CN106208510B - 磁悬浮电机转子部件及其在线配重方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种磁悬浮电机转子部件及其在线配重方法，磁悬浮电机转子部件包括螺栓拉杆、压紧螺母、配重螺钉、叶轮、第一磁轴承、第一位移传感器、第二磁轴承、第二位移传感器、电机转子、辅助配重盘，螺栓拉杆固定连接在电机转子左侧，叶轮套设于电机转子上，压紧螺母螺纹连接在螺栓拉杆上，辅助配重盘设于压紧螺母与叶轮之间，第一磁轴承、第一位移传感器、第二位移传感器以及第二磁轴承依次由左至右套设于电机转子上；辅助配重盘安装于叶轮与压紧螺母之间，且辅助配重盘的圆周方向上均布有若干配重螺钉孔，配重螺钉螺纹连接在该配重螺钉孔上。本发明将电机转子的振动在高速运行时减小到理想情况，有利于磁悬浮电机的安全稳定运行。

Description

磁悬浮电机转子部件及其在线配重方法
技术领域：
本发明涉及一种磁悬浮电机转子部件及其在线配重方法，其属于磁悬浮电机技术领域。
背景技术：
在电机行业，电机转子部件都需要做动平衡处理，以减小转子运行时的振动，提高电机寿命。转子动平衡常在动平衡机上进行操作，动平衡转速一般是0.3～0.5万转/分钟左右。由于普通电机的工作转速就在动平衡转速附近，因此，做过动平衡后的转子在工作时振动一般都符合要求。
近年来，随着高速电机特别是新一代高速电机—磁悬浮电机的发展，对电机转子的动平衡提出了更高的要求。高速电机的转速可达到4万转/分钟以上，但目前市场上常用的动平衡机都是低速的，转子的动平衡只能做低速动平衡。对转子动平衡的要求较高时，在低速动平衡机上操作相对比较困难。而且，即便在动平衡机上顺利完成动平衡，当电机运行到高转速时，其动平衡依然可能达不到理想情况，严重影响电机的使用寿命。
因此，却有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
发明内容：
本发明提出的磁悬浮电机转子部件及其在线配重方法，其能够有效的减少做动平衡的硬件成本，可将电机转子的振动在高速运行时减小到非常理想的情况，有利于磁悬浮电机的安全稳定运行。
本发明采用如下技术方案：一种磁悬浮电机转子部件，包括螺栓拉杆、压紧螺母、配重螺钉、叶轮、第一磁轴承、第一位移传感器、第二磁轴承、第二位移传感器、电机转子、辅助配重盘，所述螺栓拉杆固定连接在电机转子的左侧，叶轮套设于电机转子上，压紧螺母螺纹连接在螺栓拉杆上以将叶轮紧固于电机转子上，辅助配重盘设于压紧螺母与叶轮之间，第一磁轴承、第一位移传感器、第二位移传感器以及第二磁轴承依次由左至右套设于电机转子上；
所述辅助配重盘安装于叶轮与压紧螺母之间，且辅助配重盘的圆周方向上均布有若干配重螺钉孔，配重螺钉螺纹连接在该配重螺钉孔上。
进一步地，所述叶轮上设有去重环。
所述电机转子的右侧设有尾部配重螺钉孔。
本发明还采用如下技术方案：一种磁悬浮电机转子部件在线配重方法，包括如下步骤：
1)在叶轮与压紧螺母之间安装辅助配重盘，在辅助配重盘的圆周方向上均布有若干配重螺钉孔；
2)开机后，逐步升高磁悬浮电机的转速，通过第一位移传感器的输出信号实时观察电机转子前端的振动情况，转子振动幅值会随着转速升高逐步变大，直至转子振动接近额定幅值的1.5倍时，记录此时磁悬浮电机的转速；
3)将磁悬浮电机转速降为零，将一颗配重螺钉分四次固定在辅助配重盘中任意四个不同角度且相互垂直的配重螺钉孔中，且每固定一次配重螺钉后，将磁悬浮电机运行至步骤2)中记录的转速，分别记下电机转子前端在四个不同角度时的振动幅值；
4)比较上述四个振动幅值大小，根据插值法判断振动幅值最小的配重角度，则此角度为最佳配重角度；
5)在最佳配重角度分别配0.9倍和1.1倍额定重量的配重螺钉，并将电机运行至步骤2)中记录的转速，分别记下两次电机转子前端的振动幅值；
6)通过两次振动幅值比较，按照振动幅值减小的方向，继续增加或减少配重，直至电机转子前端振动幅值小于额定振动幅值；
7)逐步提升转速，电机转子前端的振动幅值会继续增加，直至振动接近1.5倍额定振动幅值或转速达到工作转速，如果振动接近1.5倍额定振动幅值，则继续在该角度增加或减少配重，最终达到在工作转速时电机转子前端振动幅值小于额定幅值；
8)记下辅助配重盘和叶轮的安装角度，并将其拆下，根据半径与配重乘积相等方法计算出在去重环上的去重重量，在去重环上与最佳配重角度呈180°的角度位置打磨掉计算得到的去重重量，再将叶轮装回，电机转子前端的动平衡就完成了；
9)用同样的方法，通过第二位移传感器对电机转子的尾部进行配重，此时，通过直接在电机转子的尾部配重螺钉孔内安装配重螺钉进行配重，最终完成整个电机转子的高速动平衡。
本发明具有如下有益效果：磁悬浮电机自身带有位移传感器和高速电机，在不附加任何其他传感器的情况下，可对转子的振动情况进行实时监控。本发明磁悬浮电机转子部件在线配重方法，结合磁悬浮电机自身特点，可在电机安装完毕后，无需辅助传感器，直接在电机上进行动平衡配重操作，无需将电机转子拆出，减少做动平衡的硬件成本，可将电机转子的振动在高速运行时减小到非常理想的情况，有利于磁悬浮电机的安全稳定运行
附图说明：
图1为本发明磁悬浮电机转子部件轴向剖视图。
图2为图1所示磁悬浮电机转子部件的侧视图。
图3为本发明配重孔角度分布示意图。
具体实施方式：
请参照图1和图2所示，本发明磁悬浮电机转子部件，包括螺栓拉杆1、压紧螺母2、配重螺钉3、叶轮4、第一磁轴承6、第一位移传感器7、第二磁轴承9、第二位移传感器10、电机转子11、辅助配重盘12，所述螺栓拉杆1固定连接在电机转子11的左侧，叶轮4套设于电机转子11上，压紧螺母2螺纹连接在螺栓拉杆1上以将叶轮4紧固于电机转子11上，辅助配重盘12设于压紧螺母2与叶轮4之间，第一磁轴承6、第一位移传感器7、第二位移传感器10以及第二磁轴承9依次由左至右套设于电机转子11上。
其中辅助配重盘12安装于叶轮4与压紧螺母2之间，且辅助配重盘12的圆周方向上均布有若干配重螺钉孔13，配重螺钉3螺纹连接在该配重螺钉孔13上。在叶轮4上设有去重环5，电机转子11的右侧设有尾部配重螺钉孔8。
本发明磁悬浮电机转子部件在线配重方法，包括如下步骤：
1)在叶轮4与压紧螺母2之间安装辅助配重盘12，在辅助配重盘12的圆周方向上均布有若干配重螺钉孔13；
2)开机后，逐步升高磁悬浮电机的转速，通过第一位移传感器7的输出信号实时观察电机转子11前端的振动情况，转子振动幅值会随着转速升高逐步变大，直至转子振动接近额定幅值的1.5倍时，记录此时磁悬浮电机的转速；
3)将磁悬浮电机转速降为零，将一颗配重螺钉3分四次固定在辅助配重盘12中任意四个不同角度且相互垂直的配重螺钉孔13中，例如图3所示中的A、B、C、D四个孔中，且每固定一次配重螺钉3后将磁悬浮电机运行至步骤2)中记录的转速，分别记下配重螺钉在A、B、C、D四个孔时电机转子11前端的振动幅值；
4)比较上述四个振动幅值，按照如下方法判断最佳配重角度。例如，配重螺钉3固定在A孔时的振动幅值最小，在C孔时最大，而在B和D孔时相等，则最佳配重角度为A；如果在A孔时的振动幅值最小，在C孔时最大，而在B孔时比在D孔时振动幅值小，则最佳配重角度为E孔；如果在A孔时和在B孔时振动幅值相等且都较小，而在C和D孔时相等且较大，则最佳配重角度为F孔；如果在A孔时的振动幅值最小，在C孔时最大，而在B孔时比在D孔时振动幅值大，则最佳配重角度为G孔。如果配重螺钉3在四个角度时电机转子11的振动幅值相差不大，则说明配重螺钉重量过轻，将配重螺钉更换为1.1倍额定重量的配重螺钉重复上述步骤；
5)在最佳配重角度分别配0.9倍和1.1倍额定重量的配重螺钉3，并将电机运行至步骤2)中记录的转速，分别记下两次电机转子前端的振动幅值；
6)通过两次振动幅值比较，按照振动幅值减小的方向，继续增加或减少配重，直至电机转子前端振动幅值小于额定振动幅值，例如配重螺钉3减轻到0.9倍额定重量时电机转子11的振动幅值减小，则继续将配重螺钉3的重量减轻至0.8倍或0.7倍额定重量，直到转子振动幅值减小到小于额定振动幅值；
7)逐步提升转速，转子振动幅值会继续增加，直至振动接近1.5倍额定振动幅值或转速达到工作转速，如果振动接近1.5倍额定振动幅值，则继续在该角度增加或减少配重，最终达到在工作转速时电机转子前端振动小于额定幅值；
8)记下辅助配重盘12和叶轮4的安装角度，并将其拆下，根据半径与配重乘积相等方法计算出去重重量，在去重环5上与最佳配重角度呈180°的角度位置打磨掉计算得到的去重重量，再将叶轮4装回，电机转子11前端的动平衡就完成了；
9)用同样的方法，通过第二位移传感器10对电机转子11的尾部进行配重，此时，不需要辅助配重盘12和打磨去重，可直接在电机转子11的尾部配重螺钉孔8内安装配重螺钉3进行配重，最终完成整个电机转子的高速动平衡。
本发明磁悬浮电机转子部件在线配重方法中配重是在线高速配重，无需将整个电机转子拆出，且配重过程利用磁悬浮电机转子部件本身自带的位移传感器，无需角度或振动传感器，同时配重过程利用磁悬浮电机驱动，无需其它动力驱动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种磁悬浮电机转子部件，其特征在于：包括螺栓拉杆(1)、压紧螺母(2)、配重螺钉(3)、叶轮(4)、第一磁轴承(6)、第一位移传感器(7)、第二磁轴承(9)、第二位移传感器(10)、电机转子(11)、辅助配重盘(12)，所述螺栓拉杆(1)固定连接在电机转子(11)的左侧，叶轮(4)套设于电机转子(11)上，压紧螺母(2)螺纹连接在螺栓拉杆(1)上以将叶轮(4)紧固于电机转子(11)上，辅助配重盘(12)设于压紧螺母(2)与叶轮(4)之间，第一磁轴承(6)、第一位移传感器(7)、第二位移传感器(10)以及第二磁轴承(9)依次由左至右套设于电机转子(11)上；
所述辅助配重盘(12)安装于叶轮(4)与压紧螺母(2)之间，且辅助配重盘(12)的圆周方向上均布有若干配重螺钉孔(13)，配重螺钉(3)螺纹连接在该配重螺钉孔(13)上。
2.如权利要求1所述的磁悬浮电机转子部件，其特征在于：所述叶轮(4)上设有去重环(5)。
3.如权利要求2所述的磁悬浮电机转子部件，其特征在于：所述电机转子(11)的右侧设有尾部配重螺钉孔(8)。
4.一种磁悬浮电机转子部件在线配重方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)在叶轮(4)与压紧螺母(2)之间安装辅助配重盘(12)，在辅助配重盘(12)的圆周方向上均布有若干配重螺钉孔(13)；
2)开机后，逐步升高磁悬浮电机的转速，通过第一位移传感器(7)的输出信号实时观察电机转子(11)前端的振动情况，转子振动幅值会随着转速升高逐步变大，直至转子振动接近额定幅值的1.5倍时，记录此时磁悬浮电机的转速；
3)将磁悬浮电机转速降为零，将一颗配重螺钉(3)分四次固定在辅助配重盘(12)中任意四个不同角度且相互垂直的配重螺钉孔(13)中，且每固定一次配重螺钉(3)后，将磁悬浮电机运行至步骤2)中记录的转速，分别记下电机转子(11)前端在四个不同角度时的振动幅值；
4)比较上述四个振动幅值大小，根据插值法判断振动幅值最小的配重角度，则此角度为最佳配重角度；
5)在最佳配重角度分别配0.9倍和1.1倍额定重量的配重螺钉(3)，并将电机运行至步骤2)中记录的转速，分别记下两次电机转子(11)前端的振动幅值；
6)通过两次振动幅值比较，按照振动幅值减小的方向，继续增加或减少配重，直至电机转子(11)前端振动幅值小于额定振动幅值；
7)逐步提升转速，电机转子(11)前端的振动幅值会继续增加，直至振动接近1.5倍额定振动幅值或转速达到工作转速，如果振动接近1.5倍额定振动幅值，则继续在该角度增加或减少配重，最终达到在工作转速时电机转子前端振动幅值小于额定幅值；
8)记下辅助配重盘(12)和叶轮(4)的安装角度，并将其拆下，根据半径与配重乘积相等方法计算出在去重环上的去重重量，在去重环(5)上与最佳配重角度呈180°的角度位置打磨掉计算得到的去重重量，再将叶轮(4)装回，电机转子(11)前端的动平衡就完成了；
9)用同样的方法，通过第二位移传感器(10)对电机转子(11)的尾部进行配重，此时，通过直接在电机转子(11)的尾部配重螺钉孔(8)内安装配重螺钉(3)进行配重，最终完成整个电机转子的高速动平衡。
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