CN101608911A - 气隙偏心检测装置、方法、调整方法、以及单相感应电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单相感应电动机的气隙偏心检测装置、气隙偏心检测方法以及气隙调整方法，可以高精度地测量气隙的偏心状态(偏心量以及方向)，并且可以可靠性判定气隙是否良好，进而可以根据气隙偏心状态的数据调整气隙。通过测量对单向感应电动机通电时的电流而计算转子的转速，根据所计算出的转子的转速和在通电时测量出的振动波形以及电流波形高精度地推断电动机的气隙偏心状态，根据所推断出的气隙偏心状态的信息调整气隙偏心状态。

Description

气隙偏心检测装置、方法、调整方法、以及单相感应电动机

技术领域

本发明涉及能够通过测定转子旋转中的气隙偏心量和偏心方向来正确地判断气隙是否良好的单相感应电动机的气隙偏心检测装置、气隙偏心检测方法、气隙偏心调整方法、以及使用这些制造的单相感应电动机。

背景技术

以往，作为测量单相感应电动机的气隙偏心状态的方法，提出有对单相感应电动机进行通电，并测量在转子旋转的状态下产生的振动，由此推断单相感应电动机的气隙偏心状态的方案。

例如，有如下的方法：构成调整在主绕组或辅助绕组中流过的交流电流并能够以小于该交流电流的周期的旋转周期使转子旋转的驱动电路，沿着与气隙中所感应出磁通相比于一方变大的绕组的绕组方向垂直的方向安装振动检测传感器，通过测量旋转驱动中得到的振动的振动波形的振幅或者形状来计算由于转子的相位而发生变化的上述气隙的偏心状态(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-37323号公报

发明内容

在这样的以往的气隙偏心状态的测量方法中，存在如下问题：由于不具有检查转子的旋转速度的功能，所以在针对不同的机种设定条件参数时，需要使用光传感器等逐一检查对电动机通电的电压和转速的关系，很费事。还存在如下问题：即使是相同的机种，每个电动机的转子的转速也会产生偏差，但无法认识到转速的偏差，所以由转速的偏差引起的振动的偏差导致气隙偏心量的推断精度降低。

本发明是为了解决如上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种单相感应电动机的气隙偏心检测装置、气隙偏心检测方法以及气隙调整方法，可以高精度地测定气隙的偏心状态(偏心量和方向)，并可以根据所得到的偏心测量结果可靠地判断气隙是否良好，进而根据气隙偏心状态的数据调整气隙。

为了解决上述课题，在本发明的单相感应电动机的气隙偏心检测装置中，该单相感应电动机包括：与主轴一起旋转的转子；以及具备主绕组和辅助绕组并配置成在与转子之间具有气隙的定子，上述气隙偏心检测装置的特征在于，设置有：对上述电动机施加交流电压的单元；电流测量单元，测量在上述电动机中流过的电流的电流波形；振动测量单元，在对上述电动机施加上述交流电压时，测量在上述转子中发生的不平衡磁引力成为最大的方向的单相感应电动机的振动波形；以及判断单元，根据由上述电流测量单元测量出的结果计算上述转子的转速，根据上述计算出的转子的转速和上述测量出的电流波形以及振动波形来推断上述气隙的偏心状态，根据上述推断出的气隙的偏心状态来判断上述气隙是否良好。

另外，在本发明的单相感应电动机的气隙偏心检测方法中，该单相感应电动机包括：与主轴一起旋转的转子；以及具备主绕组和辅助绕组并配置成在与转子之间具有气隙的定子，上述气隙偏心检测方法的特征在于，包括以下步骤：对主绕组或辅助绕组中的某一方绕组施加交流电压来测量在绕组中流过的电流波形的步骤；切换电路而对主绕组以及辅助绕组这两方绕组施加交流电压来测量在绕组中流过的电流波形，并且测量在转子中发生的不平衡磁引力成为最大的方向的电动机的振动的振动波形的步骤；根据所测量出的电流波形来计算转子的转速的步骤；根据所计算出的转子的转速和所测量出的电流波形以及振动波形来计算气隙的偏心量和偏心方向的步骤；以及根据所计算出的气隙的偏心量以及偏心方向判断气隙是否良好的步骤。

进而，在本发明的单相感应电动机的气隙偏心调整方法中，该单相感应电动机包括：与主轴一起旋转的转子；以及具备主绕组和辅助绕组并配置成在与转子之间具有气隙的定子，上述气隙调整方法的特征在于，具有如下步骤：对主绕组或辅助绕组中的某一方绕组施加交流电压，测量在绕组中流过的电流波形的步骤；切换电路而对主绕组以及辅助绕组这两方绕组施加交流电压来测量在绕组中流过的电流波形，并且测量在上述转子中发生的不平衡磁引力成为最大的方向的电动机的振动的振动波形的步骤；根据所测量出的电流波形计算转子的转速的步骤；根据所计算出的转子的转速和所计算出的电流波形以及振动波形来计算气隙的偏心量和偏心方向的步骤；根据所计算出的气隙的偏心量以及偏心方向来判断气隙是否良好的步骤；根据该判断结果，使固定有定子的外壳发生变形，从而调整气隙的步骤。

根据本发明，通过根据在电动机的绕组中流过的电流波形来计算转子的转速，并根据所计算出的转子的转速和所测量出的电流波形以及振动波形来计算气隙的偏心状态，即使是多个机种的电动机也可以使用共用参数简单地设定测量条件。进而，还具有通过降低由振动测量时的转子的转速偏差引起的影响，可以高精度地推断气隙的偏心状态这样的效果。

附图说明

图1是内置单相感应电动机的旋转压缩机的剖面概略图。

图2是从图1箭头A观察的横向剖视图。

图3是本发明的气隙检测装置的概略图。

图4是从图3箭头B观察的横向剖视图。

图5是本发明实施方式1的正旋转通电状态的驱动电路的示意图。

图6是本发明实施方式1的逆旋转通电状态的驱动电路的示意图。

图7是本发明实施方式1的主锁定通电状态的驱动电路的示意图。

图8是本发明实施方式1的辅助锁定通电状态的驱动电路的示意图。

图9是示出本发明实施方式1的气隙检测方法的流程图。

图10是转子的转速与电流差的关系图。

图11是电流差与振动大小的关系图。

图12是本发明实施方式2的正旋转通电状态的驱动电路的示意图。

图13是本发明实施方式2的逆旋转通电状态的驱动电路的示意图。

图14是示出本发明实施方式2的气隙检测方法的流程图。

图15是示出本发明实施方式3的使用了uv坐标系的气隙偏心状态的剖视图。

图16是示出本发明实施方式3的气隙偏心状态的调整方法的示意图。

标号说明

100旋转压缩机、101气隙、102转子、103定子、104外壳、

105主轴、106框架、107气缸盖、108气缸、109焊接触点、

110主绕组、111辅助绕组、112端子、113排气管、114消声器、

120连接端子、121a电流表、121b电流表、122加速度拾取器、

122a加速度拾取器、122b加速度拾取器、

123加速度拾取器气缸、124拾取器防振材料、125夹钳爪、

126夹钳防振材料、127夹钳气缸、128工件防振材料、

129测量单元基板、130防振材料、131放大器、132计算机

133计算机的显示器、134电压调整器、135电阻器、136电容器、

137架台、140主绕组电容器、141主绕组电阻器、

142接触点A、143接触点B、144主绕组开关、145辅助绕组开关、

146接触点C、147接触点D、148辅助绕组电阻器、

149辅助绕组电容器、150交流电源、151主绕组通电开关、

152辅助绕组通电开关、153电源频率调整器。

具体实施方式

实施方式1

参照附图对基于本发明的单相感应电动机的气隙偏心检测装置和气隙偏心检测方法进行详细说明。

在图1中，作为应用本发明的单相感应电动机的产品例，示出内置单相感应电动机的冷冻机、空调机用的旋转压缩机100的纵向剖视图。图2是从图1的箭头A观察的横向剖视图。

单相感应电动机主要由转子102和定子103构成。转子102与定子103之间的圆筒状的空间表示为气隙101。定子103被烧嵌固定在作为压力容器的外壳104上。转子102通过烧嵌与主轴105被一体地固定。主轴105被内置于框架106、气缸盖107内的滑动轴承(未图示)支撑。框架106、气缸盖107通过螺栓(未图示)固定在气缸108中，气缸108通过三个焊接触点109(在图1中仅示出一个点)焊接固定在外壳104上。

定子103的绕组由被称为主绕组110和辅助绕组111的两种绕组构成。从压缩机外部的交流电源(未图示)经由焊接固定在外壳104上的端子112向定子103供电。通过钎焊在外壳104上固定作为压缩前的气体的吸入口的消声器(muffler)114和向外部排出压缩后的气体的排气管113，压缩前的气体通过消声器114被吸入，在气缸108内被压缩，而从框架106向外壳104内排出之后，经过排气管113排出到旋转压缩机100的外面。

图3是将内置单相感应电动机的冷冻机、空调机用压缩机作为被测量物体的气隙偏心检测装置的概略图。图4是从图3的箭头B观察的横向剖视图。

通过将连接端子120连接在旋转压缩机100的端子112上，可以从外部电源(未图示)向旋转压缩机100内的单相感应电动机施加交流电压。在对主绕组110通电的导线上安装有电流表121a，在对辅助绕组111通电的导线上安装有电流表121b。

对电动机通电的电路可利用开关(未图示)自动地进行切换。图5至图8示出通电电路的例子。图5是对主绕组110和辅助绕组111这两者通电(以下称作旋转通电)的电路图，在电路内具有主绕组开关144和辅助绕组开关145。通过主绕组开关144在接触点B143侧接地，辅助绕组开关145在接触点C146侧接地，而将辅助绕组电阻器148和辅助绕组电容器149连接在辅助绕组111上，从而由主绕组110感应出的磁通大于由辅助绕组111感应出的磁通，转子102进行旋转(以下将这样的旋转称为正旋转，将成为正旋转的通电状态称为正旋转通电)。

另外，图6是与图5相同的电路图，通过主绕组开关144在接触点A142侧接地、辅助绕组开关145在接触点D147侧接地，而将主绕组电阻器141和主绕组电容器140连接在主绕组110上，从而由辅助绕组111感应出的磁通大于由主绕组110感应出的磁通，转子102沿着与正旋转相反的方向进行旋转(以下将这样的旋转称为逆旋转，将成为逆旋转的通电状态称为逆旋转通电)。

图7是对主绕组和辅助绕组中的某一方通电(以下称为锁定通电)的电路图，在电路内具有主绕组通电开关151和辅助绕组通电开关152。在主绕组通电开关151接地、辅助绕组通电开关152未接地的情况下，仅对主绕组110施加交流电压，在转子102中，在锁定状态下不平衡磁引力工作(以下将这样的通电状态称为主锁定通电)。

另外，图8是与图7相同的电路图，通过主绕组开关151不接地、辅助绕组开关152接地，而仅对辅助绕组111施加交流电压，在转子102中，在锁定状态下不平衡磁引力工作(以下将这样的通电状态称为辅助锁定通电)。上述电流表121a、121b针对正旋转通电、逆旋转通电、主锁定通电、辅助锁定通电这四种通电状态，分别测量在主绕组和辅助绕组中流过的电流的电流波形。

用加速度拾取器122测量在对电动机通电时产生的振动。加速度拾取器122是两个，如图4所述，用加速度拾取器122a测量在与由主绕组110感应出的磁通垂直的方向(以下称为辅助绕组方向)上产生的振动，而且用加速度拾取器122b测量在与由辅助绕组感应出的磁通垂直的方向(以下、称为主绕组方向)上产生的振动。加速度拾取器122可以通过加速度拾取器气缸123(参照图3)在旋转压缩机100的半径方向上移动，在测量振动时，通过拾取器防振材料124被按压到旋转压缩机100，测定在通电时产生的振动。

利用夹钳爪125固定旋转压缩机100，以在将加速度拾取器122按压到旋转压缩机100时不使旋转压缩机100横转。夹钳爪125经由夹钳防振材料126利用夹钳气缸127的推力，可以从横向把持旋转压缩机100。旋转压缩机100配置在工件防振材料128上。在测量单元基板129下配置有防振材料130，防止向测量部传播来自外部的振动。

所测量出的振动的电信号通过放大器131被放大。所测量出的电流的电信号和放大后的振动信号通过A/D端口(未图示)被记录到计算机132内。计算机132根据旋转通电时的电流值和锁定通电时的电流值之差计算转子的转速，并且根据所记录的电流波形、振动波形和所计算出的转子的转速来计算气隙偏心方向和气隙偏心量，将所计算出的结果显示在计算机的显示器133上。利用电压调整器134可以调整对主绕组110和辅助绕组111通电的交流电压。另外，利用电阻器135和电容器136来调整在电动机中流过的交流电流的大小。上述的电气设备被固定在架台137上。

接下来，使用图9的流程图对气隙偏心状态的检测方法进行说明。本流程图的步骤为1～33，以下将步骤标记为ST。

ST1：在工件防振材料128上设置旋转压缩机100。

ST2：利用夹钳气缸127使夹钳爪125前进，固定旋转压缩机100。

ST3：将连接端子120连接在端子112上。

ST4：利用加速度拾取器气缸123使加速度拾取器122前进，按压到旋转压缩机100。

ST5：切换电路以成为正旋转通电状态。具体地，在下述ST5-1～ST5-3中进行。

ST5-1：在图5所示的单相感应电动机的驱动电路中，将主绕组开关144的连接目的地设为接触点B143侧。

ST5-2：在图5所示的单相感应电动机的驱动电路中，将辅助绕组开关145的连接目的地设为接触点C146侧，在辅助绕组111上串联连接辅助绕组电阻器148和辅助绕组电容器149。由此，调整在各个绕组中流过的电流，以使在主绕组110中流过的电流变大、在辅助绕组111中流过的电流变小，使在通电时产生的由主绕组110感应出的气隙的磁通的大小大于由辅助绕组111感应出的磁通的大小。

ST5-3：利用电压调整器134将交流电源的电压调整为特定的电压。

ST6：对工件施加交流电压，开始测量在主绕组110中流过的电流和辅助绕组方向的振动。

ST7：利用电流表121a测量在主绕组110中流过的电流波形。另外，利用加速度拾取器122a测量辅助绕组方向的振动波形。

ST8：在经过了规定的测量时间以后结束测量，同时也结束通电。

ST9：所测量出的电流波形通过A/D端口(未图示)读取并记录到计算机132。另外，所测量出的振动波形通过放大器131被放大后，通过A/D端口(未图示)读取并记录到计算机132。

ST10：切换电路以成为主锁定通电状态。在图7所示的单相感应电动机的驱动电路中，设为使主绕组通电开关151接地、使辅助绕组152不接地的状态。

ST11：对工件施加交流电压，利用电流表121a开始测量在主绕组110中流过的电流的电流波形。

ST12：利用电流表121a测量在主绕组110中流过的电流的电流波形。

ST13：在经过了规定的测量时间以后结束测量，同时结束通电。

ST14：测量出的电流波形通过A/D端口(未图示)读取并记录到计算机132。

ST15：利用计算机132根据正旋转通电时测量出的电流波形和主锁定通电时测量出的电流波形计算各个有效值。另外，利用后述的方法，根据电流的有效值之差计算转子的转速。

ST16：利用计算机132根据正旋转通电时测量出的电流波形、辅助绕组方向的振动波形以及上述计算出的转子的转速来计算辅助绕组方向的气隙的偏心方向和偏心量。

以上是主绕组磁通大的设定的检测流程，以下，示出辅助绕组磁通大的设定的检测流程。

ST17：切换电路以成为逆旋转通电状态。具体而言，在下述ST17-1～ST17-3中进行。

ST17-1：在图6所示的单相感应电动机的驱动电路中，将主绕组开关144的连接目的地设为接触点A142侧，在主绕组110上串联连接主绕组电阻器141和主绕组电容器140。

ST17-2：图6所示的单相感应电动机的驱动电路中，将辅助绕组开关145的连接目的地设为接触点D147侧。由此，调整在各个绕组中流过的电流，使得在主绕组110中流过的电流变小、在辅助绕组111中流过的电流变大，使在通电时产生的由辅助绕组111感应出的磁通的大小大于由主绕组110感应出的磁通的大小。

ST17-3：利用电压调整器134将交流电源的电压调整为特定的电压。

ST18：对工件施加交流电压，开始测量在辅助绕组111中流过的电流和主绕组方向的振动。

ST19：利用电流表121b测量在辅助绕组111中流过的电流波形。另外，利用加速度拾取器122b测量主绕组方向的振动波形。

ST20：在经过了规定的测量时间以后结束测量，同时也结束通电。

ST21：所测量出的电流波形通过A/D端口(未图示)读取并记录到计算机132。另外，所测量出的振动波形通过放大器131被放大后，通过A/D端口(未图示)读取并记录到计算机132。

ST22：切换电路以成为辅助锁定通电状态。在图8所示的单相感应电动机的驱动电路中，设为使主绕组通电开关151不接地、使辅助绕组152接地的状态。

ST23：对工件施加交流电压，利用电流表121b开始测量在辅助绕组111中流过的电流的电流波形。

ST24：利用电流表121b测量在辅助绕组111中流过的电流的电流波形。

ST25：在经过了规定的测量时间以后结束测量，同时结束通电。

ST26：所测量出的电流波形通过A/D端口(未图示)读取并记录到计算机132。

ST27：利用计算机132根据逆旋转通电时测量出的电流波形和辅助锁定通电时测量出的电流波形来计算各自的有效值。另外，利用后述的方法，根据电流的有效值之差计算转子的转速。

ST28：利用计算机132根据逆旋转通电时测量出的电流波形、辅助绕组方向的振动波形以及上述计算出的转子的转速来计算主绕组方向的气隙的偏心方向和偏心量。

ST29：根据从ST16的结果推断出的辅助绕组方向的气隙偏心状态、和从ST28的结果推断出的主绕组方向的气隙偏心状态，判断气隙101是否良好，并将其结果显示在计算机的显示器133上。

ST30：利用加速度拾取器气缸123使加速度拾取器122后退。

ST31：从端子112上拆下连接端子120。

ST32：利用夹钳气缸127使夹钳爪120后退。

ST33：从工件防振材料128上拆除旋转压缩机100。

在此，在图9的流程图的ST5-2中所连接的辅助绕组电阻器148的大小以及辅助绕组电容器149的电容、在ST5-3中所调整的电压的大小、在ST17-1中所连接的主绕组电阻器141的大小以及主绕组电容器140的电容、在ST17-3中所调整的电压的大小是被调整成使转子102以小于等于在各绕组中流过的交流电流的周期的2/3的缓慢的旋转周期旋转的值，存在多种值的组合。通过一边使转子缓慢地旋转一边进行振动测量，可以降低在振动波形中出现的噪声的影响，可以提高测量精度。

此外，在此，作为调整由各个绕组在气隙所感应出的磁通的单元而采用了电压调整器、电容器、电阻器，但也可以采用调整绕组的电流的电流调整器。

接下来，对根据旋转通电时和锁定通电时在绕组中流过的电流的有效值之差来计算转子的转速的方法进行说明。由转矩和负载的均衡来决定单相感应电动机的转子的转速。在对单相感应电动机施加交流电压的情况下，如果为旋转通电时，则由于例如要施加的电压的变动、负载的变动、电动机的温度偏差、定子或者转子的组装偏差等各种原因，在绕组中流过的电流的有效值存在偏差。另一方面，如果为锁定通电时，则由于转子不旋转，所以在绕组中流过的电流的有效值的偏差中不包含负载的影响。因此，继续进行旋转通电和锁定通电，通过在各自的情况下计算在绕组中流过的电流的有效值并取得其差，排除对电动机施加的电压的变动、电动机的温度偏差、定子或者转子的组装偏差等原因，而可以检查负载。

在图10中，针对不同的三种机种，示出转子的转速和旋转通电时与锁定通电时在绕组中流过的电流的有效值之差(以下记载为电流差)的关系。横轴表示转子的转速，纵轴表示电流差。通常关系式根据机种而不同，但在转子缓慢旋转的情况下，转速与电流差的关系不论哪种机种都大致相同，所以在进行控制以使转子缓慢旋转的情况下，不论机种而可以使用共用的参数。这样，本发明基于发现了仅对主绕组通电时的电流与对主绕组以及辅助绕组通电时的电流之差在某转速的范围内不论机种或个体差异而与转速之间具有一定的关系的事实，其结果可以容易地展开到多个机种，并且也非常有助于缩短开发时间。

接下来，对根据所测量出的电流波形、振动波形以及所计算出的转子的转速来推断气隙的偏心量和偏心方向的方法进行说明。事先准备多个气隙的偏心量和偏心方向已知的电动机的样品来进行确认实验，而设定各种参数。即，在通过焊接密封旋转压缩机之前的阶段，利用测量仪表等测定气隙的偏心状态，而且测量施加规定的交流电压时的振动的大小，根据振动的大小和气隙偏心量的相关关系来设定参数。

由于气隙的偏心量和所测量出的振动的大小存在线性的相关关系，所以通过对振动的大小乘以上述设定的参数可以计算气隙的偏心量。根据振动波形的RMS振幅求出振动的大小。另外，也可以根据振动波形的正向振动和负向振动中振动的绝对值较大的方向的振动的绝对值的平均值来求出。还可以根据正向振动的强度的绝对值的平均值和负向振动的强度的绝对值的平均值之间的平均值来求出。

另外，振动的大小与转子的转速存在相关关系，且转子的转速与电流差存在相关关系，所以电流差与振动的大小存在相关关系。在图11中，针对相同机种的气隙的偏心量相同程度的两个不同的电动机(No.1和No.2)，示出进行正旋转通电时的电流差与振动的大小。横轴表示电流差，纵轴表示振动的大小。能够看出在电流差与振动的大小之间存在大致线性的关系，可以说振动的大小随着电流差的绝对值增大而增大。

此外，图11的左上方附近有多个No.1的点，但这是即使在旋转通电状态下起动转矩也不充分、且转子不旋转时的点，在这样的情况下，振动的大小偏差较大。由此，通过预先决定目标电流差，并根据测量时的电流差与目标电流差之差校正振动的大小，可以提高测量精度。

另一方面，推断气隙的偏心方向的方法有根据振动波形来推断的方法和根据振动波形与电流波形的相位差来求出的方法。作为根据振动波形来推断的方法，例如，在与主绕组110垂直的方向存在气隙101的不平衡的情况下，当在主绕组110中流过电流而感应出磁通时，不平衡磁引力在与磁通正交的方向上工作，转子102向气隙窄的一方移动。例如，在对单相两极感应电动机施加交流电压时，磁通随着电流的绝对值的增大而增加，不平衡磁引力也增加。

这样，不平衡磁引力在气隙的较窄的方向上总是以大于等于0的力进行工作，所以通过比较振动波形的+侧的振动大小和-侧的振动大小，可以推断气隙的偏心方向。另外，作为根据振动波形和电流波形的相位差来求出的方法，如果电流的绝对值成为最大(即电流波形为极值)，则不平衡磁引力也成为最大，所以振动波形也根据电流波形的极值使相位延迟并按照气隙的偏心方向取得极大值或极小值。因此，通过分别计算电流波形取得极值的时刻和振动波形取得极大值或极小值的时刻，并分别求出其差，可以推断气隙的偏心方向。

针对与对主绕组110通电时所感应出的磁通垂直的方向、和与对辅助绕组111通电时所感应出的磁通垂直的方向这两个方向，可以根据气隙偏心量和气隙偏心方向的计算结果，将气隙偏心状态表示为二维坐标系，可以判断气隙是否良好。

通过如上述那样构成，可以针对多种机种的单相感应电动机使用共用的参数来检测气隙的偏心状态，所以可以缩短开发时间。而且，即使在转子102与定子103的位置关系无法直接目视的产品的完成状态下，存在每个单相感应电动机的加工或组装的偏差、外部干扰的情况下，也可以高精度地检测气隙偏心状态。

实施方式2

在本实施方式中，对通过调整测量时通电的电压的频率来高精度地检测气隙偏心方向和气隙偏心量的检测装置进行说明。包括单相感应电动机的旋转压缩机100与在实施方式1中说明的压缩机相同，省略其说明。

检测装置的外观与图3相同，但是在图12、图13所示的驱动电路中存在差异，添加了频率调整器153。

图14示出本实施方式的检测流程图。在此，仅对与实施方式1的差异进行说明。在实施方式1中，在ST5的驱动电路的切换中，在ST5-1中将主绕组开关144的连接目的地设为接触点B143侧，在ST5-2中将辅助绕组开关145的连接目的地设为接触点C146侧，在辅助绕组111上串联连接辅助绕组电阻器148和辅助绕组电容器149，然后在ST5-3中，利用电压调整器134将电压调整为特定的电压。但是，在本实施方式中，在ST5-1中将主绕组开关144的连接目的地设为接触点B143侧，在ST5-2中将辅助绕组开关145的连接目的地设为接触点C146侧，在辅助绕组111上串联连接辅助绕组电阻器148和辅助绕组电容器149这一点与实施方式1相同，但然后在ST5-3中利用频率调整器153将电源频率调整为特定的频率，在ST5-4中利用电压调整器134将电压调整为特定的电压这一点不同。

另外，在实施方式1中，在ST17的驱动电路的切换中，在ST17-1中，将主绕组开关141的连接目的地设为接触点A142侧，在ST17-2中，将辅助绕组开关145的连接目的地设为接触点D147侧，在主绕组110上串联连接主绕组电阻器141和主绕组电容器140，然后在ST17-3中，利用电压调整器134将电压调整为特定的电压。但是，在本实施方式中，在ST17-1中，将主绕组开关144的连接目的地设为接触点A142侧，在ST17-2中，将辅助绕组开关145的连接目的地设为接触点D147侧，在主绕组110上串联连接主绕组电阻器141和主绕组电容器140这一点与实施方式1是相同的，但然后在ST17-3中利用频率调整器153将电源频率调整为特定的频率，在ST17-4中利用电压调整器134将电压调整为特定的电压这一点不同。

在此，在图14的流程图的ST5-2中所连接的辅助绕组电阻器148的大小以及辅助绕组电容器149的电容、在ST5-3中所调整的电源频率、在ST5-4中所调整的电压大小、在ST17-1中所连接的主绕组电阻器141的大小以及主绕组电容器140的电容、在ST17-3中所调整的电源频率、在ST17-4中所调整的电压大小是被调整成使转子102以小于等于磁通的周期的2/3的缓慢的旋转周期旋转的值，存在多种的值的组合。通过一边缓慢地使转子旋转一边进行振动测量，可以降低振动波形中出现的噪声的影响，可以提高测量精度。此外，作为调整由各个绕组所感应出的磁通的单元而使用了电压调整器、电容器、电阻器，但也可以使用调整绕组的电流的电流调整器。

作为本实施方式的效果，在电源频率的整数倍与单相感应机的固有振动数相等的情况下，发生共振，所测量的振动变大，而有时难以判定振动的方向，但是通过使单相感应机的固有振动数和转子的振动频率为不同的频率，可以高精度地进行转子的振动方向的测定，可以正确地判定气隙偏心状态是否良好。

此外，在实施方式1或2中，在驱动电路中安装了阻抗固定型的电容器、电阻器，但也可以使用可变型的电容器、电阻器，在该情况下，可以较廉价地构成与多机种的单相感应机对应的驱动电路。

另外，作为对在施加交流时产生的由主绕组110感应出的磁通和由辅助绕组111感应出的磁通的大小之比进行调整的单元中使用了电容器和电阻器，但也可以连接电抗来调整各绕组的阻抗。

在图3中，图示出使用了对测量体进行按压来测定振动的类型的拾取器，但也可以采用使用磁铁或粘接剂等进行安装的类型的拾取器，在该情况下，无需设置夹住外壳的夹钳机构以及气缸，所以可以廉价地构成检测装置。

进而，作为检测振动的单元还例示出加速度拾取器，但也可以是例如根据变位或位置信息来检测振动的类型的振动检测单元。

另外在图3中作为用于测量电流的电流表，图示出夹钳式的电流表，但也可以预先在驱动电路中组装电流表而使用。

在实施方式1或2中，对根据电流差与转子的转速的关系计算转子的转速的方法进行了说明，但即使使用针对每个电动机的机种检查转子的转速与主绕组和辅助绕组中流过的电流或施加电压的相位差的关系，根据相位差与转子的转速的关系来计算转子的转速的方法，也可以高精度地检测气隙偏心状态。

另外，在图9和图14的流程图中，在进行了正旋转通电后进行主锁定通电，然后在进行了逆旋转通电后进行辅助锁定通电，但也可以变更顺序。例如，即使在进行了逆旋转通电后进行正旋转通电，然后在进行了主锁定通电后进行辅助锁定通电，而测量电流以及振动，也可以获得本发明的效果。另外，还可以在进行测量之前，进行对电动机施加比测量时高的电压的预备通电，而进行电动机的预热。

实施方式3

在本实施方式中，对在检查了气隙偏心状态之后进行调整的气隙偏心调整方法进行说明。图15是示出用于二维地表示气隙偏心状态的uv坐标系的剖视图，图16是示出用于调整气隙偏心状态的方法的剖视图。

包括成为检查对象的单相感应电动机的旋转压缩机100与在实施方式1说明的压缩机相同，并且检查旋转压缩机100的气隙偏心状态的方法也与实施方式1相同。以下，对根据所检测出的结果调整气隙偏心状态的方法进行详细说明。

由于旋转压缩机100是在产品的完成状态下在被密封的容器的内部安装有单相感应电动机，所以无法利用通过目视或间距测量仪表进行的测定等直接的手段来检测气隙偏心状态。在上述实施方式1中，可以检测这种状态的单相感应电动机的气隙状态，所检测出的结果可以在图15所示的uv坐标系中表示成矢量。

在图15中，将加速度拾取器122a设为u轴，将加速度拾取器122b设为v轴。在上述实施方式1中，通过将在图9的ST16中计算出的辅助绕组方向的气隙偏心方向和偏心量的结果用u轴上的坐标来表示，另外将在图9的ST28中计算出的主绕组方向的气隙偏心方向和偏心量的结果用v轴上的坐标来表示，可以二维地表示单相感应电动机的气隙变窄的方向。

成为检测对象的单相感应电动机固定在外壳104的内部，所以可以通过使外壳104发生变形来调整单相感应电动机的气隙状态。作为使外壳104发生变形的方法，例如有对外壳104进行加热来使其形变的方法，如图16所示，可以通过燃烧器160使外壳104发生变形。

在具有利用伺服电动机(未图示)使旋转压缩机100旋转的旋转机构的旋转台162上设置旋转压缩机100，固定燃烧器160的高度以使燃烧器160的火焰161抵接于定子103与焊接点109之间。在燃烧器160点火后，使旋转台162旋转而对外壳104周围进行加热。

通常从外部加热外壳104时，在冷却后外壳104发生变形，而向被加热的方向凹陷。定子103被烧嵌固定在外壳104上，所以随着外壳104的变形，定子103的中心轴倾斜，气隙偏心状态发生变化。按照上述气隙偏心状态的检查结果，从气隙较窄的方向进行加热，根据气隙偏心量调整加热量，从而可以调整气隙偏心状态。其结果，可以降低电动机的噪音，可以稳定地实现高效的电动机。

在图16中，示出了利用燃烧器160进行加热的方法，但外壳104的加热手段不限于燃烧器，例如也可以使用高频加热、激光以及TIG焊接等。在高频加热、激光以及TIG焊接中，利用燃烧器容易控制对外壳104的加热量，所以可以高精度地调整气隙偏心状态。另外，在本实施方式中，作为使外壳104变形的手段，对利用加热的方法进行了说明，但也可以例如用锤子等敲打来使外壳104发生变形。

实施方式4

在本实施方式中，对使用本发明的单相感应电动机的气隙偏心状态的检测方法以及调整方法来制造出的单相感应电动机进行说明。通常，为了提高单相感应电动机的输出，考虑使电动机大型化，但存在以下这样的问题。

例如，在直径方向上谋求大型化时，需要变更在制造定子时所使用的冲压模具或保持电动机的外壳的尺寸。因此，在具有各种输出的电动机的调试的情况下，需要变更很多制造设备或周边部件，成本增加。

另外，在高度方向谋求大型化时，在组装电动机时即使组装成转子从定子的轴心偏离少许，气隙也大幅度偏心，因此需要高精度的组装技术。

根据本实施方式，即使按每个机种变更了绕组规格，也与以往的根据在主绕组和辅助绕组中流过的电流或施加电压的相位差来计算转子的转速的方法不同，可以使用共用的参数计算转子的转速，所以即使对于绕组规格不同的机种，也不会在调试上花费时间，而可以应用，可以缩短开发时间。

另外，通过在密封于容器的状态下，利用在实施方式1中说明的气隙偏心检测装置检测气隙偏心状态，使用在实施方式3中说明的方法调整气隙偏心状态，从而即使是电动机的高度较高的机种，也可以高精度地进行组装，可以实现低噪音且高效的电动机。在实施方式3中，示出了调整气隙偏心状态的方法，当然也可以制作使用了该方法的制造设备，而用于气隙偏心的调整。

Claims (8)

1.一种单相感应电动机的气隙偏心检测装置，该单相感应电动机包括：与主轴一起旋转的转子；以及具备主绕组和辅助绕组并配置成在与上述转子之间具有气隙的定子，

上述气隙偏心检测装置的特征在于，设置有：

对上述电动机施加交流电压的单元；

电流测量单元，测量在上述电动机中流过的电流的电流波形；

振动测量单元，在对上述电动机施加上述交流电压时，测量在上述转子中发生的不平衡磁引力成为最大的方向的单相感应电动机的振动波形；以及

判断单元，根据由上述电流测量单元测量出的结果计算上述转子的转速，根据上述计算出的转子的转速和上述测量出的电流波形以及振动波形来推断上述气隙的偏心状态，根据上述推断出的气隙的偏心状态来判断上述气隙是否良好。

2.根据权利要求1所述的单相感应电动机的气隙偏心检测装置，其特征在于，还设置有：当对上述主绕组以及辅助绕组施加交流电压时，在由上述主绕组以及辅助绕组中的一方绕组在气隙所感应的磁通大于由另一方绕组在气隙所感应出的磁通的状态下，使上述转子旋转通电的驱动电路；和仅对上述主绕组和辅助绕组中的某一方通电的驱动电路。

3.根据权利要求1或2所述的单相感应电动机的气隙偏心检测装置，其特征在于，还设置有具备用于变更上述交流电源的电压的电压调整机构、并使上述转子以小于等于所施加的交流电压的频率的2/3的旋转周期旋转的驱动电路。

4.根据权利要求1或2所述的单相感应电动机的气隙偏心检测装置，其特征在于，具备可在对上述主绕组以及辅助绕组这两者的绕组进行通电的旋转通电、和仅对上述主绕组或辅助绕组中的某一方绕组进行通电的锁定通电之间进行切换的单元，根据上述旋转通电的电流值与锁定通电时的电流值之差来计算上述转子的转速。

5.根据权利要求1或2所述的单相感应电动机的气隙偏心检测装置，其特征在于，具备用于变更上述交流电压的频率的频率变换机构。

6.一种单相感应电动机的气隙偏心检测方法，该单相感应电动机包括：与主轴一起旋转的转子；以及具备主绕组和辅助绕组并配置成在与转子之间具有气隙的定子，

上述气隙偏心检测方法的特征在于，包括以下步骤：

对主绕组或辅助绕组中的某一方绕组施加交流电压来测量在绕组中流过的电流波形的步骤；

对主绕组以及辅助绕组这两方绕组施加交流电压来测量在绕组中流过的电流波形，并且测量在转子中发生的不平衡磁引力成为最大的方向的电动机的振动的振动波形的步骤；

根据所测量出的电流波形来计算转子的转速的步骤；

根据所计算出的转子的转速和所测量出的电流波形以及振动波形来计算气隙的偏心量和偏心方向的步骤；以及

根据所计算出的气隙的偏心量以及偏心方向判断气隙是否良好的步骤。

7.一种单相感应电动机的气隙调整方法，该单相感应电动机包括：与主轴一起旋转的转子；以及具备主绕组和辅助绕组并配置成在与上述转子之间具有气隙的定子，

上述气隙调整方法的特征在于，

对主绕组以及辅助绕组这两方绕组施加交流电压，测量在绕组中流过的电流波形；

对主绕组或辅助绕组中的某一方绕组施加交流电压来测量在绕组中流过的电流波形，并且测量在上述转子中发生的不平衡磁引力成为最大的方向的单相感应电动机的振动的振动波形；

根据上述测量出的电流波形计算转子的转速；

根据上述测量出的电流波形和振动波形以及上述计算出的转子的转速来计算上述气隙的偏心量和偏心方向；

根据上述计算出的气隙的偏心量以及偏心方向来判断上述气隙是否良好；

根据该判断结果，使固定有上述定子的外壳发生变形，从而调整上述单相感应电动机的气隙。

8.一种单相感应电动机，其特征在于，是通过利用上述权利要求6的方法来检测气隙偏心状态、或利用权利要求7的方法来调整气隙偏心状态而制造的。

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