CN105866577B - 面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置 - Google Patents

面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，包括与定子绕组连接检测绕组参数的测试组件、固定定子的夹持组件和为定子绕组增加负载的加载荷组件，加载荷组件包括转子和驱动转子转动的电机，转子包括芯柱，芯柱的一端设有若干转子绕组，转子绕组为绕有线圈的扇形导磁体，若干转子绕组上端设有与转子同步转动的软铁件，软铁件包括与转子绕组一一对应的扇形部，扇形部的上表面是使扇形部厚度由圆周向圆心逐渐减小的曲面，芯柱外套设有滑环，若干转子绕组的线圈与滑环连接，转子的转动轴线垂直于夹持组件的夹持平面，软铁件处于定子绕组的中央。该装置可针对不同的电机定子绕组进行快速重构并完成检测，工作效率高。

Description

面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置
技术领域
本发明涉及一种定子绕组检测装置，特别涉及一种面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置。
背景技术
电机是机电能量转换的核心，它在电能的生产、传输、分配以及机械装置的驱动、控制系统的执行等方面起着重要的作用，是工业、农业、交通运输、国防工程以及日常生活中常用的重要设备。同时，随着物质生活水平的不断提高，各种设备中配备了更多的电机，以便实现自动化、便利化，这使得电机的应用更加广泛，也使电机的形式更趋于多样化，电机的型号趋于多元化。
然而，随着各种设备不断走向寿命的终点，需要面临的一个很大问题就是报废。从各种报废设备上拆卸下来的电机将是一个庞大的数量，如果直接丢弃，不仅会对环境造成极大的危害，还会浪费大量的资源，因此，对废旧电机进行回收，进行再制造将是推行可持续发展的一个很重要的手段。废旧电机进行再制造之前必须对其进行拆解，并对拆解下来的各个部件进行再制造性分析，评判部件的可再制造性。在电机拆解下来的部件中，定子是一个很重要的部件，其包括大量的铜线绕组以及由硅钢片叠压而成的定子铁芯，对其进行可再制造性评判时除了观察其机械损伤，还必须对绕组的性能进行评价。然而，绕组的损伤一般是电气损伤，必须通过采集相关的电气信号才能给予评价。如果只是采用常规的静态检测方法，由于绕组线圈在空载和加载的工况下所处的状态并不相同，绕组在加载的时候其温度会上升，自身会膨胀，其内部的缺陷会更加显现，甚至更严重，因此，单纯的静态检查将不能对废旧定子绕组的损伤有正确的评价。同时，报废电机的型号多种多样，拆解下来的定子的大小会有多种，如果针对不同的电机定子绕组设计不同的检测装置，将极大地抬高成本。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，以实现针对不同型号、不同大小的定子绕组的可重构性的动态带载检测。
本发明技术方案如下：一种面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，包括与所述定子绕组连接检测绕组参数的测试组件、固定所述定子绕组的夹持组件和为所述定子绕组增加负载的加载荷组件，所述加载荷组件包括转子和驱动转子转动的电机，所述转子包括芯柱，所述芯柱的一端设有若干转子绕组，所述转子绕组为绕有线圈的扇形导磁体，所述若干转子绕组上端设有与所述转子同步转动的软铁件，所述软铁件包括与所述转子绕组一一对应的扇形部，所述扇形部的上表面是使扇形部厚度由圆周向圆心逐渐减小的曲面，所述芯柱外套设有滑环，所述若干转子绕组的线圈与所述滑环连接，所述转子的转动轴线垂直于所述夹持组件的夹持平面，所述软铁件处于所述定子绕组的中央。
上述技术方案通过更换不同尺寸的软铁件即可适应不同型号、不同大小的定子绕组的检测需求，为了进一步方便软体件的更换，提高装配和检测效率，所述转子绕组上表面设有定位孔，所述芯柱头端设有螺纹，所述软铁件包括盘片，所述扇形部设置在盘片上，所述盘片下表面设有与定位孔配合的定位柱，所述盘片中央设有通孔，所述芯柱头端穿过所述通孔，与所述螺纹配合的螺母限制所述软铁件轴向移动。
为了防止转子绕组产生的磁场不经过软铁件直接影响定子绕组的测量，所述定子绕组与转子绕组之间垂直方向设有非导磁板。
进一步的，所述测试组件包括接线柱、传感器和工控机，所述定子绕组的线圈通过接线柱与所述传感器连接，所述传感器采集所述定子绕组的线圈的电流和电压信号并发送至所述工控机。
优选的，所述夹持组件包括丝杆和与丝杆配合的两个夹持螺母，所述两个夹持螺母的螺纹相反设置，所述夹持螺母上设置有夹持头。
本发明所提供的技术方案的优点在于，利用软铁件改变转子绕组产生的磁场的磁力线方向对定子绕组进行检测，在定子绕组尺寸改变施，只需更换不同尺寸的软铁件即可，无需更换整个转子绕组，从而实现重构检测装置以适应不同型号尺寸的定子绕组的检测。通过转子绕组的定位孔和软铁件的定位柱以及其本身结构设计，方便了软铁件的替换装配工作，可以提高检测效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明结构俯视示意图。
图3为本发明结构主视示意图。
图4为转子结构示意图。
图5为转子绕组上表面结构示意图。
图6为软铁件结构示意图。
图7为软铁件俯视示意图。
图8为一个具体的软铁件的示意图。
图9为另一个具体的软铁件的示意图。
图10为又一个具体的软铁件的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请参见图1至图3，本实施例所公开的面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置包括机台1，机台1用于安放测试组件2、夹持组件3和加载荷组件4。测试组件2主要包括接线柱21、传感器22、工控机23，其中接线柱21和传感器22安装在机台1的工作面上，工控机23的显示屏231安装在机台1的操作面。
加载荷组件4包括转子41和驱动转子41转动的伺服电机42，转子41与伺服电机42通过联轴器43相连并由轴承及轴承支架44支承，转子41的转轴呈竖直方向。如图4和图5所示，转子41包括芯柱411，在芯柱411的一端设有三个转子绕组412，每个转子绕组412为绕有线圈的扇形导磁体，芯柱411外套设有滑环413，三个转子绕组412的线圈各自的两端分别与滑环413连接。通过滑环413给三个转子绕组412中通入直流电，即励磁电流，当转子41在伺服电机42的带动下转动时便会产生旋转磁场。
结合体图2和图3，夹持组件3也安装在机台1的工作面上，夹持组件3包括丝杆31和与丝杆31配合的两个夹持螺母32，左右两个夹持螺母32的螺纹相反设置，夹持螺母32上设置有夹持头33。丝杠31与步进电机相连，当丝杆31转动时，左右两个夹持螺母32带动夹持头33同时向中央靠拢或者向外侧张开。实现了对待检测的定子绕组的夹紧固定，并使定子绕组保持与转子41的同心度，夹持组件3的夹持平面为水平方向。对定子绕组进行检测时，对定子绕组进行检测时，将其置于设置在机台1的操作面上的非导磁板5之上，由夹持组件3夹紧固定。定子绕组固定之后将其绕组的三个连线通过接线柱21与传感器22连接，通过这些传感器22，可以采集定子绕组三相的电流和电压信号，然后通过位于机台1后部的工控机23进行处理，在数字显示屏231上对电流和电压波形进行显示、对比。定子绕组的三相接头接入接线柱之后可以连接到可调电阻之上，通过调节旋钮11来调节加载到定子绕组上的载荷，从而完成对定子绕组的动态加载检测。
转子41旋转时将产生旋转磁场，但由三个转子绕组412产生的磁场的主磁通方向是竖直方向的，而定子绕组在检测时是水平放置的，为了让定子绕组能有效地切割磁感线产生感应电动势，需将由转子41产生的竖直方向的磁场方向引导到水平方向。因此如图5、图6和图7所示，在转子绕组412上端设有软铁件414，软铁件414包括与所述转子绕组412一一对应的扇形部414a以及盘片414b。三个扇形部414a设在盘片414b之上，扇形部414a的上表面是使扇形部414a厚度由圆周向圆心逐渐减小的曲面。转子绕组412上端表面设有定位孔412a，盘片414b下表面设有与定位孔412a配合的定位柱414c，盘片414b的中部设置通孔414d。将软铁件414置于转子绕组412的上端，通过盘片414b下表面的两个定位柱414c与转子绕组412上端表面的两个定位412a孔配合实现软铁件414的定位。芯柱411上端从盘片414b的通孔414d穿过，在芯柱411头端加工螺纹，用螺母将软铁件414和转子绕组412固定在一起，限制软铁件414轴向移动。装配完成后，软铁件414处于定子绕组的中央。软铁件414的导磁性能非常好，当给转子绕组412上的三个线圈通入电流，在线圈的中间便产生竖直方向的磁场，此时，软铁件414的三个扇形部414a便可以通过引导相应线圈内的磁感线将磁场的方向转换为水平方向。
由于再制造过程中面对的定子绕组的直径参数将会有很多，当检测一个直径比较大的定子绕组时，如果直接进行检测，此时此装置的转子41和定子绕组之间将会有很大的间隙，而空气是不导磁的，这样到达定子绕组的磁场能量将会被极大地削弱。为此，在具体实施过程中可以如图8、图9和图10所示，通过配备不同直径尺寸的软铁件414，即调整扇形部414a端面的伸出长度，以减小转子41和定子绕组之间的间隙，从而提高到达定子绕组的磁场能量。同时，面对小直径的定子绕组，只需要把软铁件414替换成相应尺寸的即可以，在这个过程中只需松动软铁件414和转子41的芯柱411之间的螺母就可以完成，而且可以通过软铁件414上的定位柱414c实现快速准确的定位，工作效率比较高。此装置的可重构性便体现于此处，通过快速可更换的软铁件414，实现对不同直径大小的定子绕组快速有效的检测。

Claims (5)

1.一种面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，其特征在于：包括与所述定子绕组连接检测绕组参数的测试组件、固定所述定子绕组的夹持组件和为所述定子绕组增加负载的加载荷组件，所述加载荷组件包括转子和驱动转子转动的电机，所述转子包括芯柱，所述芯柱的一端设有若干转子绕组，所述转子绕组为绕有线圈的扇形导磁体，所述若干转子绕组上端设有与所述转子同步转动的软铁件，所述软铁件包括与所述转子绕组一一对应的扇形部，所述扇形部的上表面是使扇形部厚度由圆周向圆心逐渐减小的曲面，所述芯柱外套设有滑环，所述若干转子绕组的线圈与所述滑环连接，所述转子的转动轴线垂直于所述夹持组件的夹持平面，所述软铁件处于所述定子绕组的中央。
2.根据权利要求1所述的面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，其特征在于：所述转子绕组上表面设有定位孔，所述芯柱头端设有螺纹，所述软铁件包括盘片，所述扇形部设置在盘片上，所述盘片下表面设有与定位孔配合的定位柱，所述盘片中央设有通孔，所述芯柱头端穿过所述通孔，与所述螺纹配合的螺母限制所述软铁件轴向移动。
3.根据权利要求1所述的面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，其特征在于：所述定子绕组与转子绕组之间垂直方向设有非导磁板。
4.根据权利要求1所述的面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，其特征在于：所述测试组件包括接线柱、传感器和工控机，所述定子绕组的线圈通过接线柱与所述传感器连接，所述传感器采集所述定子绕组的线圈的电流和电压信号并发送至所述工控机。
5.根据权利要求1所述的面向再制造的可重构电机定子绕组检测装置，其特征在于：所述夹持组件包括丝杆和与丝杆配合的两个夹持螺母，所述两个夹持螺母的螺纹相反设置，所述夹持螺母上设置有夹持头。
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