CN106546932A - 测试过盈配合对电机铁心轭部性能影响的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电机技术领域，涉及一种测试过盈配合对电机铁心轭部性能影响的装置，包括固定环、线圈环和调节环构成的用以模拟过盈配合的夹具，将定子铁心嵌入夹具内，并通过调节夹具开口大小可以得到多种过盈量。利用实验方法测量上述装置的磁化和损耗性能，可以得到不同过盈量对定子铁心轭部磁化和损耗性能的影响规律，为不同类型铁心过盈量的合理选取提供依据。本发明结构简单，操作方便，适用于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，主要涉及测试过盈配合对电机铁心轭部性能影响的装置，特别是涉及一种用于测量过盈配合加工对电机铁心轭部磁化和损耗性能影响的装置。
背景技术
径向磁通电机定子铁心和机壳的连接方式通常为过盈配合连接。
过盈配合工艺在电机定子铁心轭部引入压力，改变了铁心原有的性能，使其磁化和损耗特性恶化，尤其是当电机定子铁心采用薄电工钢片制成，其恶化程度尤为严重。
过盈配合加工后，电机定子铁心轭部导磁性能下降，损耗密度增加，电机效率降低，温升升高。
目前对电机铁心性能的测试仅停留在测试单片铁心和加工后整个铁心磁化和损耗曲线阶段。对于由过盈配合加工引起的铁心磁化和损耗性能的变化的测试，由于缺少相应的测量装置，很难实施。
发明内容
发明目的
为了克服上述现有技术中存在的诸多问题，本发明目的是提供一种用于测量过盈配合对电机铁心磁化和损耗性能影响的实验装置。该装置安装方便，实验操作简单，可灵活模拟多种过盈量情况的过盈配合，并可分别对不同过盈量时铁心磁化和损耗性能的变化关系进行实验对比分析。
技术方案
一种测试过盈配合对电机铁心轭部性能影响的装置，其特征在于：该装置主要由固定环、两个线圈环、和调节环组成；固定环的一端与一个线圈环的一端通过燕尾槽单向连接，所述线圈环的另一端与调节环的一端通过燕尾槽单向连接，调节环的另一端与另一个线圈环的一端通过燕尾槽单向连接，所述另一个线圈环的另一端与固定环的另一端通过燕尾槽单向连接；调节环具有开口，开口部分通过可调节的锁紧机构固定连接。
两个线圈环一个用于缠绕激励线圈，另一个用于缠绕测试线圈，用于缠绕激励线圈和测试线圈的线圈环均采用镂空式结构。
调节环的开口大小通过可调节的锁紧机构进行调节，可调节的锁紧机构采用螺栓和螺母。
固定环、线圈环、调节环均采用非导磁材料制造而成。
优点及效果
本发明的有益效果是：
通过调整调节环的开口大小可以在不损伤铁心的情况下模拟出多种过盈量的影响，而且该装置可以反复使用。
线圈环采用镂空式结构，可以有效阻断装置内涡流，降低由装置内感生的涡流损耗引起的误差，测试结果更为准确。
利用实测出的过盈配合情况下电机铁心的磁化和损耗性能数据，可为电机设计时结构参数的优化设计以及铁心装配过程中过盈量的合理选取提供参考依据，有利于设计出具有更高效率的电机。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为固定环结构示意图。
图3为线圈环结构示意图。
图4为调节环结构示意图。
图5为测试过盈配合对铁心轭部磁化和损耗性能影响的实验原理图。
附图标记说明：
图中：1为固定环、2为线圈环、3为调节环、4为螺栓、5为螺母、6为被测铁心、7为激励线圈、8为测试线圈、9为功率表、10为电流表、11为电压表、12为调压器。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1-图4所示，本发明提出了一种测试过盈配合对电机铁心轭部性能影响的装置，该装置主要由固定环1、两个线圈环2、和调节环3组成；固定环1的一端与一个线圈环2的一端通过燕尾槽单向连接，所述线圈环2的另一端与调节环3的一端通过燕尾槽单向连接，调节环3的另一端与另一个线圈环2的一端通过燕尾槽单向连接，所述另一个线圈环2的另一端与固定环1的另一端通过燕尾槽单向连接；调节环3具有开口，开口部分通过可调节的锁紧机构固定连接。采用分段式结构的原因是装置中固定环、线圈环、调节环根据自己的特点以及用途需采用各自特殊结构，如线圈环镂空、调节环开口，分段设置可以方便不同环各自的加工。
两个线圈环2一个用于缠绕激励线圈7，另一个用于缠绕测试线圈8，用于缠绕激励线圈的线圈环2和用于缠绕测试线圈的线圈环2均采用镂空式结构。线圈环与激励和测试线圈直接接触，线圈内的电流变化会在装置内感生一部分涡流。当线圈环采用镂空式结构时，可有效阻断涡流回路，大大降低由装置内感生涡流引起的测量误差。
调节环3采用开口设计，并且的开口大小通过可调节的锁紧机构进行调节，可调节的锁紧机构可以采用螺栓4和螺母5。采用开口设计，并且开口大小可调节的目的是通过调节开口的大小，可以实现调节装置内圆大小，从而可以模拟出多种过盈量的配合工艺，装置灵活性更强。
固定环1、线圈环2、调节环3均采用非导磁材料制造而成。若该装置采用导磁材料制成，在装置内部将会形成磁通回路，进而感生出涡流，这会引起铁心性能测试数值的误差，采用非导磁材料可以避免上述误差的产生。
如图5所示，整个测量系统还包括被测铁心6、激励线圈7、测试线圈8、功率表9、电流表10、电压表11、调压器12。
固定环1的两端分别以燕尾槽单向连接的方式与两个线圈环2相连，调节环3同样以燕尾槽单向连接的方式与两个线圈环2的另一端相连构成夹具，调节环3的可调节锁紧机构采用螺栓4和螺母5。待测铁心6放入由固定环1、线圈环2、调节环3构成的夹具中，分别在两个线圈环2位置缠绕激励线圈7和测试线圈8。激励线圈7与功率表9、电流表10以及调压器12相连，调压器12接入电网，测试线圈8与电压表11相连。
本发明工作过程如下：
如图1所示拼接固定环1、线圈环2、调节环3，形成夹具，并将加工后的待测定子铁心嵌入到由固定环1、线圈环2和调节环3相互连接构成的夹具中。
在模拟过盈配合加工时，根据被测铁心外径以及所需过盈量计算得出夹具的内径和相应的内圆周长，通过螺栓4和螺母5调节夹具开口大小，以达到所需内圆周长。
调节好所需过盈量后，在夹具和被测铁心6组成的机构的原边和副边分别绕制激励线圈7和测试线圈8。
激励线圈7分别与调压器12、功率表9、电流表10连接，通过调节调压器12来给夹具和被测铁心6组成的机构励磁。利用功率表9记录输入功率P 1，利用电流表10记录电流I 1值。
测试线圈8与电压表11连接，记录测试线圈8的感应电动势U 2。
根据电磁感应定律，被测定子铁心轭部磁密幅值的计算式为：
B m=U 2/4.44f S c N 2
其中，f 为频率，S c为定子铁心轭部截面积，N 2为测试线圈8的匝数。
定子铁心内磁场强度的计算式为：
其中，N 1为激励线圈7的匝数，I 1为激励电流，l 为铁心磁路平均长度。
忽略次级回路中仪表消耗的功率，铁心试样的总损耗计算式为：
其中，P c为试样总损耗；P 1为激励线圈输入功率；R 1为激励线圈电阻。
则非晶合金铁心试样损耗密度可表示为：
其中，m 为环形铁心试样质量。
本发明在测试时，可通过调整调节环3中螺栓4和螺母5来控制过盈量，测量不同过盈量情况下过盈配合对电机铁心轭部磁化和损耗性能的影响规律，从而达到合理选择过盈量的目的。
Claims (4)
1.一种测试过盈配合对电机铁心轭部性能影响的装置，其特征在于：该装置主要由固定环（1）、两个线圈环（2）、和调节环（3）组成；固定环（1）的一端与一个线圈环（2）的一端通过燕尾槽单向连接，所述线圈环（2）的另一端与调节环（3）的一端通过燕尾槽单向连接，调节环（3）的另一端与另一个线圈环（2）的一端通过燕尾槽单向连接，所述另一个线圈环（2）的另一端与固定环（1）的另一端通过燕尾槽单向连接；调节环（3）具有开口，开口部分通过可调节的锁紧机构固定连接。
2.根据权利要求1所述的测试过盈配合对电机铁心轭部性能影响的装置，其特征在于：两个线圈环（2）一个用于缠绕激励线圈（7），另一个用于缠绕测试线圈（8），用于缠绕激励线圈和测试线圈的线圈环（2）均采用镂空式结构。
3.根据权利要求1所述的用于测试过盈配合对电机铁心轭部磁化和损耗性能影响的装置，其特征在于：调节环（3）的开口大小通过可调节的锁紧机构进行调节，可调节的锁紧机构采用螺栓（4）和螺母（5）。
4.根据权利要求1所述的用于测试过盈配合对电机铁心轭部磁化和损耗性能影响的装置，其特征在于：固定环（1）、线圈环（2）、调节环（3）均采用非导磁材料制造而成。
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