CN115790497A - 一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机检测技术领域,具体涉及一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法及检测装置,分别确定对永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测试电机轴轴向移动的允许范围T小、T中和T大;根据小测试力、中测试力和大测试力测得对应所述永磁同步电机的电机轴的轴向移动量ΔT小、ΔT中和ΔT大;根据ΔT小与T小的比对、ΔT中与T中的比对和ΔT大与T大的比对能够判断出永磁同步电机内的波形垫圈数量是否正确,以及电机轴向间隙是否正常。
Description
技术领域
本发明涉及电机检测技术领域,尤其涉及一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法及检测装置。
背景技术
电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。永磁同步电机的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。永磁同步电机在生产制造过程中由于误差的必然存在,因此每台永磁同步电机都存在有电机轴向间隙即轴承内圈的轴向间隙,而电机轴向间隙是引发电机的轴向窜动的主要原因,电机的轴向窜动会造成电机机械中心与磁场中心不一致,产生噪声问题,甚至影响电机寿命。为了减缓电机的轴向窜动,永磁同步电机在装配过程中会增设波形垫圈来提高轴承刚度,防止轴承外圈打滑,避免电机共振,使电机运行在稳定状态。然而目前永磁同步电机的检测仅测试在固定压力下的轴向间隙,无法检测永磁同步电机中波形垫圈的数量是否正确,导致测试结果出现异常后,检测人员并不知道是波形垫圈数量异常还是电机轴向间隙过大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法及检测装置,不仅可以测试电机轴向间隙,而且可以判断永磁同步电机内的波形垫圈的数量是否正确。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法,包括如下步骤:S1、分别确定对所述永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测试电机轴轴向移动的允许范围T小、T中和T大;
S2、根据小测试力、中测试力和大测试力测得对应所述永磁同步电机的电机轴的轴向移动量ΔT小、ΔT中和ΔT大;
S3、将ΔT小与T小进行比对,若ΔT小大于T小的最大值,则所述永磁同步电机内漏放波形垫圈;
将ΔT中与T中进行比对,若ΔT中小于T中的最小值,则所述永磁同步电机多放波形垫圈;若ΔT小落在T小的允许范围内,且ΔT中落在T中的允许范围内,则所述永磁同步电机内的波形垫圈数量正常;
将ΔT大与T大进行比对,若ΔT大大于T大的最大值,则所述永磁同步电机的电机轴的轴向活动异常,若ΔT大落在T大的允许范围内,则所述永磁同步电机的电机轴的轴向活动正常。
一种永磁同步电机的轴向间隙检测装置,包括水平工作台、施力组件和测量组件;所述水平工作台的台面与所述永磁同步电机的端盖连接,所述水平工作台沿厚度方向两侧分别设置有施力组件,所述施力组件的施力端抵接在所述永磁同步电机的电机轴的端部,所述测量组件用于测量所述永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量。
本发明的有益效果在于:由于轴承内圈是与永磁同步电机的电机轴连接,因此通过对永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测得的电机轴的轴向移动量ΔT小、ΔT中和ΔT大就是轴承内圈的轴向移动量,然后将ΔT小、ΔT中和ΔT大与规定的允许范围T小、T中和T大进行比对,若ΔT小大于T小的最大值,则永磁同步电机内漏放波形垫圈,若ΔT中小于T中的最小值,则永磁同步电机多放波形垫圈;若ΔT小落在T小的允许范围内,且ΔT中落在T中的允许范围内,则永磁同步电机内的波形垫圈数量正常,若ΔT大大于T大的最大值,则永磁同步电机的电机轴的轴向活动异常,若ΔT大落在T大的允许范围内,则永磁同步电机的电机轴的轴向活动正常。
附图说明
图1为本发明在具体实施方式中的一种永磁同步电机的轴向间隙检测装置的结构示意图;
图2为本发明在具体实施方式中的一种永磁同步电机的轴向间隙检测装置的主视结构示意图;
标号说明:
1、水平工作台;
2、施力组件;21、直线往复装置;22、顶针;23、压力传感器;
3、上位移传感器;4、下位移传感器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法,包括如下步骤:S1、分别确定对所述永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测试电机轴轴向移动的允许范围T小、T中和T大;
S2、根据小测试力、中测试力和大测试力测得对应所述永磁同步电机的电机轴的轴向移动量ΔT小、ΔT中和ΔT大;
S3、将ΔT小与T小进行比对,若ΔT小大于T小的最大值,则所述永磁同步电机内漏放波形垫圈;
将ΔT中与T中进行比对,若ΔT中小于T中的最小值,则所述永磁同步电机多放波形垫圈;若ΔT小落在T小的允许范围内,且ΔT中落在T中的允许范围内,则所述永磁同步电机内的波形垫圈数量正常;
将ΔT大与T大进行比对,若ΔT大大于T大的最大值,则所述永磁同步电机的电机轴的轴向活动异常,若ΔT大落在T大的允许范围内,则所述永磁同步电机的电机轴的轴向活动正常。
工作原理:由于轴承内圈是与永磁同步电机的电机轴固定连接,因此通过对永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测得的电机轴的轴向移动量ΔT小、ΔT中和ΔT大就是轴承内圈的轴向移动量;同时,由于永磁同步电机内会放置波形垫圈,因波形垫圈的存在会去抵消永磁同步电机的电机轴受到的轴向力,实现减缓电机轴的轴向窜动,因此通过对永磁同步电机的电机轴施加较小力的小测试力,若永磁同步电机内未放置有波形垫圈,则电机轴的轴向移动量ΔT小会很大,进而通过对永磁同步电机的电机轴施加小测试力得到的ΔT小与T小进行比对,能够判断出永磁同步电机内是否漏放波形垫圈;对永磁同步电机的电机轴施加中测试力,若永磁同步电机内波形垫圈数量放置过多,则电机轴的轴向移动量ΔT中会很小,进而通过对永磁同步电机的电机轴施加中测试力得到的ΔT中与T中进行比对,能够判断出永磁同步电机内是否多放波形垫圈;对永磁同步电机的电机轴施加较大力的大测试力,通过大测试力直接克服波形垫圈的弹力,可让电机轴的轴向移动达到最大,测得的ΔT大即为电机轴的轴向移动量,然后将ΔT大与T大进行比对,能够判断出永磁同步电机的电机轴的轴向间隙是否超出工艺要求。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:分别确定对永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测试电机轴轴向移动的允许范围T小、T中和T大,然后将ΔT小、ΔT中和ΔT大与规定的允许范围T小、T中和T大进行比对,若ΔT小大于T小的最大值,则永磁同步电机内漏放波形垫圈,若ΔT中小于T中的最小值,则永磁同步电机多放波形垫圈;若ΔT小落在T小的允许范围内,且ΔT中落在T中的允许范围内,则永磁同步电机内的波形垫圈数量正常,若ΔT大大于T大的最大值,则永磁同步电机的电机轴的轴向活动异常,若ΔT大落在T大的允许范围内,则永磁同步电机的电机轴的轴向活动正常。
进一步地,所述S2具体包括如下步骤:
S21、固定放置所述永磁同步电机,并且让所述永磁同步电机的电机轴处于竖直状态;
S22、从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加大测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T1;
S23、撤销从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加大测试力,让所述波形垫圈恢复至初始状态;
S24、同时对所述永磁同步电机的电机轴两端施加小测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T0;
S25、撤销从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加小测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T2,将T2减去T0得到ΔT小;
S26、将从下至上对所述永磁同步电机的电机轴施加的小测试力调整为中测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T3,接着将T3减去T0得到ΔT中;
S27、将从下至上对所述永磁同步电机的电机轴施加的中测试力调整为大测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T4,接着将T4减去T1得到ΔT大。
由上述描述可知,由于大测试力是用于检测永磁同步电机的电机轴的轴向活动是否正常,考虑到波形垫圈的存在,因此步骤S22完成后需要经过步骤S23给波形垫圈提供足够的时间恢复;
由于小测试力和中测试力是用于检测永磁同步电机内波形垫圈的数量,因此需要步骤S24先得到一个基准T0,然后通过步骤S25与S26分别得到ΔT小和ΔT中;
由于步骤S22记录的T1已经是将轴承内圈压到底,因此通过步骤S27得到的T4减去T1便可得到ΔT大即电机轴向间隙。
进一步地,所述S24具体分为步骤S241和步骤S242;
所述步骤S241是从下至上对所述永磁同步电机的电机轴施加小测试力;
所述步骤S242是从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加小测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T0。
由上述描述可知,先对永磁同步电机的电机轴从下至上施加小测试力,然后对永磁同步电机的电机轴从上至下施加小测试力这样能够消除永磁同步电机内部零部件的干涉,以确保后续计算ΔT小和ΔT中的精度。
请参照图1和图2所示,本发明一种永磁同步电机的轴向间隙检测装置,包括水平工作台1、施力组件2和测量组件;所述水平工作台1的台面与所述永磁同步电机的端盖连接,所述水平工作台1沿厚度方向两侧分别设置有施力组件2,所述施力组件2的施力端抵接在所述永磁同步电机的电机轴的端部,所述测量组件用于测量所述永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:永磁同步电机通过水平工作台1使电机轴处于竖直状态,并且在水平工作台1厚度方向的两侧分别设置施力组件2,通过两侧的施力组件2能够实现对永磁同步电机的电机轴两端部的施力。接着利用测量组件测量永磁同步电机的电机轴在受力下竖直方向的移动量。
请参照图1和图2所示,进一步地,所述施力组件2包括直线往复装置21和顶针22,所述直线往复装置21的活动端的移动方向为竖直方向,所述顶针22与直线往复装置21的活动端连接,所述顶针22抵接在所述永磁同步电机的电机轴的端部。
由上述描述可知,施力组件2通过直线往复装置21驱动顶针22对永磁同步电机的电机轴施加压力。
请参照图1和图2所示,进一步地,所述施力组件2还包括压力传感器23,所述压力传感器23用于测量顶针22对所述永磁同步电机的电机轴施加的压力。
由上述描述可知,施力组件2通过压力传感器23实时检测对应的顶针22对永磁同步电机的电机轴施加的压力大小,以确保施加的压力达到所需要求。
请参照图1和图2所示,进一步地,所述测量组件包括上位移传感器3和下位移传感器4,所述上位移传感器3和下位移传感器4均用于测量所述永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量,所述水平工作台1沿厚度方向两侧分别设置有上位移传感器3和下位移传感器4。
由上述描述可知,利用上位移传感器3和下位移传感器4的联合检测能够进一步的提高测量永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量精度。
本发明一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法及检测装置的应用场景:在需要对永磁同步电机进行轴向间隙检测时,通过对永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测得的电机轴的轴向移动量ΔT小、ΔT中和ΔT大就是轴承内圈的轴向移动量,然后将ΔT小、ΔT中和ΔT大与规定的允许范围T小、T中和T大进行比对,若ΔT小大于T小的最大值,则永磁同步电机内漏放波形垫圈,若ΔT中小于T中的最小值,则永磁同步电机多放波形垫圈;若ΔT小落在T小的允许范围内,且ΔT中落在T中的允许范围内,则永磁同步电机内的波形垫圈数量正常,若ΔT大大于T大的最大值,则永磁同步电机的电机轴的轴向活动异常,若ΔT大落在T大的允许范围内,则永磁同步电机的电机轴的轴向活动正常。
实施例一
由于永磁同步电机内通常只安装一个波形垫圈,因此拟定小测试力、中测试力和大测试力的范围,力的大小如下:
表一
根据表一拟定小测试力、中测试力和大测试力的范围,确定电机轴轴向移动的允许范围T小、T中和T大如下:
表二
本实施例对三个安装在有不同数量的波形垫圈的永磁同步电机进行测试,三个永磁同步电机分别为未安装有波形垫圈的第一永磁同步电机、安装有一个波形垫圈的第二永磁同步电机和安装有两个波形垫圈的第三永磁同步电机,测试结果如下:
表三
根据表三计算出第一永磁同步电机的ΔT小=4.037-3.984=0.053,ΔT中=4.068-3.984=0.084,ΔT大=4.088-3.941=0.147;其中ΔT小大于T小的最大值,则可以判断出第一永磁同步电机内未安装有波形垫圈。
第二永磁同步电机的ΔT小=3.943-3.941=0.002,ΔT中=4.025-3.941=0.084,ΔT大=4.055-3.926=0.129;其中ΔT小落在T小的允许范围内,ΔT中落在T中的允许范围内,ΔT大落在T大的允许范围内,则可以判断第二永磁同步电机合格;
第三永磁同步电机的ΔT小=3.916-3.915=0.001,ΔT中=3.932-3.915=0.017,ΔT大=3.976-3.904=0.072;其中ΔT中小于T中的最小值,则可以判断出第三永磁同步电机多放波形垫圈。
实施例二
一种永磁同步电机的轴向间隙检测装置,请参照图1和图2所示,包括水平工作台1、施力组件2和测量组件;所述水平工作台1的台面与所述永磁同步电机的端盖连接,所述水平工作台1沿厚度方向两侧分别设置有施力组件2,所述施力组件2的施力端抵接在所述永磁同步电机的电机轴的端部,所述测量组件用于测量所述永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量。所述施力组件2包括直线往复装置21和顶针22,所述直线往复装置21的活动端的移动方向为竖直方向,所述顶针22与直线往复装置21的活动端连接,所述顶针22抵接在所述永磁同步电机的电机轴的端部。所述施力组件2还包括压力传感器23,所述压力传感器23用于测量顶针22对所述永磁同步电机的电机轴施加的压力。所述测量组件包括上位移传感器3和下位移传感器4,所述上位移传感器3和下位移传感器4均用于测量所述永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量,所述水平工作台1沿厚度方向两侧分别设置有上位移传感器3和下位移传感器4。
其中,本实施例的直线往复装置21的动力源优选采用伺服电机驱动活动端带动顶针22移动;在施力过程中,由压力传感器23将测得的压力值反馈给PID比例积分控制器,由PID比例积分控制器根据小测试力、中测试力和大测试力的规定范围控制伺服电机驱动顶针22对永磁同步电机的电机轴施加力,实现轴向力的精准控制。
工作原理:在测试过程中,将永磁同步电机固定放置在水平工作台1上,然后根据检测方法步骤施力组件2的直线往复装置21驱动顶针22对永磁同步电机的电机轴的两端施加压力,并通过压力传感器23实时检测对对应的顶针22对永磁同步电机的电机轴施加的压力大小,以确保施加的压力达到所需要求。利用上位移传感器3和下位移传感器4的联合检测能够进一步的提高测量永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量精度。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种永磁同步电机的轴向间隙检测方法,其特征在于:包括如下步骤:S1、分别确定对所述永磁同步电机的电机轴施加力的大小依次变大的小测试力、中测试力和大测试力测试电机轴轴向移动的允许范围T小、T中和T大;
S2、根据小测试力、中测试力和大测试力测得对应所述永磁同步电机的电机轴的轴向移动量ΔT小、ΔT中和ΔT大;
S3、将ΔT小与T小进行比对,若ΔT小大于T小的最大值,则所述永磁同步电机内漏放波形垫圈;
将ΔT中与T中进行比对,若ΔT中小于T中的最小值,则所述永磁同步电机多放波形垫圈;若ΔT小落在T小的允许范围内,且ΔT中落在T中的允许范围内,则所述永磁同步电机内的波形垫圈数量正常;
将ΔT大与T大进行比对,若ΔT大大于T大的最大值,则所述永磁同步电机的电机轴的轴向活动异常,若ΔT大落在T大的允许范围内,则所述永磁同步电机的电机轴的轴向活动正常。
2.根据权利要求1所述永磁同步电机的轴向间隙检测方法,其特征在于:所述S2具体包括如下步骤:
S21、固定放置所述永磁同步电机,并且让所述永磁同步电机的电机轴处于竖直状态;
S22、从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加大测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T1;
S23、撤销从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加大测试力,让所述波形垫圈恢复至初始状态;
S24、对所述永磁同步电机的电机轴两端施加小测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T0;
S25、撤销从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加小测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T2,将T2减去T0得到ΔT小;
S26、将从下至上对所述永磁同步电机的电机轴施加的小测试力调整为中测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T3,接着将T3减去T0得到ΔT中;
S27、将从下至上对所述永磁同步电机的电机轴施加的中测试力调整为大测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T4,接着将T4减去T1得到ΔT大。
3.根据权利要求2所述永磁同步电机的轴向间隙检测方法,其特征在于:所述S24具体分为步骤S241和步骤S242;
所述步骤S241是从下至上对所述永磁同步电机的电机轴施加小测试力;
所述步骤S242是从上至下对所述永磁同步电机的电机轴施加小测试力,稳定后记录所述永磁同步电机的电机轴的竖直方向的移动量T0。
4.一种基于如权利要求1-3任一项所述永磁同步电机的轴向间隙检测方法的检测装置,其特征在于:包括水平工作台、施力组件和测量组件;所述水平工作台的台面与所述永磁同步电机的端盖连接,所述水平工作台沿厚度方向两侧分别设置有施力组件,所述施力组件的施力端抵接在所述永磁同步电机的电机轴的端部,所述测量组件用于测量所述永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量。
5.根据权利要求4所述检测装置,其特征在于:所述施力组件包括直线往复装置和顶针,所述直线往复装置的活动端的移动方向为竖直方向,所述顶针与直线往复装置的活动端连接,所述顶针抵接在所述永磁同步电机的电机轴的端部。
6.根据权利要求5所述检测装置,其特征在于:所述施力组件还包括压力传感器,所述压力传感器用于测量顶针对所述永磁同步电机的电机轴施加的压力。
7.根据权利要求4所述检测装置,其特征在于:所述测量组件包括上位移传感器和下位移传感器,所述上位移传感器和下位移传感器均用于测量所述永磁同步电机的电机轴在竖直方向的移动量,所述水平工作台沿厚度方向两侧分别设置有上位移传感器和下位移传感器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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