革新发电机健康管理:红外探测技术开启转子测温新时代

技术背景

在发电机组高速运转的轰鸣声中,隐藏着一个常被忽视的威胁——转子过热。作为发电机的“心脏”,转子长期承受着电磁损耗、机械摩擦与涡流效应的多重考验,局部温度飙升可能导致绝缘老化、材料变形,甚至引发灾难性故障。直接测量法是通过将温度传感器固定在发电机转子上,来直接测量转子温度的方式。这种方式可以获得较为准确的转子温度,适用于对高精度温度数据要求较高的场景,间接测量法是通过对发电机机壳进行温度测量,并结合测量数据进行计算,来推算出转子温度的方式。这种方式不需要停机进行测量,对发电机运行影响较小,但精度较低。

传统测温手段如热电偶、光纤传感器,受限于安装复杂、动态响应滞后或易受电磁干扰,难以实现精准监测。如何破解这一行业难题?红外探测技术以其非接触、高精度与实时性的优势,正成为守护发电机安全运行的“火眼金睛”。

基本原理

转子测温系统是一套精密的机电产品,涵盖了温度传感器、联轴器、减震装置、转接电路、转接插针、过渡支架、旋转信号耦合器、连接器、数采系统和软件等多个组件。其核心工作原理在于,通过将转子传感器电信号与旋转信号耦合器相连,利用电刷的微小压力与旋转信号耦合器保持可靠接触。在旋转过程中,信号耦合器将转动的信号传递至静止的电刷组件,从而实现了传感器信号从转动到静止的转换与传输。最终,数采系统负责采集这些信号,进行深入的数据分析和存储,为高速电机转子的温度测试提供精准的数据支持。

红外探测器通过接收转子表面发出的红外辐射(波长范围:0.7–14 μm),根据普朗克辐射定律计算表面温度。温度越高,辐射强度越大。

核心优势:

1、非接触式:避免因转子高速旋转(通常3000–3600 rpm)导致的传感器磨损。

2、快速响应:毫秒级响应时间,适合动态监测。

3、抗电磁干扰:适用于强电磁环境的发电机内部。

典型方案结构

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│ 红外探测器    │──信号→│ 信号调理模块 │──数据→│ 数据采集系统 │

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│ 同步触发器    │       │ 无线传输模块 │       │ 分析软件平台 │

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图1-1

未来已来:让每一度温度都在掌控之中
在“双碳”目标驱动下,发电设备的高效与安全愈发重要。红外测温技术不仅是一把打开转子健康密码的钥匙,更是智能化电厂建设的核心一环。从火力发电到新能源领域,这项技术正悄然掀起一场运维革命——让温度隐患无处遁形,让每一台发电机都能“轻装上阵”,释放更持久的绿色能量。红外测温技术为发电机转子健康管理提供了高效、可靠的解决方案,尤其适合高转速、强电磁环境的场景。通过合理设计探测器布局与信号处理系统,可显著提升发电机运行安全性与寿命。

 

探测器选型:碲镉汞(MCT)红外探测器

碲镉汞红外探测器,又称MCT,是由碲、镉、汞三种半导体物质按一定比例混合,在金属衬底上涂一个10~20微米的涂层并经硬化处理,安装在微型热电制冷器的表面,密封在一个金属壳内。壳体顶端开有一个红外窗口,用白宝石密封,保证透光率在80%以上。

深圳市唯锐科技有限公司代理的波兰VIGO红外碲镉汞探测器覆盖1-16μm的探测范围,采用多级热电制冷,探测率高并且响应速度快,碲镉汞红外探测器受到红外辐射时电导率会发生变化,在施加一定偏置电流的条件下,其输出的电信号会随红外辐射强度的变化而改变,VIGO的碲镉汞红外探测器是发电机转子测温系统的关键元件。

             

图1-2