CN113676013A - 一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法 - Google Patents

Abstract

一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法如下：第一.事先制作填平键以及动平衡校准键；第二.永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准步骤如下：步骤一.将电机转子的第一键槽装配第一填平键，第二键槽装配动平衡校准键；步骤二.对步骤一得到的电机转子根据转子初始重心偏移量，做静平衡校准；步骤三.对步骤二得到的电机转子做动平衡校准；步骤四.将步骤三得到的电机转子中的动平衡校准键替换成标准平键，再安装上制动器法兰以及制动器转子，并取下第一填平键，最后获得动平衡校准后带制动器的电机转子。本发明能够有效规避由于安装了制动器而带来的二次不平衡影响。

Description

一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法

技术领域

本发明涉及永磁变桨电机动平衡技术领域，具体涉及一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法。

背景技术

电机转子在旋转过程中，因重心偏离轴线将产生离心力，电机转速越快离心力越大，导致电机转子旋转过程中产生振动，还会影响轴承寿命。因此需要对电机转子进行校准，使其重心位于轴线上。

变桨电机内部配带有电磁制动器，一般校准动平衡方法是在轴伸端以及非轴伸端安装半圆形平键，然后对电机转子前后端板进行去重校准。而在实际运行中，制动器转子与电机转子通过普通平键安装固定，一起进行旋转。因此单独对电机转子进行动平衡是不够的，在安装制动器转子后，会产生新的不平衡量。另一种校准动平衡方法是安装制动器转子后，利用平衡泥在转子前后端板进行加重动平衡。安装制动器转子后，因制动器法兰距离转子后端板距离很近，没有钻头钻孔空间，无法进行去重操作。使用平衡泥加重时，长时间平衡泥会逐渐老化，加上风机内部振动等，平衡泥会面临脱落的风险。实际生产中，已经出现多起因平衡泥脱落导致电机烧机案例，越来越多公司放弃使用平衡泥的工艺。

仅校准电机转子动平衡，安装制动器转子不平衡量会产生差异，导致电机转子不平衡精度下降。而安装制动器转子后因干涉无法进行钻孔去重。针对于此种永磁变桨电机转子，需要一种新型的去重动平衡方案。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法，

所述永磁变桨电机包括电机转子以及制动器；所述电机转子的两端分别设置有可供动平衡校准时去重的转子前端板以及转子后端板；所述电机转子具有轴伸端以及非轴伸端，所述制动器定位安装在非轴伸端，所述轴伸端上开设有第一键槽，所述非轴伸端开设有第二键槽，所述非轴伸端设有轴肩；所述制动器通过一标准平键与所述第二键槽相配合装配于所述电机转子；所述制动器包括制动器法兰以及制动器转子，所述制动器法兰上开设有安装槽，所述制动器法兰通过所述安装槽与所述标准平键的相配合，所述标准平键与所述第二键槽相配合装配于所述电机转子非轴伸端上；

所述永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法如下：

第一.事先制作填平键以及动平衡校准键，以供动平衡校准时使用；

所述填平键分为第一填平键以及第二填平键；

所述第一填平键用来匹配所述第一键槽缺失的质量和缺失的形状，所述第一填平键的质量为所述轴伸端在所述第一键槽缺失的质量，以使所述第一填平键安装于所述第一键槽时，所述第一键槽被填平且所述轴伸端的质量均匀分布；

所述第二填平键用来匹配所述第二键槽缺失的质量和缺失的形状，所述第一填平键的质量为所述非轴伸端在所述第二键槽缺失的质量，以使所述第二填平键安装于所述第二键槽时，所述第二键槽被填平且所述非轴伸端的质量均匀分布；

所述动平衡校准键由第一键体以及第二键体构成，所述第一键体用来匹配所述第二键槽缺失的质量和缺失的形状，所述第二键体用来匹配所述制动器法兰的所述安装槽缺失的形状；

所述动平衡校准键质量的计算过程如下：

第一步.将所述电机转子的所述第一键槽装配所述第一填平键，所述第二键槽装配所述第二填平键，通过质量累加计算所述电机转子的总质量，然后利用具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件来计算装配第一填平键和第二填平键之后的电机转子的总质量和电机转子的重心偏移量，或者采用人工计算方式来获得装配第一填平键和第二填平键之后的电机转子的总质量和电机转子的重心偏移量;

第二步.对所述转子前端板和所述转子后端板进行打孔去重直至所述电机转子的重心与所述电机转子的旋转轴线相重合；

第三步.将所述第二填平键替换成所述标准平键，将所述制动器转子通过所述制动器法兰以及所述标准平键装配于所述电机转子上，利用所述具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件计算带制动器的电机转子的总质量，或者采用人工计算方式来获得所述带制动器的电机转子的总质量；

第四步.利用所述具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件来计算所述带制动器的电机转子的重心偏移量，或者采用人工计算方式来获得所述带制动器的电机转子的重心偏移量；

第五步.将所述永磁变桨电机的重心偏移量、永磁变桨电机的总质量、制动器法兰的半径代入不平衡量公式，获得所述不平衡量；

所述不平衡量公式为：

其中，m为不平衡量，M为永磁变桨电机总质量， x和y分别为重心在x轴和y轴的偏移量，R为制动器法兰安装轴孔的半径；

第六步.将所述不平衡量补偿到所述第二填平键上，获得所述动平衡校准键的质量；

第二. 所述永磁变桨电机的动平衡校准步骤如下 ：

步骤一.将所述电机转子的第一键槽装配所述第一填平键，所述第二键槽装配所述动平衡校准键；

步骤二.对步骤一得到的电机转子，根据转子初始重心偏移量做静平衡校准，具体是在所述轴肩沿所述第二键槽开口方向的一侧进行切除去重，直至所述电机转子的重心与所述电机转子的轴线相重合，以使所述电机转子处于静平衡状态；

步骤三. 对步骤二得到的电机转子做动平衡校准，具体是对所述转子前端板和所述转子后端板进行打孔去重，直至在动平衡校准中所述电机转子的重心与所述电机转子的旋转轴线相重合；

步骤四.将步骤三得到的电机转子中的动平衡校准键替换成所述标准平键，再安装上所述制动器法兰以及制动器转子，并取下所述第一填平键，最后获得动平衡校准后带制动器的电机转子。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述动平衡校准键质量的计算过程的第二步，通过对所述转子前端板和所述转子后端板进行打孔去重，从而对所述电机转子进行动平衡校准，以使在安装制动器之前，所述电子转子处于动平衡状态。

2．上述方案中，所述第一填平键将所述第一键槽填平，所述动平衡校准键的使得所述第二键槽填平且包括不平衡量的补偿量，从而无须安装制动器法兰，即可完成对所述带制动器的电机转子动平衡校准。

3．上述方案中，由于所述动平衡校准键的第二健体高于所述第二键槽，从而使得所述电机转子静不平衡，增加后面动平衡校准时的打孔数量，因此，通过步骤二能够对安装有所述动平衡校准键的电机转子完成静平衡校准。

4．上述方案中，所述动平衡校准键质量的计算采用三维软件模拟计算，所述三维软件可以是具有自动计算功能的CAD、PROE或者Solidworks等三维软件。在其他方案中，所述动平衡校准键质量的计算也可以是人工操作获得，本方案对此不作限定。

5．上述方案中，所述第一填平键以及所述第二填平键为半圆键。

6．上述方案中，所述第二填平键的材质为钢，所述制动器法兰材质为铝合金。

本发明的工作原理及优点如下：

1、本发明通过提前对装配制动器法兰、制动器转子后带来的二次不平衡量进行计算，并根据不平衡量制作动平衡校准键，能够有效规避由于安装了制动器法兰以及制动器转子而带来的二次不平衡影响；

2、本发明通过在轴肩第二键槽开口方向的一侧进行切除去重，使得电机转子达到静平衡状态，可以大大降低初始不平衡量，使得钻孔数量小于2。

附图说明

附图1为本发明实施例的流程图；

附图2为本发明实施例中计算动平衡校准键质量的流程图；

附图3为本发明实施例电机转子的结构示意图；

附图4为本发明实施例电机转子装配填平键后的结构示意图；

附图5为本发明实施例电机转子装配制动器后的结合示意图；

附图6为附图5的局部剖视图；

附图7为本发明实施例步骤二中电机转子装配后的结构示意图；

附图8为本发明实施例步骤二中电机转子装配后的立体图；

附图9为本发明实施例动平衡校准后的永磁变桨电机动结构示意图；

附图10为本发明实施例制动器法兰的结构示意图；

附图11为本发明实施例制动器转子的结构示意图；

附图12为本发明实施例第二平键与第二键槽的分解图；

附图13为本发明实施例动平衡校准键与第二键槽以及安装槽的分解图；

附图14为本发明实施例标准平键与第二键槽以及安装槽的分解图。

以上附图中：1．电机转子；2．制动器法兰；3．制动器转子；4．标准平键；5．第一填平键；6．第二填平键；7．动平衡校准键；11．第一键槽；12．第二键槽；13．转子前端板；14．转子后端板；15．轴肩；21．安装槽；71．第一键体；72．第二键体。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，均为方向性用词，在本案中仅为说明各结构之间位置关系，并非用以限定本案保护方案及实际实施时的具体方向。

参见附图1-14所示，一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法，所述永磁变桨电机包括电机转子1以及制动器；所述电机转子1的两端分别设置有可供动平衡校准时去重的转子前端板13以及转子后端板14。所述电机转子1具有轴伸端以及非轴伸端，所述制动器定位安装在非轴伸端，所述轴伸端上开设有第一键槽11，所述非轴伸端开设有第二键槽12，所述非轴伸端设有轴肩15。所述制动器通过一标准平键4与所述第二键槽12相配合装配于所述电机转子1。所述制动器包括制动器法兰2以及制动器转子3，所述制动器法兰2上开设有安装槽21，所述制动器法兰2通过所述安装槽21与所述标准平键4的相配合，所述标准平键4与所述第二键槽12相配合装配于所述电机转子1非轴伸端上。

所述永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法如下：

第一.事先制作填平键以及动平衡校准键7，以供动平衡校准时使用。

所述填平键分为第一填平键5以及第二填平键6。所述第一填平键5以及所述第二填平键6为半圆键。所述第二填平键6的材质为钢，所述制动器法兰2材质为铝合金。

所述第一填平键5用来匹配所述第一键槽11缺失的质量和缺失的形状，所述第一填平键5的质量为所述轴伸端在所述第一键槽11缺失的质量，以使所述第一填平键5安装于所述第一键槽11时，所述第一键槽11被填平且所述轴伸端的质量均匀分布。

所述第二填平键6用来匹配所述第二键槽12缺失的质量和缺失的形状，所述第一填平键5的质量为所述非轴伸端在所述第二键槽12缺失的质量，以使所述第二填平键6安装于所述第二键槽12时，所述第二键槽12被填平且所述非轴伸端的质量均匀分布。

参见附图13所示，所述动平衡校准键7由第一键体71以及第二键体72构成，所述第一键体71用来匹配所述第二键槽12缺失的质量和缺失的形状，所述第二键体72用来匹配所述制动器法兰2的所述安装槽21缺失的形状。

所述动平衡校准键7质量的计算过程如下：

第一步.参见附图4所示，将所述电机转子1的所述第一键槽11装配所述第一填平键5，所述第二键槽12装配所述第二填平键6，通过质量累加计算所述电机转子1的总质量，然后利用具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件来计算装配第一填平键5和第二填平键6之后的电机转子1的总质量和电机转子1的重心偏移量，或者采用人工计算方式来获得装配第一填平键5和第二填平键6之后的电机转子1的总质量和电机转子1的重心偏移量;装配第一填平键5和第二填平键6之后的电机转子1的重心偏移量为其重心在X轴和Y轴的偏移量。

装配第一填平键5和第二填平键6之后的电机转子1的总质量和电机转子1的重心偏移量的计算方式均为现有技术，并非本案的创新点所在，在此不做赘述。

第二步.对所述转子前端板13和所述转子后端板14进行打孔去重直至所述电机转子1的重心与所述电机转子1的旋转轴线相重合。从而对所述电机转子1进行动平衡校准，以使在安装制动器之前，所述电子转子1处于动平衡状态。

第三步.参见附图5所示，将所述第二填平键6替换成所述标准平键4，将所述制动器转子3通过所述制动器法兰2以及所述标准平键4装配于所述电机转子1上，利用所述具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件计算带制动器的电机转子1的总质量，或者采用人工计算方式来获得所述带制动器的电机转子1的总质量。

第四步.利用所述具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件来计算所述带制动器的电机转子1的重心偏移量，或者采用人工计算方式获得所述带制动器的电机转子1的重心偏移量。获得所述带制动器的电机转子1的重心偏移量的方法为现有技术，并非本案的创新点所在，在此不做赘述。

第五步.将所述永磁变桨电机的重心偏移量、永磁变桨电机的总质量、制动器法兰2的半径代入不平衡量公式，获得所述不平衡量；

所述不平衡量公式为：

其中，m为不平衡量，M为永磁变桨电机总质量， x和y分别为重心在x轴和y轴的偏移量，R为制动器法兰2安装轴孔的半径。

所述不平衡量的计算可以是通过具有自动计算不平衡量计算功能的三维软件计算也可以是人工计算而得，本实施例对此不作限定。

第六步.将所述不平衡量补偿到所述第二填平键6上，获得所述动平衡校准键7的质量。因此，所述动平衡校准键7的第一键体71的形状与质量均与所述第二填平键6相同，所述第二健体72的质量为不平衡量。

本实施例中，所述动平衡校准键7质量的计算过程都是利用三维软件模拟计算的，所述三维软件可以是CAD、PROE或者Solidworks等具有自动计算功能的三维软件。在其他实施例中，所述动平衡校准键7质量的计算也可以是人工操作获得，本实施例对此不作限定。

第二. 所述永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准步骤如下 ：

步骤一.将所述电机转子1的第一键槽11装配所述第一填平键5，所述第二键槽12装配所述动平衡校准键7。

所述第一填平键5将所述第一键槽11填平，所述动平衡校准键7的使得所述第二键槽12填平且包括不平衡量的补偿量，从而无须安装制动器法兰，即可完成对所述带制动器的电机转子1动平衡校准。

步骤二.对步骤一得到的电机转子，根据转子初始重心偏移量对步骤一得到的电机转子，根据转子初始重心偏移量，1，根据转子初始重心偏移量做静平衡校准，具体是在所述轴肩15沿所述第二键槽12开口方向的一侧进行切除去重，直至所述电机转子1的重心与所述电机转子1的轴线相重合，以使所述电机转子1处于静平衡状态。

由于所述动平衡校准键7的第二健体72高于所述第二键槽12，从而使得所述电机转子1静不平衡，增加后面动平衡校准时的打孔数量，因此，通过步骤二能使得电机转子1达到静平衡状态，可以大大降低初始不平衡量，使得钻孔数量小于2。

步骤三. 对步骤二得到的电机转子1做动平衡校准，具体是对所述转子前端板13和所述转子后端板14进行打孔去重，直至在动平衡校准中所述电机转子1的重心与所述电机转子1的旋转轴线相重合。

步骤四.将步骤三得到的电机转子1中的动平衡校准键7替换成所述标准平键4，再安装上所述制动器法兰2以及制动器转子3，并取下所述第一填平键5，最后获得动平衡校准后带制动器的电机转子1。

综上所述，本发明相比于现有技术具有优点如下：

1、本发明通过提前对装配制动器法兰、制动器转子后带来的二次不平衡量进行计算，并根据不平衡量制作动平衡校准键，能够有效规避由于安装了制动器法兰以及制动器转子而带来的二次不平衡影响；

2、本发明通过在轴肩第二键槽开口方向的一侧进行切除去重，使得电机转子达到静平衡状态，可以大大降低初始不平衡量，使得钻孔数量小于2。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法，

所述永磁变桨电机包括电机转子（1）以及制动器；所述电机转子（1）的两端分别设置有可供动平衡校准时去重的转子前端板（13）以及转子后端板（14）；所述电机转子（1）具有轴伸端以及非轴伸端，所述制动器定位安装在非轴伸端，所述轴伸端上开设有第一键槽（11），所述非轴伸端开设有第二键槽（12），所述非轴伸端设有轴肩（15）；所述制动器通过一标准平键（4）与所述第二键槽（12）相配合装配于所述电机转子（1）；所述制动器包括制动器法兰（2）以及制动器转子（3），所述制动器法兰（2）上开设有安装槽（21），所述制动器法兰（2）通过所述安装槽（21）与所述标准平键（4）的相配合，所述标准平键（4）与所述第二键槽（12）相配合装配于所述电机转子（1）非轴伸端上；

其特征在于：所述永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法如下：

第一.事先制作填平键以及动平衡校准键（7），以供动平衡校准时使用；

所述填平键分为第一填平键（5）以及第二填平键（6）；

所述第一填平键（5）用来匹配所述第一键槽（11）缺失的质量和缺失的形状，所述第一填平键（5）的质量为所述轴伸端在所述第一键槽（11）缺失的质量，以使所述第一填平键（5）安装于所述第一键槽（11）时，所述第一键槽（11）被填平且所述轴伸端的质量均匀分布；

所述第二填平键（6）用来匹配所述第二键槽（12）缺失的质量和缺失的形状，所述第一填平键（5）的质量为所述非轴伸端在所述第二键槽（12）缺失的质量，以使所述第二填平键（6）安装于所述第二键槽（12）时，所述第二键槽（12）被填平且所述非轴伸端的质量均匀分布；

所述动平衡校准键（7）由第一键体（71）以及第二键体（72）构成，所述第一键体（71）用来匹配所述第二键槽（12）缺失的质量和缺失的形状，所述第二键体（72）用来匹配所述制动器法兰（2）的所述安装槽（21）缺失的形状；

所述动平衡校准键（7）质量的计算过程如下：

第一步.将所述电机转子（1）的所述第一键槽（11）装配所述第一填平键（5），所述第二键槽（12）装配所述第二填平键（6），然后利用具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件来计算装配第一填平键（5）和第二填平键（6）之后的电机转子（1）的总质量和电机转子（1）的重心偏移量，或者采用人工计算方式来获得装配第一填平键（5）和第二填平键（6）之后的电机转子（1）的总质量和电机转子（1）的重心偏移量;

第二步.对所述转子前端板（13）和所述转子后端板（14）进行打孔去重直至所述电机转子（1）的重心与所述电机转子（1）的旋转轴线相重合；

第三步.将所述第二填平键（6）替换成所述标准平键（4），将所述制动器转子（3）通过所述制动器法兰（2）以及所述标准平键（4）装配于所述电机转子（1）上，利用所述具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件计算带制动器的电机转子（1）的总质量，或者采用人工计算方式来获得所述带制动器的电机转子（1）的总质量；

第四步.利用所述具有自动计算产品质量以及产品重心偏移量功能的三维软件来计算所述带制动器的电机转子（1）的重心偏移量；

第五步.将所述永磁变桨电机的重心偏移量、永磁变桨电机的总质量、制动器法兰（2）的半径代入不平衡量公式，获得所述不平衡量；

所述不平衡量公式为：

其中，m为不平衡量，M为永磁变桨电机总质量， x和y分别为重心在x轴和y轴的偏移量，R为制动器法兰（2）的安装轴孔半径；

第六步.将所述不平衡量补偿到所述第二填平键（6）上，获得所述动平衡校准键（7）的质量；

第二. 所述永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准步骤如下 ：

步骤一.将所述电机转子（1）的第一键槽（11）装配所述第一填平键（5），所述第二键槽（12）装配所述动平衡校准键（7）；

步骤二.对步骤一得到的电机转子（1），根据转子初始重心偏移量做静平衡校准，具体是在所述轴肩（15）沿所述第二键槽（12）开口方向的一侧进行切除去重，直至所述电机转子（1）的重心与所述电机转子（1）的轴线相重合，以使所述电机转子（1）处于静平衡状态；

步骤三. 对步骤二得到的电机转子（1）做动平衡校准，具体是对所述转子前端板（13）和所述转子后端板（14）进行打孔去重，直至在动平衡校准中所述电机转子（1）的重心与所述电机转子（1）的旋转轴线相重合；

步骤四.将步骤三得到的电机转子（1）中的动平衡校准键（7）替换成所述标准平键（4），再安装上所述制动器法兰（2）以及制动器转子（3），并取下所述第一填平键（5），最后获得动平衡校准后带制动器的电机转子（1）。

2.根据权利要求1所述的永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法，其特征在于：所述动平衡校准键（7）质量的计算采用三维软件模拟计算。

3.根据权利要求1所述的永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法，其特征在于：所述第一填平键（5）以及所述第二填平键（6）为半圆键。

4.根据权利要求1所述的永磁变桨电机带制动器的电机转子动平衡校准方法，其特征在于：所述第二填平键（6）的材质为钢，所述制动器法兰（2）材质为铝合金。

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