(57)【要約】【課題】  回転電機の界磁巻線により発生する磁界を、磁界検出器を用いて測定することによって、運転中に界磁巻線のレヤーショートを検出する検出器に関するものである。【解決手段】  本発明は、磁界検出器を回転電機の外側に取付け、その取付け部の漏洩磁束を測定し、界磁巻線のレヤーショート時に生じる漏洩磁束の増加、又はその波形の非対称性からレヤーショートを検出するものであり、取付け作業が容易で、回転電機の運転を停止させずに、取付けることができる。【選択図】図２
2008086097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の界磁巻線から発生する漏洩磁束を測定することによって、界磁巻線の層間短絡を検出する回転電機の層間短絡検出方法において、
前記界磁巻線からの漏洩磁束が通る回転電機の機外に設けられた磁束検出器で運転中の前記界磁巻線の漏洩磁束を測定し、この漏洩磁束の増加又は波形の非対称性から前記界磁巻線の層間短絡を検出することを特徴とする回転電機の層間短絡検出方法。
【請求項２】
回転電機の界磁巻線から発生する漏洩磁束を測定する磁界検出器を備え、この磁界検出器によって界磁巻線の層間短絡を検出する回転電機の層間短絡検出装置において、
前記漏洩磁束が通る回転電機の構成部位の機外に前記磁界検出器を設け、該機外に設けられた磁界検出器によって運転中の前記界磁巻線における漏洩磁束を測定し、この漏洩磁束の増加又は波形の非対称性から前記界磁巻線の層間短絡を検出することを特徴とする回転電機の層間短絡検出装置。
【請求項３】
前記磁界検出器は、回転電機を構成する軸受油切り収納ブラケットに固定されている取付器具に巻回された磁界検出コイルからなり、この磁界検出コイルで前記軸受油切り収納ブラケットに分流する漏洩磁束を検出することを特徴とする請求項２記載の回転電機の層間短絡検出装置。
【請求項４】
前記磁界検出器は、回転電機を構成する軸受油切り若しくは軸受油切り収納ブラケットの機外に固定具を介して取付けられていることを特徴とする請求項２記載の回転電機の層間短絡検出装置。
【請求項５】
前記磁界検出器は、回転電機を構成する軸受油切り若しくは軸受油切り収納ブラケットの機外に設けられた磁界検出器収納用ホルダに着脱自在に収納されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機の層間短絡検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機の層間短絡検出装置及びその方法に係り、特に、界磁巻線から発生する磁束を測定することによって、運転中の界磁巻線の層間短絡を検出するものに好適な回転電機の層間短絡検出装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転電機の界磁巻線においては、レヤーショート（層間短絡）が発生した場合、そのショートした箇所の界磁巻線のターン数が減少するため、レヤーショートの箇所の発生磁界が減少、しかも波形が非対称となり、電磁力のアンバランスにより多大な振動を引起こす可能性がある。さらに、界磁巻線が異常に過熱され、他の部位が焼損する恐れもある。
【０００３】
上記の現象は、運転中における、回転電機の回転子の高速回転による遠心力、もしくは温度上昇による熱延びにて発生する力によって生じるため、レヤーショートは、運転中にて検出される場合が多い。
【０００４】
運転中における回転電機の界磁巻線のレヤーショートを検出する検出装置としては、例えば特開平５−７６１５６号公報に記載されているような、界磁巻線により発生する磁界を検出するための検出器と、その磁界検出器の信号を伝えるためのケーブルと、そのケーブルを回転電機の外側に引出すための機構と、磁界検出器の信号を測定する機器とを有したものが挙げられる。
【０００５】
通常、磁界検出器は、回転子に面する固定子鉄心表面に設置され、回転子と固定子鉄心間の空隙部分の磁界を測定することによりレヤーショートを検出するものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−７６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、磁界検出器が回転電機の内側の回転子回転面の近傍に存在するため、取付けのための作業空間、及び取付け可能範囲は狭く、磁界検出器の取付けが容易でない。また、磁界検出器からの信号ケーブルを回転電機の外側に引出すため、回転電機の機内が高圧ガスで密封されている場合、ガス漏洩を防止する機構が必要となる。更に、機内が高圧ガスで密封されている場合、磁界検出器の取付け作業を行う際に、ガスの漏洩防止をしながら実施しなければならない。しかも、これらの作業を行う場合、回転電機の運転を停止しなければならないという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、界磁巻線のレヤーショート検出のための磁界検出器の取付けを、運転を停止させずに容易に取付けることができることは勿論、高圧ガス漏洩防止のため機構を必要としない回転電機の層間短絡検出装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回転電機の層間短絡検出装置は、上記目的を達成するために、回転電機の界磁巻線から発生する漏洩磁束を測定する磁界検出器を備え、この磁界検出器によって界磁巻線の層間短絡を検出する回転電機の層間短絡検出装置において、前記漏洩磁束が通る回転電機の構成部位の機外に前記磁界検出器を設け、該機外に設けられた磁界検出器によって運転中の前記界磁巻線における漏洩磁束を測定し、この漏洩磁束の増加又は波形の非対称性から前記界磁巻線の層間短絡を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の回転電機の相間短絡検出方法は、回転電機の界磁巻線から発生する漏洩磁束を測定することによって、界磁巻線の層間短絡を検出する回転電機の層間短絡検出方法において、前記界磁巻線からの漏洩磁束が通る回転電機の機外に設けられた磁界検出器で運転中の前記界磁巻線の漏洩磁束を測定し、この漏洩磁束の増加又は波形の非対称性から前記界磁巻線の層間短絡を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、界磁巻線のレヤーショートを検出するための磁界検出器を回転電機の外側に取付けているため、回転電機の運転を停止させずに容易に磁界検出器を取付けることができるとことは勿論、高圧ガス漏洩防止のため機構を必要としない回転電機の層間短絡検出装置及びその方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
界磁巻線のレヤーショート検出のための磁界検出器の取付けを、運転を停止させずに容易に取付けることができることは勿論、高圧ガス漏洩防止のため機構を必要としないという目的を、磁界検出器を回転電機の外側に取付けることで実現した。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施形態ついて図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の層間短絡装置が採用される回転電機の一部を示す断面図である。
【００１５】
該図において、１は回転子シャフト７に嵌合され界磁巻線６が巻回されている回転子鉄心２１と所定間隙をもって対向配置された固定子鉄心で、この固定子鉄心１は固定子フレームリブ２を介して円筒状の固定子フレーム外板３に支持されている。固定子フレーム外板３の軸方向両端部は、エンドブラケット４で塞がれている。２２は回転子シャフト７を回転自在に支持している軸受装置であり、この軸受装置２２の軸方向両端側には、軸受油切り収納ブラケット１１に収納された軸受油切り５が配置されている。そして、本実施例では、回転電機の機外である上記軸受油切り５の外側に磁界検出器であるレヤーショート検出器９を備えている。
【００１６】
このレヤーショート検出器９の取付け状態の詳細を図２に示す。該図に示す如く、レヤーショート検出器９は、軸受油切り収納ブラケット１１にボルト等で固定された第１の取付け器具１２ａにボルト等で固定された第２の取付け器具１２ｂに巻回された磁界検出コイル１３で形成されている。この磁界検出コイル１３は、磁性材料で製作された第１及び第２の取付け器具１２ａ及び１２ｂと共に軸受油切り収納ブラケット１１に接し、回転子シャフト７に近接するように固定されている。なお、１０は磁界検出コイル１３から引出されている信号ケーブルであり、この信号ケーブルを介して表示装置（図示せず）に接続されている。
【００１７】
このような構成において、回転電機の界磁巻線６より発生する磁束は、主に固定子鉄心１を鉄心の円周方向に主磁束として回転電機の内側を流れるが、その他、漏洩磁束８として回転電機の外側にも流れる。その漏洩磁束８の経路は、図１の回転電機の固定子鉄心１→固定子フレームリブ２→固定子フレーム外板３→エンドブラケット４→軸受油切り５→回転子シャフト７→固定子鉄心１となる。
【００１８】
漏洩磁束８は界磁巻線６にレヤーショートが生じると、ショートした箇所の界磁巻線６のターン数が減少するため、そのショートした箇所の磁界が減少し磁束波形が非対称な磁界分布となる。この磁束波形の非対称性により、回転子シャフト７の回転軸方向への磁束が発生し、それに伴い漏洩磁束８は増加し、そして、その磁束波形は非対称性を持つようになる。
【００１９】
本実施例では、上記の回転電機の外側の漏洩磁束８を磁界検出コイル１３測定し、漏洩磁束８の増加、又はその波形の非対称性を検知することにより、界磁巻線６のレヤーショートを検出するものである。
【００２０】
具体的には、第１及び第２の取付け器具１２ａ及び１２ｂが、軸受油切り５を流れる漏洩磁束の分流回路となり、磁界検出コイル１３でその漏洩磁束を検出する。磁界検出コイル１３は、設置場所が回転電機の外側であるため、取付けのための作業空間、及び取付け可能範囲が広くなり、取付け及び位置の調整等の作業は容易となる。
【００２１】
また、回転電機の機内が高圧ガスで密封されている場合でも、レヤーショート検出器９は回転電機の外側に設置してあるため、レヤーショート検出器９から引出される信号ケーブル１０には、機器内側の高圧ガスの漏洩を防止するための機構は必要なく、そのため検出装置は簡易構造となる。しかも、上記理由により作業を行う場合、回転電機の運転を停止させなくても取付けることが可能である。
【実施例２】
【００２２】
上述した実施例では、レヤーショート検出器９として磁界検出コイル１３を用いているが、ホール素子等のその他の検出器であってもよい。その例の実施例を図３に示す。
【００２３】
該図に示す実施例は、レヤーショート検出器９である磁界検出器１４を、回転電機の外側で軸受油切り５の近傍の軸受油切り収納ブラケット１１に固定された取付け器具１２ｃに、取付けピン１５等の簡易な固定具で固定しているものである。
【００２４】
このような構成であっても、磁界検出器１４は、設置場所が回転電機の外側であるため、実施例１と同様、取付け及び位置の調整等の作業が容易になる。そして、磁界検出器
１４は機器の外側に設置してあるため、磁界検出器１４から引出される信号ケーブル１０には機内の高圧ガスの漏洩を防止するための機構は必要なく、検出装置として簡易構造となる。また、回転電機の運転を停止しなくても取付けることが可能である。
【実施例３】
【００２５】
前記実施例２では、磁界検出器１４を軸受油切り収納ブラケット１１に固定された取付け器具１２ｃに固定しているが、図４のように、軸受油切り収納ブラケット１１に固定された非磁性材料の収納用ホルダ１６等を用い、この収納用ホルダ１６に磁界検出器１４を固定している取付け器具１２ｃを収納してもよい。収納用ホルダ１６の取付けは、磁界検出器１４により軸受油切り５の漏洩磁束を測定できるように位置を調整し行う。
【００２６】
このような構成であっても磁界検出器１４は、設置場所が回転電機の外側であり固定しなくてもよいため、取付けのみならず取外しの作業も容易になる。そして、回転電機の運転を停止しなくても取付け，取外しすることが可能であるため、ポータブルな検出器として用いることが可能である。
【００２７】
尚、上述した上記実施例では、磁界検出コイル１３或いは磁界検出器１４の取付け位置は、軸受油切り５近傍としているが、軸受油切り収納ブラケット１１等の箇所へ取付けてもよい。すなわち、磁界検出コイル１３或いは磁界検出器１４の取付け可能範囲は軸受油切り５近傍に制限されず、漏洩磁束が測定可能な箇所であればよく、これは取付け、及び位置の調整等の作業を容易にする。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明における、界磁巻線レヤーショート検出器は、磁界検出器を回転電機の外側に取付けるため、回転電機の運転を停止させずに取付けることができる。また、取付け作業が容易で、取付けにおける作業性を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例である層間短絡装置が採用される回転電機の一部を示す断面図である。（実施例１）
【図２】図１における層間短絡装置が取付けられている状態を示す軸受油切り近傍の断面図である。（実施例１）
【図３】本発明の第２の実施例を示す図２に相当する図である。（実施例２）
【図４】本発明の第３の実施例を示す図２に相当する図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００３０】
１  固定子鉄心
２  固定子フレームリブ
３  固定子フレーム外板
４  エンドブラケット
５  軸受油切り
６  界磁巻線
７  回転子シャフト
８  漏洩磁束
９  レヤーショート検出器
１０  信号ケーブル
１１  軸受油切り収納ブラケット
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  取付け器具
１３  磁界検出コイル
１４  磁界検出器
１５  取付けピン
１６  収納用ホルダ
２１  回転子鉄心
２２  軸受装置
【図１】
2008086097.tif 000003
【図２】
2008086097.tif 000004
【図３】
2008086097.tif 000005
【図４】
2008086097.tif 000006