CN117895704A - 一种电机磁中心主动调整系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，包括固定在电动转子非轴伸端上的电磁装置和齿轮，齿轮径向侧设有用于测量齿轮运行状态的传感器，电磁装置轴向侧设有永磁体，永磁体中心与电磁装置中心径向对齐；传感器、电磁装置分别与控制器连接。本发明通过磁中心偏移测量装置和调节电动机转子偏移量的电磁装置，主动且实时地对电机磁中心进行检测和调整。测量装置实时反馈电动机转子的运行数据给控制器，控制器也会实时计算并得出对应的调整值对电机转子进行调整；控制器同时还会收集电动机运行数据，形成经验库，以便控制器对电动机实现更迅速更精确的磁中心对准调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机磁中心主动调整系统，属于电动机技术领域。
背景技术
电动机理论上，定子与转子轴向几何中心应该重合，从而使电机的定转子的磁力中心对齐，这样电机才能高效稳定的运行，但由于装配工艺等原因很难保证磁场轴向对称或磁力中心线对齐，电机运行时就会因为安装紧固力和电磁力相互作用，从而形成轴向的往复运动，这种磁力线不断对中，偏移往复的过程，随磁力中心线偏移的水平，导致电机轴向振动的强度或大或小，严重时对电机本体和被拖动设备的危害是致命的。
常规的电动机调节磁中心的方法为，通过限位即增加限制电动机转子轴向位移的零件(如止推垫圈、垫块等)来限制转子可发生轴向偏移的空间，以达到减小磁中心偏移量的目的，这种方法属于机械调节，对于磁中心偏移的调整只能起到限制作用，不能灵活地根据磁中心发生的偏移量做出精确的补偿，使电动机磁中心迅速对中，也不能在电动机运行发生轴向窜动时，减小窜动量，达到电动机稳定运行的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何灵活地根据磁中心发生的偏移量做出精确的补偿，使电动机磁中心迅速对中。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，包括固定在电动转子非轴伸端上的电磁装置和齿轮，齿轮径向侧设有用于测量齿轮运行状态的传感器，电磁装置轴向侧设有永磁体，永磁体中心与电磁装置中心径向对齐；传感器、电磁装置分别与控制器连接；传感器通过检测齿轮的运转状态得到电动机的电机转子运行状态，再将电机转子运行状态的数据实时传输给控制器，控制器中存储有电动机磁中心对齐时的参数，控制器将输入的数据与控制器中存储的参数进行对比，判断是否有磁中心偏移，偏移量为多少，若有偏移量，则再将偏移量转换为控制电磁装置的电流，并输出到电磁装置；电磁装置根据控制器实时传递而来的不同大小及方向的电流改变自身所产生的电磁场的大小及方向，从而与永磁体产生排斥或吸引的力。
优选地，所述的电动转子的非轴伸端上还套设有将电机转子轴向振动动能转变为热能的阻尼器，阻尼器与电动转子滑动摩擦连接。
优选地，所述的电动转子的非轴伸端上还固定有风扇，风扇的出风端正对电动机定子侧。
优选地，所述的阻尼器位于风扇与电动机的定子之间。
优选地，还包括固定在电动机外壳上的第二保护罩，永磁体固定在第二保护罩上；电磁装置、齿轮、传感器、永磁体均设于第二保护罩内。
优选地，所述的传感器固定在第二保护罩上。
优选地，所述的第二保护罩内靠近电动机定子侧设有第一保护罩，第一保护罩套在电动转子的非轴伸端上，且与电动转子之间设有间隙，第一保护罩的外侧边固定在第二保护罩内壁上或固定在电动机外壳上。
优选地，所述的控制器固定在电动机上。
本发明通过磁中心偏移测量装置和调节电动机转子偏移量的电磁装置，主动且实时地对电机磁中心进行检测和调整。主要是通过调节电动机转子轴向位移，来实现更快速、更精确的磁中心调整，减小电动机轴向振动的振幅，从而减小因磁中心不对中(偏移)导致的电动机振动，更大限度地减小电动机运行时磁中心偏移导致的电动机及其拖动装备能量损耗和机械损害；测量装置实时反馈电动机转子的运行数据给控制器，控制器也会实时计算并得出对应的调整值对电机转子进行调整；控制器同时还会收集电动机运行数据，形成经验库，以便控制器对电动机实现更迅速更精确的磁中心对准调节。
附图说明
图1为一种电机磁中心主动调整系统的示意图；
图2为电磁装置中通电线圈某一种通电状态下的电磁场仿真结果示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明提供了一种电机磁中心主动调整系统，如图1所示，其主要由测量装置、自动调节装置两部分构成。本发明的装置都安装于电动转子9的非轴伸端。
测量装置主要包括传感器6，即传感器6是测量装置的主要设备，传感器6能测量电动机8运行时电机转子9的转速和定子产生的轴向位移，传感器6与自动调节装置的控制器1连接在一起；传感器6下方有一个安装在电动机8非轴伸端轴上的齿轮11，传感器6通过检测此齿轮11的运转状态(如转速、偏移量)得到电动机8的电机转子9运行状态，然后再将状态数据实时传输给控制器1。齿轮11的中心固定在电机转子9的末端，且与电机转子9同轴转动。本实施例中，传感器6集成了转速传感器和位移传感器(测量偏移量)。
自动调节装置是由控制器1、电磁装置5和永磁体7构成，控制器1为独立通电，其中存储着电动机8磁中心对齐时的参数(即设定值)。控制器1是自动调节的关键组成部分，主要是接收测量装置传递的电动机8运行数据，再将输入的数据与设定值对比，然后将此数据转换为控制电磁装置5的电流，并输出到电磁装置5。电磁装置5是自动调节装置的执行部分之一，电磁装置5与控制器1连接，接收来自由控制器1调节过的电流，产生电动机8轴向的电磁场，与永磁体7的磁场相互作用，从而达到磁中心调整的目的；电磁装置5同轴固定在电机转子9上，且与电机转子9同轴转动。永磁体7是自动调节装置的执行部分之一，固定于第二保护罩10的末端，与电磁装置5中心(径向)对齐，并与其一起实现磁中心调整；
当测量装置数据传输到控制器1后，控制器1立即调用内置程序计算实时的电机转子9是否有磁中心偏移，偏移量为多少，若有偏移量，则再将偏移量转换为需要流过电磁装置5的电流量，最后控制器1将电流通入电磁装置5，产生对应的电磁力与固定在第二保护罩10末端的永磁体7产生相互作用力，根据牛顿第三定律，可以实现电动机定子轴向的调整，从而迅速地实现电动机8磁中心的对中调整，减小电动机8轴向振动及缩短振动时间。
风扇4固定在电机转子9上，风扇4为电动机8散热提供风路，为阻尼器3散热；本发明还在电动机8的风扇4之前增加了阻尼器3，阻尼器3直接套在电动转子9上且与电机转子9滑动摩擦连接(即阻尼器3可通过阻尼器3与电机转子9之间的摩擦力而转动，同时阻尼器3的多层阻尼片为磁性材料，且相邻两片之间的极性相同，产生磁性斥力，将阻尼片在轴向磁悬浮弹开互不相碰，当电动转子9受到轴向力产生位移时，阻尼器3的各个阻尼片先将动能收集到互斥磁场中，再通过阻尼片的磁场逸散和电动转子9的反复摩擦，将电机转子9轴向振动动能转变为热能，消耗振动能量，减少振幅，从而减小电动机8运转时定子的轴向窜动，从而减少电动机8轴向振动的振幅。
第二保护罩10固定在电动机8的外壳上，第二保护罩10设于第一保护罩2、阻尼器3、风扇4、电磁装置5、传感器6、永磁体7的外侧，用于保护本发明中的第一保护罩2、阻尼器3、风扇4、电磁装置5、传感器6、永磁体7，使其正常运行；第一保护罩2为电动机8的保护罩，防止进尘等影响电动机8运行，第一保护罩2的周围固定在第二保护罩10内侧，或固定在电动机8的外壳上。第一保护罩2设于电机定子与阻尼器3之间。传感器6固定在第二保护罩10内侧壁上。
附图2为电磁装置5的主要零件之一，根据通电线圈产生电磁场的原理设计，它可以根据控制器1实时传递而来的不同大小及方向的电流改变自身所产生的电磁场的大小及方向，从而与永磁体7产生排斥或吸引的力，达到调整电动机8磁中心的目的。图2为该零件某一种通电状态下的电磁场仿真结果，通入不同的电流会产生不同大小及方向的电磁场。
本发明通过自动调节装置实时监测运行中电机的转子的运行状态，并根据监测数据实时对电机转子进行轴向的位移调整，以达到主动调节电机磁中心使其对中的目的。
Claims (8)
1.一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，包括固定在电动转子(9)非轴伸端上的电磁装置(5)和齿轮(11)，齿轮(11)径向侧设有用于测量齿轮(11)运行状态的传感器(6)，电磁装置(5)轴向侧设有永磁体(7)，永磁体(7)中心与电磁装置(5)中心径向对齐；传感器(6)、电磁装置(5)分别与控制器(1)连接；传感器(6)通过检测齿轮(11)的运转状态得到电动机(8)的电机转子(9)运行状态，再将电机转子(9)运行状态的数据实时传输给控制器(1)，控制器(1)中存储有电动机(8)磁中心对齐时的参数，控制器(1)将输入的数据与控制器(1)中存储的参数进行对比，判断是否有磁中心偏移，偏移量为多少，若有偏移量，则再将偏移量转换为控制电磁装置(5)的电流，并输出到电磁装置(5)；电磁装置(5)根据控制器(1)实时传递而来的不同大小及方向的电流改变自身所产生的电磁场的大小及方向，从而与永磁体(7)产生排斥或吸引的力。
2.如权利要求1所述的一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，所述的电动转子(9)的非轴伸端上还套设有将电机转子(9)轴向振动动能转变为热能的阻尼器(3)，阻尼器(3)与电动转子(9)滑动摩擦连接。
3.如权利要求2所述的一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，所述的电动转子(9)的非轴伸端上还固定有风扇(4)，风扇(4)的出风端正对电动机(8)定子侧。
4.如权利要求3所述的一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，所述的阻尼器(3)位于风扇(4)与电动机(8)的定子之间。
5.如权利要求1所述的一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，还包括固定在电动机(8)外壳上的第二保护罩(10)，永磁体(7)固定在第二保护罩(10)上；电磁装置(5)、齿轮(11)、传感器(6)、永磁体(7)均设于第二保护罩(10)内。
6.如权利要求5所述的一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，所述的传感器(6)固定在第二保护罩(10)上。
7.如权利要求5所述的一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，所述的第二保护罩(10)内靠近电动机(8)定子侧设有第一保护罩(2)，第一保护罩(2)套在电动转子(9)的非轴伸端上，且与电动转子(9)之间设有间隙，第一保护罩(2)的外侧边固定在第二保护罩(10)内壁上或固定在电动机(8)外壳上。
8.如权利要求1所述的一种电机磁中心主动调整系统，其特征在于，所述的控制器(1)固定在电动机(8)上。
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