一种电机转子温度测量的方法与实现

　　0　引言

　　目前电机转子内部温度测量的方法是:使工作中的发电机关闭,迅速测量其中转子的电阻,并通过相关的经验公式来推算;另外的方法就是通过电刷方式来获得。在这两种方法中,前者不能满足对发电机转子温度实时监测与重点部位的监测。后者(电刷方式)也存在室内污染、可靠性低等方面的诸多问题。因此,目前我国各类(包括大中型水、火力发电站)发电机转子内部状态参数实时准确的测量与监测还是空白,并制约着新型的发电机转子的设计、实验和研制。采用无线方式测量内部参数是可行的一条途径,蓝牙技术的应用能够很好的解决了这个问题。另外,蓝牙技术也适合解决机器设备自身通信的问题,本文应用蓝牙技术实现电机转子温度测量,以PDA为终端对温度等信号量进行测量和显示,解决了电机内部转子温度的测量问题。

　　1　基于蓝牙技术的测量系统的整体设计方案

　　整个系统由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接收和显示部分组成。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放大电路、A/D转换器、单片机、存储器和串口通信等构成;传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输;末端通过蓝牙模块将数据传送到PDA处理和显示。整个系统结构框架如图1所示。

　　1·1　测量系统的构成

　　测量系统由若干个热电偶、支架、热电偶放大器、蓝牙无线系统、数据接受系统以及相关的软件组成。

　　1)热电偶为自制,其线径为0·2~1mm镀漆的铜与康铜,并连接到安置在转子外伸轴上的发射器上。热电偶的测量精度为0·1℃,范围为0~300℃。

　　2)热电偶放大器由高精度测量放大器、低通滤波器组成。高精度测量放大器的共模抑制比为100dB,以消除电机内部的电磁干扰。低通滤波器使大于10Hz的干扰信号被滤掉。

　　3)蓝牙发送模块由ATMEL公司的单片机AT89C2051[1]和北欧集成电路公司的NRF401[2]芯片构成。单片机AT89C2051作为控制芯片对A/D转换器AD7033读取和对NRF401芯片进行管理。通过蓝牙异步无链接数据传输通道与PDA进行指令和数据传输。

　　4)采用惠普的PocketPC,该PDA集红外和蓝牙无线发射/接收为一体,以WindowsCE为操作系统,实现数据的接收、处理和显示。

　　埋设的热电偶测量探头测得的信号经过放大、调理后,送入A/D转换器,变成数字信号,经过数字编码后,送入射频发射模块(拟用纽扣电池供电)。模块接收到信号,送入计算机经过解码后计算得到各点的温度。

　　1·2　测量系统的测温电路的设计

　　由于电机内部的电磁干扰较强,因此采用了高精度测量放大器,抑制共模干扰。这里采用的是AD620,它只需要一枚电阻来设置1~1000的放大倍数。需要正负电源,放大倍数G与引脚设置电阻RG的关系为G=49·1kΩ/RG+1。