Патент на изобретение №2293980

(54) СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ СЕРДЕЧНИКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к проверке пластинчатых сердечников электрических машин на межслойные короткие замыкания. Сущность: способ включает расположение ярма магнита около по меньшей мере одного зубца сердечника, причем ярмо магнита обвито обмоткой и имеет закорачивающий элемент, соприкасающийся по меньшей мере с одним зубцом и закорачивающий пластины этого зубца. Подают электрический ток в обмотку для наведения магнитного потока по меньшей мере в одном зубце сердечника. Измеряют сигнал, образующийся от наведенного магнитного потока. Используют измеряемый сигнал для обнаружения неисправностей сердечника. Технический результат: повышение вероятности обнаружения неисправности. 12 н. и 17 з.п. ф-лы, 15 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение касается в общем обнаружения неисправностей сердечников и, более конкретно, проверки пластинчатых сердечников электрических машин на межслойные короткие замыкания.

Пластинчатые сердечники статоров проверяют на межслойные короткие замыкания во время изготовления и при работе в ходе технического обслуживания и ремонта. Неисправности сердечников типа неисправностей, вызванных замкнутыми накоротко пластинами, в больших электрических машинах могут быть весьма разрушительными.

Как описано в Posedel, патенте США № 4996486, выданном 26 февраля 1991 г., один способ проверки включает в себя кольцевое возбуждение пластины сердечника статора с номинальной индукцией. Этот способ, который показывает действие токов, обусловленных межслойными короткими замыканиями, локальными разницами температур (которые можно обнаруживать, например, инфракрасным сканером), требует и управляемого источника высокого напряжения большой мощности, и обмоток возбуждения с большими поперечными сечениями. Необходимость большой мощности делает этот способ непрактичным для эксплуатации. Кроме того, этот способ включает в себя специальную обмотку сердечника статора.

Как дополнительно обсуждалось в вышеупомянутом патенте США № 4996486, другой способ проверки содержит измерение полей токов, обусловленных межслойными короткими замыканиями, со слабой индукцией. Требуется только подсоединение низковольтного источника электропитания для намагничивания пакета сердечника до более низкого уровня магнитного потока по сравнению с номинальным уровнем. Этот способ обычно называется исследованием электромагнитным детектором дефектов сердечников (ЭЛ ДДС). В этом способе поток по каждому зубцу просматривается специальной детекторной спиральной системой с целью обнаружения аномалий. Снова, этот способ включает в себя специальную обмотку сердечника статора.

Желательно иметь способ, который не требует специальной обмотки сердечника статора.

Сущность изобретения

Коротко говоря, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения способ обнаружения неисправностей сердечника содержит (а) расположение ярма магнита около по меньшей мере одного зубца сердечника, причем ярмо магнита обвито обмоткой; (b) подачу электрического тока в обмотку, с целью наведения магнитного потока по меньшей мере в одном зубце сердечника; (с) измерение сигнала (подразумевается по меньшей мере один сигнал), образующегося от наведенного магнитного потока; и (d) использование измеряемого сигнала для обнаружения неисправностей сердечника.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения способ использования пластинчатого ярма магнита для измерения множества секций сердечника магнита содержит: (а) обеспечение податливого втяжного сердечника для поддержания пластин ярма пластинчатого ярма магнита; (b) расположение ярма магнита около секции сердечника; (с) опускание ярма магнита до тех пор, пока по меньшей мере некоторые из пластин ярма не окажутся в соприкосновении с пластинами сердечника магнита; (d) проведение измерения; (е) подъем ярма магнита по меньшей мере до тех пор, пока ни одна из пластин ярма не будет находиться в соприкосновении с какой-либо из пластин сердечника; и (f) повторение этапов (b)-(е) около по меньшей мере одной другой секции сердечника.

Перечень фигур

Особенности изобретения, полагаемые новыми, подробно сформулированы в прилагаемой формуле изобретения. Однако само изобретение, как относительно устройства, так и способа работы, вместе с его дополнительными целями и преимуществами, лучше всего можно понять с помощью последующего описания, приведенного с прилагаемыми чертежами, где подобные компоненты обозначены аналогичными ссылочными позициями, на которых:

Фиг.1 представляет вид спереди сегмента обычной большой пластины генератора.

Фиг.2 представляет перспективный вид обычной системы кольцевого возбуждения для пластинчатого сердечника.

Фиг.3 представляет перспективный вид обычного устройства ЭЛ ДДС для пластинчатого сердечника.

Фиг.4 представляет вид обычного магнитного потенциометра Четтока (Chattock) (обмотки считывания).

Фиг.5 представляет перспективный вид системы в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6-12 представляют виды ярма магнита, которые можно использовать в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 представляет вид в разрезе двух наборов пластин, имеющих слегка неровные поверхности.

Фиг.14 и 15 представляют последовательные виды в разрезе одного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором податливый втяжной сердечник временно улучшает контакт между пластинами.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Фиг.1 представляет вид спереди сегмента 10 обычной большой пластины генератора, включающего в себя заднюю железную часть 11, зубцы 22 и пазы 24. Сегменты пластин (каждый толщиной от приблизительно 10 мил (254 мкм) до приблизительно 20 мил (508 мкм)) сформированы в магнитный сердечник посредством укладывания в пакет. Обычно используется множество сегментов пластин (в качестве одного примера восемнадцать сегментов пластин, каждый из которых составляет двадцать градусов) для образования полной первой пластины (пластина 13 представлена, например, на фиг.2) со следующим множеством сегментов пластин, формирующих полную вторую пластину наверху и со смещением относительно сегментов пластины в первой цепи. Укладывание в пакет продолжается до образования короткого пакета (например, на фиг.2 представлен пакет 15) толщиной от приблизительно 1 дюйма (2,54 см) до приблизительно 4 дюймов (10,16 см). Дальше множество коротких пакетов соединяют и/или скрепляют болтами и/или другими механическими устройствами, с целью образования сердечника статора. Типичный большой сердечник статора генератора имеет диаметр в пределах от приблизительно 8 футов (2,44 м) до приблизительно 9 футов (2,74 м) и длину в пределах от приблизительно 30 футов (9,14 м) до приблизительно 40 футов (12,19 м).

Фиг.2 представляет перспективный вид обычной кольцевой системы возбуждения для пластинчатого сердечника 12, типа обсуждавшейся выше в предпосылках создания изобретения. Хотя для примера обмотка возбуждения 18 показана вокруг части сердечника 12, практически обмотку возбуждения часто навивают вокруг всего сердечника. В тех вариантах осуществления, в которых обмотку возбуждения не навивают вокруг всего сердечника, точность снижается. В некоторых вариантах осуществления с частично навитой обмоткой с целью уменьшения неточности обмотка может быть сосредоточена в зазоре. Источник 20 электропитания обеспечивает энергию для обмотки возбуждения. Для измерения уровня потока можно использовать измерительную обмотку 14 и датчик 16 напряжения измерительной обмотки (поскольку напряжение пропорционально потоку). Информацию об уровне потока можно использовать автоматически или вручную для управления источником электропитания. Для распознавания изменений нагрева используется инфракрасная камера (не показанная).

На фиг.3 представлен перспективный вид более современного обычного устройства ЭЛ ДДС для пластинчатого сердечника типа обсуждавшегося выше в предпосылках создания изобретения и дополнительно описанного в работе С.Риксона (C.Rickson) “Обнаружение дефектов сердечников электрических машин”, IEE Proceedings В (Протоколы В Института инженеров-электриков) (Применения электроэнергии), т.133, № 3, стр.181-9, май 1986 г. Снова обмотку 118 возбуждения часто навивают вокруг всего сердечника 12. Для обмотки 118 возбуждения на фиг.3 требуется проволока значительно меньшего диаметра, чем для обмотки возбуждения фиг.2, а источник 120 электропитания возбуждает сердечник статора с величиной магнитного потока, составляющей приблизительно четыре процента от нормального рабочего уровня. Узел 34 датчика осуществляет сканирование по каждому зубцу с помощью механизма типа преобразователя 26 (который при перемещении узла датчика отслеживает положение узла датчика), а получаемые сигналы подаются на компьютер 28, который может содержать аналоговый и/или цифровой компьютер. Процессор 30 для обработки сигналов и устройство отображения или графопостроитель 32 показаны как дополнительные элементы компьютера только в целях приведения примера.

На фиг.4 представлен вид обычного магнитного потенциометра Четтока (обмотки считывания) для использования в качестве обмотки 36 датчика в узле 34 датчика фиг.3. Один роботизированный способ перемещения узла 34 датчика (наряду с датчиком типа обмотки 36 датчика) вдоль каждого зубца описан в работе Дж.У.Шелтона (J.W.Shelton) и др. “Введение и ограничение цифрового испытательного оборудования электромагнитного детектора дефектов сердечников (ЭЛ ДДС) и связанные системы роботизированного выпуска и проверки”. Труды Американской конференции по энергетике, т.56-II, стр.1735-1742, 1994 г.

Фиг.5 представляет перспективный вид системы 262 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления способ обнаружения неисправностей сердечников 12 (примерный сердечник показан на фиг.2) содержит: (а) расположение ярма 250 магнита около по меньшей мере одного зубца 22 сердечника, причем ярмо магнита обвито обмоткой 240; (b) подачу электрического тока (например, через источник тока 264) в обмотку для наведения магнитного потока по меньшей мере в одном зубце сердечника; (с) измерение сигнала (подразумевается по меньшей мере один сигнал), образующегося от наведенного магнитного потока; и (d) использование измеряемого сигнала для обнаружения неисправностей сердечника. Слово “около”, как подразумевается, включает в себя действительный физический контакт или достаточно близкое соседство (обычно расстояние, например, меньше или равное приблизительно 10 милам (254 мкм)), так что образующийся сигнал имеет достаточную разрешающую способность для обнаружения неисправностей.

Когда небольшой участок сердечника возбуждается, если пластины хорошо изолированы друг от друга, характеристика потока от возбуждения будет прежде всего обусловлена магнитопроницаемым материалом сердечника, с изменениями за счет нормальных гистерезисных потерь и вихревых токов в пластинах. Однако, если где-нибудь в возбужденной области существуют неисправности, будут индуцированы циркулирующие токи, которые изменят амплитуду и фазу характеристики. Такие измененные фазы или амплитуды можно использовать в качестве индикатора состояния сердечника при использовании для сравнения одной области сердечника с другой областью сердечника или тенденции изменения одной области в течение какого-то времени. Дополнительно, чтобы интерпретировать измеренный сигнал, можно использовать анализ распределения сигнала для нормальных состояний и состояний известных неисправностей.

Одно преимущество настоящего изобретения над обычными изобретениями со специальным типом обмотки, представленными на фиг.2 и 3, заключается в том, что короткие пакеты пластин (типа коротких пакетов 15 из пластин 13 на фиг.2) можно проверять по отдельности, наряду с укладыванием в пакет во время изготовления сердечника и/или во время технического обслуживания сердечника. Таким образом, в этом варианте осуществления настоящего изобретения, если неисправность локализована, к поврежденной пластине можно применять меры по устранению неисправности, и, если неисправность не обнаружена, можно формировать и проверять дополнительные пакеты. В противоположность этому, при обычных технических приемах, если неисправность локализована в середине собранного в пакет сердечника, чтобы получить доступ к неисправности, значительную часть сердечника потребуется разобрать.

На фиг.6-12 представлены виды ярма магнита, которые можно использовать в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения с аналогичными этапами и механизмами, обсуждаемыми, в качестве примера, со ссылкой на фиг.5. Варианты осуществления фиг.5-8 особенно полезны для обнаружения неисправностей в задней железной части 11 сердечника 12, тогда как варианты осуществления фиг.9-12 особенно полезны для обнаружения неисправностей в зубцах 22 сердечника 12. Любой из вариантов осуществления фиг.5-12 можно использовать отдельно или в сочетании с одним или больше другими вариантами осуществления.

Более конкретно, в варианте осуществления фиг.5 ярмо магнита помещено около двух зубцов, и, даже более конкретно, оно представляет собой ярмо U-образной формы (подразумевается, что оно имеет U-обраэную или С-образную форму), помещенное около двух смежных зубцов. Хотя на фиг.5 показаны смежные зубцы, между этими двумя зубцами может находиться другой зубец или множество зубцов, как показано, например, на фиг.6-8. Обращаясь снова для примера к фиг.5, отметим, что фиг.5 иллюстрирует две альтернативные или кумулятивные возможности для датчика (подразумевается по меньшей мере один датчик) для измерения образующегося сигнала. В одном примере датчик 266 напряжения используется для измерения напряжения в обмотке 240. В другом примере обмотка 240 содержит обмотку наведения, ярмо магнита дополнительно обвивают по меньшей мере одной обмоткой 242 считывания потока, и в обмотке считывания потока измеряют поток (амплитуду и/или фазовый угол) датчиком 268 потока. В предпочтительном видоизменении варианта осуществления измерения потока фиг.5 обмотки считывания потока присутствуют около обоих зубцов. Образующиеся сигналы можно обрабатывать компьютером 270, который приспособлен для использования сигналов для обнаружения неисправностей сердечника.

В варианте осуществления фиг.6 ярмо 750 магнита приспособлено для расположения около двух несмежных зубцов 22. В этом варианте осуществления ожидается, что магнитный поток может перемещаться глубже в заднюю железную часть 11 сердечника 12, чем в варианте осуществления фиг.5.

Кроме того, фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления, в котором ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент 772, соприкасающийся по меньшей мере с одним зубцом между двумя несмежными зубцами и закорачивающий пластины по меньшей мере одного зубца. Закорачивание пластин во время испытания полезно, поскольку зависимость от стяжных стержней статора (не показанных) для обеспечения реального короткого замыкания в этом случае представляется несущественной. Таким образом, возможность того, что неисправность останется необнаруженной, значительно снижается. Закорачивающий элемент 772 содержит электропроводный и податливый материал, например, типа медной ваты или индия. Закорачивающий элемент 772 предпочтительно подсоединяют к ярму магнита и в одном варианте осуществления соединяют направляющим элементом 773, который прикреплен к направляющей опоре 774. Если направляющий элемент содержит, например, пружину или другой гибкий элемент, то закорачивающий элемент можно мягко прижимать к зубцу, не повреждая при этом пластины зубца.

Применение подводящих проводов 775 и 777 для закорачивающего элемента 772, как показано на фиг.6, обеспечивает возможность передачи напряжения или тока от закорачивающего элемента, который может служить в качестве альтернативного или дополнительного сигнала, к сигналам, описанным со ссылкой на фиг.5. Сила сигнала от подводящих проводов 775 и 777, как ожидается, будет пропорциональна расстоянию от неисправности (короткого замыкания) до ярма магнита. В предпочтительном варианте осуществления подводящие провода подсоединяют к противоположным в осевом направлении поверхностям закорачивающего элемента.

На фиг.7 ярмо магнита содержит пластинчатый стержень 552, охватывающий множество зубцов и предпочтительно имеющий прямоугольные пластины, которые снова являются параллельными пластинам зубцов.

Вариант осуществления фиг.8 представляет собой видоизменение, в котором ярмо магнита приспособлено к регулированию положения под любым из множества углов. Более конкретно, на фиг.8 ярмо 662 магнита содержит два плеча 653 и 655, соединенные шарниром 657. В альтернативном варианте осуществления можно изготавливать ярма без шарниров с предварительно определенными углами.

В вариантах осуществления фиг.9-12 ярмо 350, 450, 850 и 950 магнита помещено около одного зубца, имеющего поверхности 23 воздушного зазора (между сердечником и валом), боковые поверхности 25 (между смежными зубцами) и торцевые поверхности 27 (на открытых или внешних концах сердечника).

В варианте осуществления фиг.9 ярмо 350 магнита расположено на поверхности 23 воздушного зазора зубца 22. Этот вариант осуществления особенно полезен для испытания на наличие неисправностей в зубце, которые находятся близко к поверхности воздушного зазора.

В варианте осуществления фиг.10-11 ярмо 850 или 950 магнита приспособлено к расположению вокруг зубца 22. Более конкретно, в варианте осуществления фиг.10 U-образное ярмо 850 располагают вокруг части воздушного зазора и боковых поверхностей. Снова это рекомендуется, чтобы делать ряд перемещений и измерений в осевом направлении. Аналогичным образом, как обсуждалось относительно фиг.6, факультативно можно использовать закорачивающий элемент 872 с целью дополнительного фокусирования тока, индуцированного неисправностью. В примере на фиг.10 закорачивание удерживается прямо на ярме, например, с помощью клея (не показанного). В качестве альтернативы можно использовать направляющий элемент типа обсуждавшегося относительно фиг.6. Если закорачивание предназначено для того, чтобы иметь гибкость в регулировании положения, с помощью общего ярма магнита можно проверять зубцы, имеющие множество различных высот и/или разную ширину. Ожидается, что вариант осуществления фиг.10 будет особенно полезен для проверки более важной части зубца, чем вариант осуществления фиг.9.

Фиг.11 иллюстрирует вариант осуществления, который является полезным для испытания участков зубца 22, находящихся около торцевой поверхности 27. В некоторых вариантах осуществления сердечник является ступенчатым, так что длина материала в сердечнике статора скачкообразно уменьшается по направлению к торцам сердечника. Таким образом, ярмо показанного на фиг.10 типа, которое охватывает большую часть боковых поверхностей в середине сердечника, может быть длиннее, чем требуется для измерения потока зубца по направлению к торцу сердечника. В таких вариантах осуществления можно использовать либо отдельное, более короткое ярмо магнита показанного на фиг.10 типа, либо можно использовать ярмо 950 магнита показанного на фиг.11 типа. Как и во всех вариантах осуществления настоящего изобретения, направление пластины ярма предпочтительно является таким же, как направление пластины сердечника. Таким образом, направление пластины ярма 950 на фиг.11 предпочтительно смещено на девяносто градусов относительно направления пластины ярма 850 на фиг.10.

Независимо от того, который, один или больше из вариантов осуществления ярма магнита фиг.5-12 выбран, этапы подачи электрического тока, измерения образующегося сигнала и использования измеряемого сигнала для обнаружения неисправностей сердечника обычно повторяются, так что для обнаружения неисправностей сердечника используется множество сигналов. Измерения можно выполнять, например, посредством перемещения ярма магнита в осевом направлении относительно по меньшей мере одного зубца. Предпочтительно выполнять измерения до тех пор, пока все области сердечника не будут проверены.

Кроме того, в отдельных местоположениях или с осевым перемещением можно изменять тип измерения. Например, можно применять возбуждение произвольной формы волны. “Произвольная форма волны” может иметь любую форму, амплитуду или частоту и может включать в себя, например, импульсы, гармонические волны, волны в виде меандра, волны в виде последовательности треугольных импульсов или волны в виде импульсов с линейной частотной модуляцией (частотно-модулированные волны). Ниже для примера обсуждаются несколько отдельных вариантов осуществления.

В одном варианте осуществления изменяется величина подаваемого электрического тока. Поскольку электрический ток, требуемый для обеспечения магнитного потока в небольшой области сердечника, является низким (например, приблизительно 5 А), величину возбуждения можно удобно изменять для получения диапазона поверхностных плотностей потока. Кривую отклика величины и фазы при изменении тока (и, таким образом, магнитной индукции) можно использовать в качестве “характеристики” для состояния сердечника.

В другом варианте осуществления изменяется частота тока электропитания. Такое видоизменение также может быть обусловлено низкими потребностями мощности возбуждения. Характеристика сигнала, как функция частоты, полезна для идентификации мест повреждения, поскольку глубина проникновения потока изменяется в зависимости от частоты тока. Таким образом, следующая “характеристика” может обеспечивать индикацию расстояния от поверхности до неисправности.

В обоих вариантах осуществления изменений как величины тока, так и частоты тока быстро достигается установившийся режим. Таким образом, в течение короткого времени можно применять сильные возбуждения (например, полный поток) без перегрева сердечника. Обычно один и тот же набор таких видоизменений применяется к каждому положению проверяемого сердечника.

В другом варианте осуществления на обмотку подают импульсы тока, с подачей одного или более импульсов при каждом положении подлежащего проверке сердечника. Этот вариант осуществления особенно полезен, если применяются импульсы с резкой отсечкой (типа импульсов, которые имеют время спада, например, меньше или равное приблизительно одной миллисекунде), и измеряют скорости затухания сигналов. Использование множества импульсов в каждом положении может улучшить разрешающую способность.

Для улучшения точности обнаружения неисправностей и улучшения определенности в местоположении и серьезности повреждения можно использовать изменение тока электропитания для различных измерений и/или применение импульсного тока. Кроме того, в большинстве вариантов осуществления настоящего изобретения для выполнения измерений не обязательно требуется удалять ротор.

Когда используются произвольные формы волн, в присутствии неисправности, вероятно, могут возбуждаться различные механические резонансы локальных областей. Например, не скрепленные пластины будут дребезжать или иначе производить вибрации, которые отличаются от вибраций плотно закрепленных пластин. В этих вариантах осуществления можно использовать датчик 269 вибрации сердечника в дополнение или вместо вышеупомянутых датчиков напряжения и потока. Примеры датчиков вибрации включают в себя датчики воздушных вибраций (пневмодатчики) типа искусственных ушей или микрофонов и датчики механических вибраций типа акселерометров.

Фиг.13 представляет вид в поперечном разрезе двух наборов пластин, имеющих слегка неровные поверхности, а фиг.14 и 15 представляют последовательные виды в поперечном разрезе одного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором податливый втяжной сердечник временно улучшает контакт между пластинами, минимизируя зазоры между пластинами.

В иллюстрируемом на фиг.5 варианте осуществления ярмо 250 магнита содержит пластинчатое (пластины 210) U-образное ярмо, зубцы 22 содержат пластинчатые зубцы пластинчатого сердечника, а ярмо магнита и сердечник имеют одно и то же направление пластин. В более определенном варианте осуществления ярмо содержит несвязанные (то есть, свободные для перемещения) пластины толщиной приблизительно 14 мил (356 мкм) и имеют общую толщину и высоту приблизительно 1 дюйм (2,54 см) на 1 дюйм (2,54 см). В вариантах осуществления типа примера на фиг.5, в которых желательно перемещать первый пластинчатый пакет из пластин (144 на фиг.14 и 15, 250 на фиг.5) по второму пакету из пластин (146 на фиг.14 и 15, 22 на фиг.5) или насколько возможно близко вдоль него (вследствие увеличенных зазоров снижается чувствительность), если оба пакета пластин не имеют гладких поверхностей, пластины могут сгибаться и приводить к разрушительным коротким замыканиям. Обычные способы сглаживания включают в себя способы типа механической обработки, полировки, например, с использованием наждачной бумаги. Без сглаживания обычная неровность (расстояния между самыми короткими и самыми длинными пластинами) имеет величину порядка приблизительно 10 мил (254 мкм).

В одном варианте осуществления настоящего изобретения, для предотвращения повреждения от скольжения, перемещение/регулировка положения в осевом направлении содержит подъем, перемещение в осевом направлении и опускание ярма магнита. В более конкретном варианте осуществления способ использования пластинчатого ярма магнита (250, 350, 450 или 552 на фиг.5-12 соответственно) для измерения множества секций магнитного сердечника (22 на фиг.5 и 146 на фиг.14) содержит: (а) обеспечение податливого втяжного сердечника (158 на фиг.14) для поддержания пластин (154 на фиг.14) ярма пластинчатого ярма магнита; (b) расположение ярма магнита около секции сердечника; (с) опускание ярма магнита до тех пор, пока по меньшей мере некоторые из пластин ярма ни войдут в соприкосновение с пластинами (156 на фиг.14) сердечника магнитного сердечника; (d) проведение измерения; (е) подъем ярма магнита по меньшей мере до тех пор, пока ни одна из пластин ярма не будет в соприкосновении с какой-либо из пластин сердечника; (f) повторение этапов (b)-(е) около по меньшей мере одной другой секции сердечника. Выражение “другой” может содержать полностью отличающиеся или частично отличающиеся (то есть, перекрывающиеся) положения. Использование частично перекрывающихся положений минимизирует “концевые эффекты” (то есть, снижение силы сигнала на краях ярма) в измеряемых сигналах.

В предпочтительном варианте осуществления пластины 154 тоньше, чем пластины 156. В одном примере толщина пластины 154 составляет от приблизительно 20% до приблизительно 80% от толщины пластины 156. Наличие более тонких пластин 154 благоприятно, поскольку непосредственно выравнивать пластины одного и того же типа толщины может быть трудно. Кроме того, более тонкие пластины являются более гибкими, более толстые пластины согнуть менее вероятно, и с ними меньше вероятность образовывать короткие замыкания.

Втяжной сердечник может содержать эластичный материал, например, типа натурального или синтетического каучука. Можно использовать регулятор 160 (который может содержать один или более объединенных или отдельных подэлементов), чтобы выполнять регулировку положения и измерение. В одном варианте осуществления регулятор 160 заставляет втяжной сердечник опускаться на установленное расстояние. В другом варианте осуществления регулятор заставляет втяжной сердечник опускаться до тех пор, пока не будет обнаружен предварительно определенный уровень механического сопротивления.

Для вариантов осуществления типа, показанного на фиг.10, в котором пластины ярма находятся на двух боковых поверхностях 24 пластин сердечника, повторения “расположения”, “опускания” и “подъема” можно одновременно выполнять на обеих боковых поверхностях, причем “опускание” означает сведение ближе друг к другу, а “подъем” означает перемещение дальше друг от друга.

Хотя здесь были проиллюстрированы и описаны только некоторые особенности изобретения, специалисты в данной области техники могут выполнять много модификаций и изменений. Следовательно, должно быть понятно, что прилагаемая формула изобретения предназначена для того, чтобы охватить все такие модификации и изменения, как находящиеся в пределах истинных сущности и объема притязаний изобретения.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения неисправностей сердечника, содержащий этапы, при которых осуществляют

(a) расположение ярма магнита около двух несмежных зубцов сердечника, причем ярмо магнита обвивают обмоткой,

(b) подачу электрического тока в обмотку для наведения магнитного потока в указанных двух несмежных зубцах сердечника,

(c) измерение сигнала, образующегося от наведенного магнитного потока, и

(d) используют измеряемый сигнал для обнаружения неисправностей сердечника, причем ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся по меньшей мере с одним зубцом между указанными двумя несмежными зубцами и закорачивающий пластины указанного по меньшей мере одного зубца.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап, при котором осуществляют обнаружение напряжения или тока от закорачивающего элемента.

3. Способ обнаружения неисправностей сердечника, содержащий этапы, при которых осуществляют

(a) расположение ярма магнита около в точности одного зубца сердечника, причем ярмо магнита обвивают обмоткой,

(b) подачу электрического тока в обмотку для наведения магнитного потока в указанном зубце сердечника,

(c) измерение сигнала, образующегося от наведенного магнитного потока, и

(d) используют измеряемый сигнал для обнаружения неисправностей сердечника, причем ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся с пластинами указанного зубца и закорачивающий их.

4. Способ по п.3, в котором на этапе (а) осуществляют расположение ярма магнита вокруг указанного зубца.

5. Способ по п.3, дополнительно включающий в себя этап, при котором осуществляют обнаружение напряжения или тока от закорачивающего элемента.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий повторение этапов (а)-(с) и использование множества образующихся измеряемых сигналов для обнаружения неисправностей сердечника на этапе (d).

7. Способ по п.6, в котором при повторении этапов (а)-(с) этап расположения включает в себя перемещение ярма магнита в осевом направлении относительно указанного по меньшей мере одного зубца.

8. Способ по п.7, в котором при повторении этапов (а)-(с) этап расположения включает в себя подъем, перемещение в осевом направлении и опускание ярма магнита.

9. Способ обнаружения неисправностей сердечника, содержащий этапы, при которых осуществляют

(a) расположение ярма магнита около по меньшей мере одного зубца сердечника, причем ярмо магнита обвивают обмоткой,

(b) подачу в обмотку электрического тока, имеющего произвольную форму волны, для наведения магнитного потока в указанном по меньшей мере одном зубце сердечника,

(c) измерение множества сигналов, образующихся от наведенного магнитного потока, и

(d) используют указанное множество измеряемых сигналов для обнаружения неисправностей сердечника, причем ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся и закорачивающий пластины указанного по меньшей мере одного зубца.

10. Способ по п.9, дополнительно содержащий обнаружение вибрации сердечника.

11. Способ по п.9, в котором этап (b) содержит изменение величины подаваемого тока, изменение частоты подаваемого тока или подачу импульсов тока в обмотку.

12. Способ по п.11, в котором этап (b) содержит подачу импульсов с резкой отсечкой и этап (с) содержит измерение времени затухания полученных в результате измеренных сигналов.

13. Способ обнаружения неисправностей сердечника, содержащий этапы, при которых осуществляют

(a) повторение при различных положениях сердечника

(1) расположения ярма магнита около двух зубцов сердечника, причем ярмо магнита обвивают обмоткой и ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся и закорачивающий пластины по меньшей мере одного указанного зубца,

(2) осуществляют подачу электрического тока переменной частоты в обмотку для наведения магнитного потока в двух зубцах сердечника и

(3) измеряют множество сигналов, образующихся от наведенного магнитного потока, и

(b) используют указанное множество измеряемых сигналов для обнаружения неисправностей сердечника.

14. Способ обнаружения неисправностей сердечника, содержащий этапы, при которых осуществляют

(a) повторение при различных положениях сердечника

(1) расположения ярма магнита около двух зубцов сердечника, причем ярмо магнита обвивают обмоткой и ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся и закорачивающий пластины по меньшей мере одного из указанных зубцов,

(2) осуществляют подачу электрического тока переменной величины в обмотку для наведения магнитного потока в двух зубцах сердечника и

(3) измеряют множество сигналов, образующихся от наведенного магнитного потока, и

(b) используют указанное множество измеряемых сигналов для обнаружения неисправностей сердечника.

15. Система для обнаружения неисправностей сердечника, содержащая

(a) по меньшей мере одно ярмо магнита, обвитое обмоткой, для расположения около двух несмежных зубцов сердечника,

(b) источник тока для подачи электрического тока в обмотку, выполненный с возможностью наведения магнитного потока в указанных двух несмежных зубцах сердечника,

(c) датчик для измерения сигнала, образующегося от наведенного магнитного потока, и

(d) компьютер для использования измеряемого сигнала, выполненный с возможностью обнаружения неисправностей сердечника, причем по меньшей мере одно ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся по меньшей мере с одним зубцом между указанными двумя несмежными зубцами и закорачивающий пластины указанного по меньшей мере одного зубца.

16. Система по п.15, в которой указанное по меньшей мере одно ярмо магнита содержит ярмо в форме стержня.

17. Система по п.15, дополнительно включающая в себя проводники для передачи напряжения или тока от указанного закорачивающего элемента.

18. Система по п.15, в которой указанное по меньшей мере одно ярмо магнита выполнено с возможностью расположения под любым из множества углов.

19. Система по п.18, в которой указанное по меньшей мере одно ярмо магнита содержит два плеча, соединенных шарниром.

20. Система для обнаружения неисправностей сердечника, содержащая

(a) по меньшей мере одно ярмо магнита, обвитое обмоткой и выполненное с возможностью расположения около в точности одного зубца сердечника,

(b) источник тока для подачи электрического тока в обмотку, выполненный с возможностью наведения магнитного потока в указанном зубце сердечника,

(c) датчик для измерения сигнала, образующегося от наведенного магнитного потока и

(d) компьютер для использования измеряемого сигнала, выполненный с возможностью обнаружения неисправностей сердечника, причем указанное по меньшей мере одно ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся и закорачивающий пластины указанного зубца.

21. Система по п.20, в которой указанное по меньшей мере одно ярмо магнита выполнено с возможностью расположения вокруг указанного зубца.

22. Система для обнаружения неисправностей сердечника, содержащая

(а) по меньшей мере одно ярмо магнита, обвитое обмоткой, для расположения около по меньшей мере одного зубца сердечника, причем ярмо магнита дополнительно включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся и закорачивающий пластины указанного по меньшей мере одного зубца,

(b) источник тока для подачи в обмотку электрического тока, имеющего произвольную форму волны, для наведения магнитного потока в указанном по меньшей мере одном зубце сердечника,

(c) датчик для измерения сигнала, образующегося от наведенного магнитного потока, и

(d) компьютер для использования измеряемого сигнала, выполненный с возможностью обнаружения неисправностей сердечника.

23. Способ применения пластинчатого магнитного ярма для проверки множества секций магнитного сердечника, содержащий этапы, на которых

(a) осуществляют обеспечение податливого втяжного сердечника для поддержания пластин ярма пластинчатого ярма магнита,

(b) распологают ярмо магнита около секции сердечника,

(c) опускают ярмо магнита до тех пор, пока по меньшей мере некоторые из пластин ярма не войдут в соприкосновение с пластинами сердечника магнитного сердечника, причем ярмо магнита включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся и закорачивающий пластины зубца сердечника,

(d) проводят измерения,

(e) поднимают ярмо магнита по меньшей мере до тех пор, пока ни одна из пластин ярма не будет находиться в соприкосновении с какой-либо из пластин сердечника,

(f) повторяют этапы (b)-(е) около по меньшей мере одной другой секции сердечника.

24. Способ по п.23, в котором на этапе (а) обеспечивают податливый втяжной сердечник, поддерживающий пластины ярма, которые являются более тонкими, чем пластины сердечника.

25. Устройство, содержащее

(a) податливый втяжной сердечник и

(b) ярмо магнита, содержащее множество пластин ярма, поддерживаемых податливым втяжным сердечником, причем ярмо магнита включает в себя закорачивающий элемент, выполненный с возможностью соприкасаться и закорачивать пластины зубца сердечника.

26. Система для использования пластинчатого ярма магнита для проверки по меньшей мере одной секции магнитного сердечника, содержащая

(a) податливый втяжной сердечник для поддержания пластин ярма пластинчатого ярма магнита и

(b) регулятор, выполненный с возможностью

(1) расположения ярма магнита около секции сердечника и опускания ярма магнита до тех пор, пока по меньшей мере некоторые из пластин ярма не окажутся в соприкосновении с пластинами сердечника магнитного сердечника,

(2) проведения измерения и

(3) подъема ярма магнита по меньшей мере до тех пор, пока ни одна из пластин ярма не будет находиться в соприкосновении с какой-либо из пластин сердечника.

27. Система по п.26, в которой пластины ярма являются более тонкими, чем пластины сердечника.

28. Система по п.26, в которой датчик содержит датчик вибрации.

29. Способ укладки в пакет сердечника, содержащий этапы, при которых осуществляют

(a) формирование пакета из множества пластин сердечника,

(b) расположение ярма магнита около по меньшей мере одного зубца пакета, причем ярмо магнита обвивают обмоткой, при этом ярмо магнита включает в себя закорачивающий элемент, соприкасающийся и закорачивающий пластины зубца сердечника,

(c) подачу электрического тока в обмотку для наведения магнитного потока в указанном по меньшей мере одном зубце,

(а) измерение сигнала, образующегося от наведенного магнитного потока,

(e) использование измеряемого сигнала для обнаружения неисправностей сердечника,

(f) если неисправности сердечника в пакете отсутствуют, то используют указанный пакет в качестве части сердечника, если неисправности сердечника в пакете обнаружены, то не используют указанный пакет в качестве части сердечника; и

(g) формируют дополнительный пакет из множества пластин сердечника и осуществляют повторение этапов (b)-(d) для дополнительного пакета.

РИСУНКИ