CN110824394A - 一种发电机磁钢性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于发电机测试技术领域，特别涉及一种发电机磁钢性能检测装置。所述装置包括转轴与衬套，转轴的前端连接有磁钢组件，转轴的后端与拖动台的输出轴键连接，转轴的中间部分通过轴承安装在外套内，外套的前端连接有定子安装盘，外套的后端连接拖动台，定子安装盘用于与永磁机定子组件的止口配合连接；衬套的内环通过键固定套接在所述转轴的前端，衬套的外环设置有键槽，用于安装被测的磁钢组件，磁钢组件安装到衬套上并被带动旋转时，永磁机定子组件的绕组能够切割磁钢组件产生的磁场，从而对磁钢性能进行检测。该检测装置操作方便、省时省力，提高了生产效率，降低了制造成本，减轻了操作人员的劳动强度。

Description

一种发电机磁钢性能检测装置

技术领域

本申请属于发电机测试技术领域，特别涉及一种发电机磁钢性能检测装置。

背景技术

航空电机制造业中，对三级交流发电机总装配完成之后，必须100％的进行性能试验以判定整机是否符合设计要求。一般情况下，三级发电机的第一级为永磁机，第二级为励磁机，第三级为主发电机。

图1所示为某航空三级交流发电机(以下简称电机)的结构简图，其中，1为电机本体，2为磁钢组件，3为永磁机定子组件，作为第一级的永磁机，其转子是一种磁钢组件，参考图2，磁钢组件的L2-1处是通体键槽，φ2-1处是通孔，装配时，通过键连接的方式与电机转子装成一体，当拖动台或发动机拖动转子旋转后，该磁钢产生旋转磁场，固定在定子上的永磁机定子绕组切割该磁场后，在绕组中产生第一级发电。该电将作为第二级的励磁机输入，第二级输出后以激励第三级发电。所以第一级转子上的磁钢组件是整体发电机能量的来源，该磁钢的性能是否符合要求是一台三级交流发电机能否达标的重要判定依据。

现行对于磁钢性能的检测是将磁钢装于电机转子上，完成发电机总装之后进行整机试验，若永磁机电压不合格，需将发电机分解，拆下性能不合格的磁钢组件，更换新的磁钢组件之后，再次试验，直至合格，整体过程与磁钢质量的一致性密切相关，对于性能良好的磁钢，反复次数较少，性能差异较大的磁钢则需反复多次，反复拆装中，较多紧固件因变形、破损等原因将不能重复使用，从而造成了生产周期的拖延及零组件报废的问题。

传统磁钢性能检测方法最大问题的是：仅适合研发阶段小批量生产，对于大批量的生产费工费时，生产效率较低，零组件报废量大，制造成本高，弊端明显。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种发电机磁钢性能检测装置，用来完成航空三级交流发电机磁钢的性能检测，以保证对即将装入发电机的磁钢性能做出准确评判，避免拆装造成的重复性工作及零组件报废，所述装置包括：

转轴，沿轴向包括前端与后端，转轴的前端连接有磁钢组件，转轴的后端与拖动台的输出轴键连接，转轴的中间部分通过轴承安装在外套内，所述外套的前端连接有定子安装盘，所述外套的后端连接所述拖动台，所述定子安装盘用于与永磁机定子组件的止口配合连接；

衬套，其内环通过键固定套接在所述转轴的前端，衬套的外环设置有键槽，用于安装被测的磁钢组件，所述磁钢组件安装到衬套上并被带动旋转时，所述永磁机定子组件的绕组能够切割磁钢组件产生的磁场，通过所述永磁机定子组件的输出线输出电压检测磁钢性能。

优选的是，所述转轴的中间部分包括一外径变大的限位盘，所述限位盘的前端形成的台阶面用于对所述衬套限位，所述限位盘的后端形成的台阶面用于对所述轴承限位。

优选的是，所述轴承包括前轴承及后轴承，两个轴承之间设置有内环及外环，所述内环套接在所述转轴上，用于对两个轴承的轴承内环支撑限位，所述外环套接在所述外套内，用于对两个轴承的轴承外环支撑限位，所述限位盘位于所述前轴承的前端。

优选的是，所述后轴承的后端通过螺接在转轴上的螺母进行轴向限位。

优选的是，所述转轴在安装螺母处设置有键槽，带内齿的止动垫圈安装在该键槽处，通过在止动垫圈与所述螺母上安装保险丝对所述螺母进行固定。

优选的是，所述转轴的限位盘前端设置有螺纹，通过压紧螺钉将所述磁钢组件及衬套轴向限位。

优选的是，所述定子安装盘的前端及后端均设置有同心的台阶面，通过前端的台阶面与永磁机定子组件的外圆止口配合，通过后端的台阶面与外套的内孔止口配合。

优选的是，所述外套的后端通过法兰盘连接所述拖动台。

本申请提供的发电机磁钢性能检测装置适合大批量磁钢组件检测，将待检测的磁钢组件在该装置上先行检测，合格之后的再装入整机，对性能不合格的磁钢组件提前剔除，不必逐台装成整机检测，可有效的减少重复性工作，提高工作效率，降低制造成本，而且可有效减轻操作人员的劳动强度。

附图说明

图1是某航空三级交流发电机结构简图。

图2是磁钢组件结构示意图。

图3是本申请发电机磁钢性能检测装置的一实施方式的结构示意图。

图4是本申请图3所示实施例的定子安装盘结构示意图。

图5是本申请图2所示实施例的转轴结构示意图。

图6是本申请图5所示实施例的A-A剖示意图。

图7是本申请图5所示实施例的B-B剖示意图。

其中，1-电机本体、2-磁钢组件、3-永磁机定子组件、4-定子安装盘、5-螺钉、6-外套、7-外环、8-法兰盘、9-螺母、10-拖动台、11螺钉、12-螺母、13-止动垫圈、14-后轴承、15-内环、16-前轴承、17-螺钉、18-转轴、19-键、20-压紧螺钉、21-衬套、22-键、A-永磁机定子出线。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本发明在于提供一种发电机磁钢性能检测装置，如图3所示，为方便描述，规定左侧为前端，右侧为后端，适用于所有零部件，本申请的检测装置包括：

转轴18，沿轴向包括前端与后端，转轴18的前端连接有磁钢组件2，转轴18的后端与拖动台10的输出轴键连接，转轴18的中间部分通过轴承安装在外套6内，所述外套6的前端连接有定子安装盘4，所述外套6的后端连接所述拖动台10，所述定子安装盘4用于与永磁机定子组件3的止口配合连接；

衬套21，其内环通过键19固定套接在所述转轴18的前端，衬套21的外环设置有键槽，用于安装被测的磁钢组件2，所述磁钢组件2安装到衬套21上并被带动旋转时，所述永磁机定子组件3的绕组能够切割磁钢组件2产生的磁场，通过所述永磁机定子组件3的输出线输出电压检测磁钢性能。

本申请中，拖动台10为原有的设备，提供转动力，螺钉/弹性垫圈、螺母/平垫圈、止动垫圈13、前轴承16、后轴承14、键19、键22均属于标准件，市面可购，其它零组件见下述描述。其中，拖动台10具有内花键(渐开线)结构，以及具有内止口，用于与外部设备同心对接，并通过多处均布的螺柱与外部设备连接。

图4为定子安装盘，所述定子安装盘4的前端及后端均设置有同心的台阶面，通过前端的台阶面与永磁机定子组件3的外圆止口配合，通过后端的台阶面与外套6的内孔止口配合，实现同心定位。

本申请中，所述外套6的后端通过法兰盘8连接所述拖动台10。法兰盘8用来实现整套装置与拖动台的连接，通过前端外圆止口与外套的内孔处配合，实现同心定位；通过后端的外圆止口与拖动台的内孔处配合，实现同心定位；法兰盘8还具有多处均布的通孔，通过螺钉11连接外套6通过螺母9连接拖动台。

在一些可选实施方式中，如图5所示，所述转轴的中间部分包括一外径变大的限位盘，所述限位盘的前端形成的台阶面用于对所述衬套21限位，所述限位盘的后端形成的台阶面用于对所述轴承限位。结合图3，所述轴承包括前轴承16及后轴承14，两个轴承之间设置有内环15及外环7，所述内环15套接在所述转轴18上，用于对两个轴承的轴承内环支撑限位，所述外环7套接在所述外套内，用于对两个轴承的轴承外环支撑限位，所述限位盘位于所述前轴承16的前端。本申请中，所述后轴承14的后端通过螺接在转轴18上的螺母12进行轴向限位。

参考图6，所述转轴18在安装螺母12处设置有键槽，带内齿的止动垫圈13安装在该键槽处，通过在止动垫圈13与所述螺母12上安装保险丝对所述螺母进行固定。

本申请中，转轴18是本整套装置的旋转部件，如图5-7所示，该件φ18-1处设有键槽L18-9用来安装衬套21，通过键19实现连接；所示M18-1螺纹部位用来装配压紧螺钉20起到压紧(被测)磁钢组件2的作用。φ18-3处的两端分别安装两件轴承14/16，两件轴承中间安装内环15；所示M18-2螺纹部位用来装配止动垫圈13和特型螺母12，M18-2螺纹部位的槽用来避让放置止动垫圈13的内齿；φ18-6、φ18-7、φ18-8部位组成的外花键(渐开线)在拖动台的内花键处安装。

本申请中所述转轴18的限位盘前端设置有螺纹，通过压紧螺钉20将所述磁钢组件2及衬套21轴向限位。压紧螺钉20设计成外六方，方便操作时扳手使力。

本申请的一个应用示例如下。

某型号研制的XXX电机最初C、S型小批量生产过程中，磁钢性能检测采用原有的整机检测方式，但转为D型进入批产状态，原有的工艺方法已不能满足生产需求。而通过本申请则能够实现D型产品的磁钢性能检测，具体使用说明如下：

第一步：加工零组件并购置标准件；

第二步：将所有零组件及标准件按类似于图3所示装配成套(相比于图3，此时未安装压紧螺钉20、键22及待测的磁钢组件2)；

第三步：将装置装配在拖动台上；

第四步：将(被测)磁钢组件通过键22装在衬套上，用压紧螺钉20固紧；

第五步：测试(当拖动台拖动转子旋转后，被测磁钢产生旋转磁场，固定的(工艺)永磁机定子绕组切割该磁场后，在绕组中产生电压，检测该电压的数据即可)；

第六步：松开压紧螺钉，拆下已测试的(被测)磁钢组件；

第七步：再按第四步装另一件测试。

……多台次，大批量测试。

本专利所确定的检测装置，操作方便、省时省力，使从事电机检测的操作人员提高了生产效率，可有效的减少重复性的拆、装工作，提高了检测效率，降低了制造成本，减轻了操作人员的劳动强度。

针对不同的被测磁钢组件，只需改变相应的接口工艺永磁机定子即可，较易实现生产过程中的快速换型，该检测装置可实现系列化。易于推广应用，具有较大的实用价值。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，包括：

转轴(18)，沿轴向包括前端与后端，转轴(18)的前端连接有磁钢组件(2)，转轴(18)的后端与拖动台(10)的输出轴键连接，转轴(18)的中间部分通过轴承安装在外套(6)内，所述外套(6)的前端连接有定子安装盘(4)，所述外套(6)的后端连接所述拖动台(10)，所述定子安装盘(4)用于与永磁机定子组件(3)的止口配合连接；

衬套(21)，其内环通过键(19)固定套接在所述转轴(18)的前端，衬套(21)的外环设置有键槽，用于安装被测的磁钢组件(2)，所述磁钢组件(2)安装到衬套(21)上并被带动旋转时，所述永磁机定子组件(3)的绕组能够切割磁钢组件(2)产生的磁场，通过所述永磁机定子组件(3)的输出线输出电压检测磁钢性能。

2.根据权利要求1所述的发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，所述转轴的中间部分包括一外径变大的限位盘，所述限位盘的前端形成的台阶面用于对所述衬套(21)限位，所述限位盘的后端形成的台阶面用于对所述轴承限位。

3.根据权利要求2所述的发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，所述轴承包括前轴承(16)及后轴承(14)，两个轴承之间设置有内环(15)及外环(7)，所述内环(15)套接在所述转轴(18)上，用于对两个轴承的轴承内环支撑限位，所述外环(7)套接在所述外套内，用于对两个轴承的轴承外环支撑限位，所述限位盘位于所述前轴承(16)的前端。

4.根据权利要求3所述的发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，所述后轴承(14)的后端通过螺接在转轴(18)上的螺母(12)进行轴向限位。

5.根据权利要求4所述的发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，所述转轴(18)在安装螺母(12)处设置有键槽，带内齿的止动垫圈(13)安装在该键槽处，通过在止动垫圈(13)与所述螺母(12)上安装保险丝对所述螺母进行固定。

6.根据权利要求2所述的发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，所述转轴(18)的限位盘前端设置有螺纹，通过压紧螺钉(20)将所述磁钢组件(2)及衬套(21)轴向限位。

7.根据权利要求1所述的发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，所述定子安装盘(4)的前端及后端均设置有同心的台阶面，通过前端的台阶面与永磁机定子组件(3)的外圆止口配合，通过后端的台阶面与外套(6)的内孔止口配合。

8.根据权利要求1所述的发电机磁钢性能检测装置，其特征在于，所述外套(6)的后端通过法兰盘(8)连接所述拖动台(10)。

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