わせ且つ適合させて、本発明の原理に従った付加的なシステム及び方法を構成することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  回転機械
１２  ロータ
１４  ステータ
１６  フレーム
１８  ステータコア
２０  ステータ巻線
２４  ロータ端部ベル
２５  スロット
２６，２８  前方及び後方端部ｏｆステータコア
３０  ギャップ
３２  導電バー
３４  ループ
３６，３８  上部及び下部バー
４０  接続リング
４１  コア端部フランジ
４２  接続リングスペーサ
４３  軸方向支持体
４４  相互接続導体
４５  拘束結合部
４６  端子
４７  タイ
４８  ＦＢＧ検知システム
４９  孔
５０  ＦＢＧ検知ケーブル
５２  ファイバー
５４  ブラッグ格子
５６  光源
５８  検出器モジュール
６０  プロセッサ
６２  測定部分
６３  固定点
６４  シース管体
６６  ポリマー材料
６８  コーティング層
７０  支持管体
７２，７４，７６，７８，８０，８２  測定部分
８４  湾曲部分
８６  ファイバーセンサ（ファイバーセクション）
９０  光ファイバー
９２  固定点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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