CN116736113B - 一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置,包括支撑组件,支撑组件包括底部固定板,底部固定板上滑动设置有两支架,两支架与底部固定板可拆卸连接,两支架上均设置有电机,两支架上均设置有升降机构,电机与升降机构传动连接,其中一升降机构上设置有永磁体,永磁体两端对称布置有高斯计,另一升降机构上设置有热电偶温度计;加热组件包括燃气炉,燃气炉固定连接在底部固定板上,燃气炉上固定连接有若干支撑块,支撑块上放置有油浴锅,油浴锅内有油;控制器,电机、高斯计和热电偶温度计均电性连接有控制器。本发明可在线监测永磁体加热失磁的过程,得到加热冷却后预期剩磁的永磁体。

Description

一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置
技术领域
本发明涉及永磁体退磁模拟装置技术领域,特别是涉及一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置。
背景技术
永磁材料作为一种重要的功能材料,在能源的转化和有效利用方面发挥着不可替代的作用,特别是在永磁电机领域,与传统的电磁电机相比,稀土永磁电机具有高效节能、质量轻、体积小、控制调速性好、可靠性强等特点,并且其形状和尺寸可以灵活多样,应用十分广泛。
与此同时,永磁体失磁也是电机常见的一种故障。电机在运行时,会产生大量热,使温度升高,转子上磁体在高温环境工作后,通常会损失一部分剩磁和磁感矫顽力,使得电机内的磁场发生变化,影响电机的正常运行。例如当转子上永磁体均匀退磁时,会使发电机的发电效率变低;当转子上永磁体局部退磁时,会导致发电机气隙中磁场的不对称,在发电效率变低的同时使得定子表面出现不平衡磁拉力,加剧发电机定子的振动,从而导致发电机更容易损坏,降低了电机寿命。
所以电机的失磁故障检测就变得极为重要,但是目前在进行失磁故障实验的过程中由于无法准确得到所需的永磁体而存在争议,之前的研究人员通过等份切割永磁体后替代为属性相似的材料进行模拟永磁体失磁,虽然不会因为材料替换使电机产生偏心,但有研究表明,等份切割后的磁铁并不能等比到永磁体的剩磁,而且永磁体产生的磁场也会在空间上发生变化,因此这种方式存在着一定的局限性。
因此提出一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置,以解决上述现有技术存在的问题,能够实时监测永磁体加热失磁后的不可逆失磁率,准确得到不同剩磁下的永磁体,从而为电机不同的失磁故障模拟实验提供较为可靠的所需永磁体,进而为电机失磁故障的分析、研究和预防提供基础。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置,包括:
支撑组件,所述支撑组件包括底部固定板,所述底部固定板上滑动设置有两支架,两所述支架与所述底部固定板可拆卸连接,两所述支架上均设置有电机,两所述支架上均设置有升降机构,所述电机与所述升降机构传动连接,其中一所述升降机构上设置有永磁体,所述永磁体两端对称布置有高斯计,另一所述升降机构上设置有热电偶温度计;
加热组件,所述加热组件包括燃气炉,所述燃气炉固定连接在所述底部固定板上,所述燃气炉上固定连接有若干支撑块,所述支撑块上放置有油浴锅,所述油浴锅内有油;
控制器,所述电机、所述高斯计和所述热电偶温度计均电性连接有控制器。
优选的,所述升降机构包括丝杆,所述丝杆通过联轴器固定连接在所述电机输出轴上,所述支架上固定连接有若干轴承座,所述轴承座上安装有轴承,所述丝杆穿过所述轴承内圈,所述丝杆与所述轴承内圈固定连接,所述丝杆外转动连接有螺母,其中一所述螺母上固定连接有第一移动板,另一所述螺母上固定连接有第二移动板,所述第一移动板和所述第二移动板均滑动连接在所述支架上,所述永磁体设置在所述第一移动板上,所述热电偶温度计固定连接在所述第二移动板上。
优选的,所述第一移动板上固定连接有连接杆,所述永磁体吸附在所述连接杆上,所述支架上固定连接有第一滑轨,所述第一移动板和所述第二移动板上均固定连接有第一滑块,所述第一滑块滑动连接在所述第一滑轨内。
优选的,所述底部固定板上固定连接有第二滑轨,所述支架底端固定连接有第二滑块,所述第二滑块滑动连接在所述第二滑轨内,所述支架和所述底部固定板上均开设有若干插孔,所述插孔内插接有定位销。
优选的,所述燃气炉通过定位板固定连接在所述底部固定板上,所述底部固定板通过地脚螺栓固定在地面上。
优选的,所述支架上固定连接有电机连接板,所述电机固定连接在所述电机连接板上。
本发明公开了以下技术效果:本装置中,底部固定板和支架为本装置提供支撑,支架可在底部固定板上滑动,方便调整两个支架的位置,两个支架上的升降机构分别用于调整永磁体和热电偶温度计的高度,高斯计用于测量永磁体的磁场强度,热电偶温度计用于测量油浴锅中油的温度,通过燃气炉对油浴锅中的油进行加热。本发明方案可靠、易于实现,可在线监测永磁体加热失磁的过程,得到加热冷却后预期剩磁的永磁体,模拟永磁电机发生均匀失磁和局部失磁故障,为永磁电机失磁故障的研究和实验分析提供可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置结构示意图;
图2为本发明轴测图;
图3为本发明;
其中,1、底部固定板;2、地脚螺栓;3、定位销;4、支架;5、燃气炉;6、支撑块;7、油浴锅;8、丝杆;9、永磁体;10、连接杆;11、螺母;12、第一移动板;13、轴承座;14、轴承;15、电机连接板;16、联轴器;17、电机;18、第二移动板;19、热电偶温度计;20、高斯计;21、油;22、定位板;23、第一滑轨。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-3,本发明提供一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置,包括:
支撑组件,支撑组件包括底部固定板1,底部固定板1上滑动设置有两支架4,两支架4与底部固定板1可拆卸连接,两支架4上均设置有电机17,两支架4上均设置有升降机构,电机17与升降机构传动连接,其中一升降机构上设置有永磁体9,永磁体9两端对称布置有高斯计20,另一升降机构上设置有热电偶温度计19;
加热组件,加热组件包括燃气炉5,燃气炉5固定连接在底部固定板1上,燃气炉5上固定连接有若干支撑块6,支撑块6上放置有油浴锅7,油浴锅7内有油21。
控制器,电机17、高斯计20和热电偶温度计19均电性连接有控制器。
底部固定板1和支架4为本装置提供支撑,支架4可在底部固定板1上滑动,方便调整两个支架4的位置,使用更加方便,两个支架4上的升降机构分别用于调整永磁体9和热电偶温度计19的高度,高斯计20用于测量永磁体9的磁场强度,热电偶温度计19用于测量油浴锅7中油21的温度,通过燃气炉5对油浴锅7中的油21进行加热,高斯计20表面涂有纳米隔热材料GD858,本实施例中热电偶温度计19采用K型热电偶温度计,测温范围为-50~1300℃,控制器为单片机,两个高斯计20测得的永磁体磁场强度B1(t)和B2(T)分别传输至单片机a和b接口中,热电偶温度计19测得的油温传输至单片机c接口,单片机d和e接口负责左右两个电机17的开闭。
进一步优化方案,升降机构包括丝杆8,丝杆8通过联轴器16固定连接在电机17输出轴上,支架4上固定连接有若干轴承座13,轴承座13上安装有轴承14,丝杆8穿过轴承14内圈,丝杆8与轴承14内圈固定连接,丝杆8外转动连接有螺母11,其中一螺母11上固定连接有第一移动板12,另一螺母11上固定连接有第二移动板18,第一移动板12和第二移动板18均滑动连接在支架4上,永磁体9设置在第一移动板12上,热电偶温度计19固定连接在第二移动板18上。
丝杆8在轴承14内转动,电机17带动丝杆8转动,丝杆8在转动时螺母11可向上或向下移动,两个支架4上的电机17均可带动丝杆8转动,分别实现第一移动板12和第二移动板18的上下移动,第一移动板12带动永磁体9上下移动,第二移动板18带动热电偶温度计19上下移动。
进一步优化方案,第一移动板12上固定连接有连接杆10,永磁体9吸附在连接杆10上,支架4上固定连接有第一滑轨23,第一移动板12和第二移动板18上均固定连接有第一滑块,第一滑块滑动连接在第一滑轨23内。
永磁体9通过连接杆10与第一移动板12连接在一起,通过第一滑块和第一滑轨23的配合,使第一移动板12和第二移动板18分别在两个支架4上滑动。
进一步优化方案,底部固定板1上固定连接有第二滑轨,支架4底端固定连接有第二滑块,第二滑块滑动连接在第二滑轨内,支架4和底部固定板1上均开设有若干插孔,插孔内插接有定位销3。
第二滑块在第二滑轨内滑动,使支架4可在底部固定板1上移动位置,通过将定位销3插入插孔内,来固定支架4。
进一步优化方案,燃气炉5通过定位板22固定连接在底部固定板1上,底部固定板1通过地脚螺栓2固定在地面上。
通过定位板22将燃气炉5和底部固定板1连接在一起,通过地脚螺栓2将底部固定板1固定在地面上。
进一步优化方案,支架4上固定连接有电机连接板15,电机17固定连接在电机连接板15上。
电机连接板15用于安装电机17。
本装置使用方法:
使用地脚螺栓2将底部固定板1固定在地面上,将燃气炉5固定在底部固定板1上,将油浴锅7安装在燃气炉5上方,将两个支架4分别移至最远侧,插入定位销3固定,将第一移动板12和第二移动板18移动至最上方,将两个涂有纳米隔热材料GD858的高斯计20对称粘贴在永磁体9两侧,通过连接杆10将永磁体9和第一移动板12连接,再将热电偶温度计19与第二移动板18连接。将2/3油浴锅7体积的油21放入油浴锅7中后,将右支架4向左滑动,使热电偶温度计19处于油浴锅7的上方,再用定位销3固定,然后控制右侧电机17旋转带动热电偶温度计19下降至温度计探头伸入油21中,将左支架4向右移,使永磁体9位于油浴锅7上方,控制左侧电机17旋转带动永磁体9下降至油面以下,记录室温T0和室温下两个高斯计20测得的永磁体磁场强度,然后开始加热永磁体。
高斯计测得的磁场强度B取两个高斯计值的平均值
”'
B=B+B
永磁体不可逆失磁率为
式中B0(T0)为永磁体加热前测得的磁场强度,B(T0)为永磁体加热后再冷却至室温时的磁场强度。
永磁体9加热后再冷却至室温时的磁场强度B(T0)为
式中B(T)为加热时高斯计测得的磁场强度;ΔB为永磁体剩磁温度系数,可以根据材料查得,是一个负数;T0为室温;T为油温。
在永磁体失磁率达到需求值时,单片机会发出警报,并使得左侧电机17旋转,带动永磁体9上升,脱离油面,停止加热。放置一段时间,将永磁体9冷却至室温后,再将支架4移至左侧,取出永磁体9。
本发明通过油浴均匀加热,在不改变永磁体其它属性的基础上,准确得到不同剩磁的永磁体,以此来模拟电机的失磁故障,来分析电机在不同的失磁状态下的机电特性,作为预防电机失磁故障时的判断依据。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置,其特征在于,包括:
支撑组件,所述支撑组件包括底部固定板(1),所述底部固定板(1)上滑动设置有两支架(4),两所述支架(4)与所述底部固定板(1)可拆卸连接,两所述支架(4)上均设置有电机(17),两所述支架(4)上均设置有升降机构,所述电机(17)与所述升降机构传动连接,其中一所述升降机构上设置有永磁体(9),所述永磁体(9)两端对称布置有高斯计(20),另一所述升降机构上设置有热电偶温度计(19);
加热组件,所述加热组件包括燃气炉(5),所述燃气炉(5)固定连接在所述底部固定板(1)上,所述燃气炉(5)上固定连接有若干支撑块(6),所述支撑块(6)上放置有油浴锅(7),所述油浴锅(7)内有油(21);
控制器,所述电机(17)、所述高斯计(20)和所述热电偶温度计(19)均电性连接有控制器;
所述升降机构包括丝杆(8),所述丝杆(8)通过联轴器(16)固定连接在所述电机(17)输出轴上,所述支架(4)上固定连接有若干轴承座(13),所述轴承座(13)上安装有轴承(14),所述丝杆(8)穿过所述轴承(14)内圈,所述丝杆(8)与所述轴承(14)内圈固定连接,所述丝杆(8)外转动连接有螺母(11),其中一所述螺母(11)上固定连接有第一移动板(12),另一所述螺母(11)上固定连接有第二移动板(18),所述第一移动板(12)和所述第二移动板(18)均滑动连接在所述支架(4)上,所述永磁体(9)设置在所述第一移动板(12)上,所述热电偶温度计(19)固定连接在所述第二移动板(18)上;
所述第一移动板(12)上固定连接有连接杆(10),所述永磁体(9)吸附在所述连接杆(10)上,所述支架(4)上固定连接有第一滑轨(23),所述第一移动板(12)和所述第二移动板(18)上均固定连接有第一滑块,所述第一滑块滑动连接在所述第一滑轨(23)内;
所述底部固定板(1)上固定连接有第二滑轨,所述支架(4)底端固定连接有第二滑块,所述第二滑块滑动连接在所述第二滑轨内,所述支架(4)和所述底部固定板(1)上均开设有若干插孔,所述插孔内插接有定位销(3)。
2.根据权利要求1所述的一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置,其特征在于:所述燃气炉(5)通过定位板(22)固定连接在所述底部固定板(1)上,所述底部固定板(1)通过地脚螺栓(2)固定在地面上。
3.根据权利要求1所述的一种可实时在线监测的电机永磁体加热退磁装置,其特征在于:所述支架(4)上固定连接有电机连接板(15),所述电机(17)固定连接在所述电机连接板(15)上。
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