CN219777906U - 一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置，包括：模拟模块，模拟模块包括：永磁发电机、驱动组件和负载，永磁发电机包括：定子、转子和多个永磁阵列，永磁阵列设置在转子上，永磁阵列用于调节间隙中的磁场强度；检测模块，检测模块包括：磁场检测组件和位置检测组件，磁场检测组件的检测端与间隙相连，位置检测组件的检测端与转子相连。在本公开的一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置中，通过永磁阵列、磁场检测组件和位置检测组件的配合，能够建立永磁发电机永磁阵列的退磁状态与永磁发电机间隙磁强和永磁发电机永磁阵列位置之间的联系，从而为永磁发电机的退磁故障诊断提供了基础，进而提高了永磁发电机的退磁故障诊断效率，减小永磁发电机的经济损失。

Description

一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置

技术领域

本公开涉及永磁发电机技术领域，尤其涉及一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置。

背景技术

永磁发电机是指将机械能转换成电能的电力设备，在永磁发电机使用过程中，其中的永磁体不可避免的会出现退磁现象，造成永磁发电机的空载电动势减小，损耗增大，严重影响了永磁发电机的运行性能。

目前，对于永磁发电机的退磁模拟装置较少，无法系统的获取永磁发电机中永磁体不同的退磁状态与永磁发电机的性能参数之间的联系，导致永磁发电机的退磁故障诊断难度较大，使永磁发电机的退磁故障无法快速诊断并消除，容易造成较大的经济损失。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的目的在于提供一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置。

为达到上述目的，本公开提供一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置，包括：模拟模块，所述模拟模块包括：永磁发电机、驱动组件和负载，所述永磁发电机包括：定子、转子和多个永磁阵列，所述定子的输出端与所述负载的输入端相连，所述转子相对所述定子转动设置，且所述转子与所述驱动组件传动相连，所述转子与所述定子之间设置有间隙，所述永磁阵列设置在所述转子上，所述永磁阵列用于调节所述间隙中的磁场强度；检测模块，所述检测模块包括：磁场检测组件和位置检测组件，所述磁场检测组件的检测端与所述间隙相连，所述位置检测组件的检测端与所述转子相连。

可选的，所述多个永磁阵列包括：第一阵列、第二阵列、第三阵列和第四阵列，所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列沿所述转子的周向间隔设置在所述转子上，所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列均包括：第一永磁组和第二永磁组；其中，所述第一永磁组包括：第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体，所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体沿所述转子的轴向依次设置，且所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体的磁极方向位于所述转子的径向上；所述第二永磁组包括：第五永磁体、第六永磁体、第七永磁体和第八永磁体，所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体沿所述转子的轴向依次设置，且所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体的磁极方向位于所述转子的径向上；所述第一永磁组和所述第二永磁组沿所述转子的周向依次设置，且所述第一永磁体与所述第五永磁体相邻设置，所述第二永磁体与所述第六永磁体相邻设置，所述第三永磁体与所述第七永磁体相邻设置，所述第四永磁体与所述第八永磁体相邻设置。

可选的，所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态；或所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是第一程度的退磁状态。

可选的，所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态；其中，所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态，所述第一阵列中的所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第六永磁体和所述第七永磁体均是第二程度的退磁状态；或所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是第三程度的退磁状态。

可选的，所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态；其中，所述第一阵列中的所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态，所述第二阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体均是磁饱和状态，所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体均是第四程度的退磁状态，所述第二阵列中的所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是所述第四程度的退磁状态；或所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是所述第四程度的退磁状态，所述第二阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是所述第四程度的退磁状态。

可选的，所述模拟模块还包括：壳体，所述转子转动设置在所述壳体内，所述驱动组件设置在所述壳体上，所述定子设置在所述壳体内，且所述定子套设在所述转子上，所述磁场检测组件和所述位置检测组件设置在所述壳体上；所述检测模块还包括：上位机，所述上位机的输入端与所述磁场检测组件的输出端和所述位置检测组件的输出端相连。

可选的，所述磁场检测组件包括：通孔，所述通孔设置在所述定子和所述壳体上，且所述通孔位于所述定子的径向上，所述通孔的一端与所述间隙相连，所述通孔远离所述间隙的一端延伸到所述壳体外；磁场强度传感器，所述磁场强度传感器设置在所述壳体上，且所述磁场强度传感器的检测端设置在所述通孔内；第一数据采集卡，所述第一数据采集卡的输入端与所述磁场强度传感器的输出端相连，所述第一数据采集卡的输出端与所述上位机的输入端相连；其中，所述定子的轴向位于水平方向上，所述通孔位于所述定子的上端，且所述通孔位于所述定子轴向的中心位置。

可选的，所述位置检测组件包括：角度传感器，所述角度传感器设置在所述壳体上，所述角度传感器的检测端与所述转子相连；第二数据采集卡，所述第二数据采集卡的输入端与所述角度传感器的输出端相连，所述第二数据采集卡的输出端与所述上位机的输入端相连。

可选的，所述检测模块还包括：电流检测组件，所述电流检测组件包括：多个电流钳和第三数据采集卡，多个所述电流钳分别夹持在所述定子的多个输出端上，所述第三数据采集卡的多个输入端分别与多个所述电流钳的输出端相连，所述第三数据采集卡的输出端与所述上位机的输入端相连。

可选的，所述驱动组件包括：驱动电机和变频器，所述驱动电机与所述转子传动相连，所述变频器的输出端与所述驱动电机的输入端相连；所述负载包括：变流器和电网，所述变流器的输入端与所述定子的输出端相连，所述变流器的输出端与所述电网的输入端相连。

本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过永磁阵列调节间隙中的磁场强度，能够模拟永磁发电机永磁阵列的不同退磁状态，通过磁场检测组件的检测端与间隙相连，能够检测间隙中的磁场强度，通过位置检测组件的检测端与转子相连，能够检测转子上永磁阵列的位置，由此，通过永磁阵列、磁场检测组件和位置检测组件的配合，能够建立永磁发电机永磁阵列的退磁状态与永磁发电机间隙磁强和永磁发电机永磁阵列位置之间的联系，从而为永磁发电机的退磁故障诊断提供了基础，进而提高了永磁发电机的退磁故障诊断效率，减小永磁发电机的经济损失。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本公开一实施例提出的永磁发电机退磁故障模拟检测装置的结构示意图；

图2是本公开一实施例提出的永磁发电机退磁故障模拟检测装置中转子的剖面示意图；

图3是本公开一实施例提出的永磁发电机退磁故障模拟检测装置中永磁阵列的结构示意图；

图4是本公开一实施例提出的永磁发电机退磁故障模拟检测装置的剖面示意图；

图5是本公开一实施例提出的永磁发电机退磁故障模拟检测装置中磁场检测组件处的结构示意图；

图6是本公开一实施例提出的永磁发电机退磁故障模拟检测装置中位置检测组件处的结构示意图；

图7是本公开一实施例提出的永磁发电机退磁故障模拟检测装置中电流检测组件处的结构示意图；

如图所示：1、模拟模块；

11、永磁发电机，111、定子，112、转子，113、永磁阵列，114、第一阵列，115、第二阵列，116、第三阵列，117、第四阵列，118、间隙；

1131、第一永磁组，11311、第一永磁体，11312、第二永磁体，11313、第三永磁体，11314、第四永磁体；

1132、第二永磁组，11321、第五永磁体，11322、第六永磁体，11323、第七永磁体，11324、第八永磁体；

12、驱动组件，121、驱动电机，122、变频器；

13、负载，131、变流器，132、电网；

14、壳体；

2、检测模块；

21、磁场检测组件，211、通孔，212、磁场强度传感器，213、第一数据采集卡；

22、位置检测组件，221、角度传感器，222、第二数据采集卡；

23、电流检测组件，231、电流钳，232、第三数据采集卡；

24、上位机。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

如图1、图4和图5所示，本公开实施例提出一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置，包括模拟模块1和检测模块2，模拟模块1包括永磁发电机11、驱动组件12和负载13，永磁发电机11包括定子111、转子112和多个永磁阵列113，定子111的输出端与负载13的输入端相连，转子112相对定子111转动设置，且转子112与驱动组件12传动相连，转子112与定子111之间设置有间隙118，永磁阵列113设置在转子112上，永磁阵列113用于调节间隙118中的磁场强度，检测模块2包括磁场检测组件21和位置检测组件22，磁场检测组件21的检测端与间隙118相连，位置检测组件22的检测端与转子112相连。

可以理解的是，驱动组件12驱动转子112转动并使转子112上的永磁阵列113同步转动，从而使永磁阵列113通过电磁感应原理在定子111上产生电能，定子111上的电能传输到负载13并消耗，由此实现永磁发电机11的发电模拟。

其中，通过永磁阵列113调节间隙118中的磁场强度，能够模拟永磁发电机11永磁阵列113的不同退磁状态，通过磁场检测组件21的检测端与间隙118相连，能够检测间隙118中的磁场强度，通过位置检测组件22的检测端与转子112相连，能够检测转子112上永磁阵列113的位置，由此，通过永磁阵列113、磁场检测组件21和位置检测组件22的配合，能够建立永磁发电机11永磁阵列113的退磁状态与永磁发电机11间隙118磁强和永磁发电机11永磁阵列113位置之间的联系，从而为永磁发电机11的退磁故障诊断提供了基础，进而提高了永磁发电机11的退磁故障诊断效率，减小永磁发电机11的经济损失。

需要说明的是，永磁发电机11的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，永磁发电机11可以是高速风力永磁发电机11，其额定转速为1800r/min，额定功率为25kW。

定子111用于响应转子112的转动而产生电能的部件，定子111的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，定子111包括第一铁芯和多个绕组，多个绕组均匀设置在第一铁芯上，多个绕组的输出端与负载13的多个输入端相连，当转子112上的永磁阵列113转动时，则多个绕组根据电磁感应原理产生电能并向负载13输送。

转子112用于在驱动组件12的驱动下产生旋转的磁场，转子112的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，转子112包括第二铁芯，第二铁芯与驱动组件12传动相连，第二铁芯位于第一铁芯内，且第二铁芯的中心轴与第一铁芯的中心轴重合，多个永磁阵列113均匀设置在第二铁芯上，当驱动组件12驱动第二铁芯转动时，多个永磁阵列113随第二铁芯同步转动，从而产生旋转的磁场。

当永磁发电机11出现退磁故障时，间隙118中位于退磁永磁体处的磁场强度会减小，而正常永磁体处的磁场强度变化相对较小，因此可以通过间隙118中的磁场强度变化判断退磁故障的类型，具体的，通过位置检测组件22检测的转子112位置获取转子112的角度，并以转子112的角度作为横坐标，通过磁场检测组件21检测间隙118的磁场强度，并以间隙118的磁场强度作为纵坐标，由此制作曲线图，且在曲线图中形成了多个与永磁体对应的波形。

其中，设置间隙118磁场强度的正常峰值，在所有波形峰值与正常峰值之间的差值均在第一范围内时，则表示永磁发电机11处于正常运行状态，在所有波形峰值与正常峰值之间的差值均超过第一范围时，则表示永磁发电机11出现了退磁故障，其中，在所有波形峰值与正常峰值之间的差值均超过第一范围，且所有波形峰值之间的差值均在第二范围内时，则表示永磁发电机11出现的是均匀退磁故障，在所有波形峰值与正常峰值之间的差值均超过第一范围，且部分波形峰值之间的差值超过了第二范围时，则表示永磁发电机11出现的是局部退磁故障。

同时，永磁发电机11出现的是局部退磁故障时，由于转子112的角度与曲线图中的波形相对应，因此可以根据与该波形对应的转子112角度快速确定出故障永磁体。

由此，利用永磁发电机退磁故障模拟检测装置建立永磁发电机11永磁阵列113的退磁状态与永磁发电机11间隙118磁强和永磁发电机11永磁阵列113位置之间的联系，从而为永磁发电机11的的退磁故障诊断提供了基础。

永磁阵列113是指多个永磁体呈阵列状分布所形成的部件，永磁阵列113的具体数量和永磁阵列113中永磁体的具体数量可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图2和图3所示，在一些实施例中，多个永磁阵列113包括第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117，第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117沿转子112的周向间隔设置在转子112上，第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117均包括第一永磁组1131和第二永磁组1132。

其中，第一永磁组1131包括第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314，第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314沿转子112的轴向依次设置，且第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314的磁极方向位于转子112的径向上，第二永磁组1132包括第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324，第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324沿转子112的轴向依次设置，且第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324的磁极方向位于转子112的径向上，第一永磁组1131和第二永磁组1132沿转子112的周向依次设置，且第一永磁体11311与第五永磁体相邻设置，第二永磁体11312与第六永磁体11322相邻设置，第三永磁体11313与第七永磁体11323相邻设置，第四永磁体11314与第八永磁体11324相邻设置。

可以理解的是，第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117沿转子112的周向间隔设置在转子112上，且第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117的结构相同，使得转子112上形成四个磁极对，且在转子112转动时能够形成稳定变化的磁场，从而使定子111上产生电能，实现永磁发电机11的发电模拟。

其中，由于第一永磁组1131包括第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314，第二永磁组1132包括第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324，使得第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117均包括八个呈阵列状分布的永磁体，从而便于变换不同退磁程度的永磁体，以模拟永磁发电机11不同的退磁状态。

需要说明的是，第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均可以是磁钢。

第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324在转子112上的设置方式可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324可以通过螺丝固定、卡扣固定、粘贴固定等方式设置在转子112上。

第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117共包括三十二个永磁体，三十二个永磁体可以全部是磁饱和状态，即0％的退磁状态，也可以全部是失磁状态，即100％的退磁状态，还可以是部分永磁体是磁饱和状态，部分永磁体是退磁状态，且退磁状态可以是磁饱和状态与失磁状态之间的任意状态，可以根据不同的退磁状态模拟需求进行设置，对此不作限制。

在一些实施例中，第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态；或第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第一程度的退磁状态。

可以理解的是，当第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态时，可以模拟永磁发电机11的正常状态。

当第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第一程度的退磁状态时，可以模拟永磁发电机11全部磁极的均匀退磁故障。

由此，使永磁发电机退磁故障模拟检测装置整体能够模拟的状态更多，为永磁发电机11的退磁故障诊断提供的基础更为丰富，进而提高了永磁发电机11的退磁故障诊断效率，减小永磁发电机11的经济损失。

需要说明的是，根据不同的模拟需求，第一阵列114、第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324可以是20％的退磁状态，也可以是40％的退磁状态，对此不作限制。

在一些实施例中，第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态。

其中，第一阵列114中的第一永磁体11311、第四永磁体11314、第五永磁体11321和第八永磁体11324均是磁饱和状态，第一阵列114中的第二永磁体11312、第三永磁体11313、第六永磁体11322和第七永磁体11323均是第二程度的退磁状态；或第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第三程度的退磁状态。

可以理解的是，当第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态，且第一阵列114中的第一永磁体11311、第四永磁体11314、第五永磁体11321和第八永磁体11324均是磁饱和状态，第一阵列114中的第二永磁体11312、第三永磁体11313、第六永磁体11322和第七永磁体11323均是第二程度的退磁状态时，可以模拟永磁发电机11单极永磁体的局部退磁故障。

当第二阵列115、第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态，且第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第三程度的退磁状态时，可以模拟永磁发电机11单极永磁体的均匀退磁故障。

由此，使永磁发电机退磁故障模拟检测装置整体能够模拟的状态更多，为永磁发电机11的退磁故障诊断提供的基础更为丰富，进而提高了永磁发电机11的退磁故障诊断效率，减小永磁发电机11的经济损失。

需要说明的是，在模拟永磁发电机11单极永磁体的局部退磁故障时，根据不同的模拟需求，第一阵列114中的第二永磁体11312、第三永磁体11313、第六永磁体11322和第七永磁体11323可以是30％的退磁状态，也可以是50％的退磁状态，还可以是100％的退磁状态，对此不作限制。

在模拟永磁发电机11单极永磁体的均匀退磁故障时，根据不同的模拟需求，第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324可以是30％的退磁状态，也可以是50％的退磁状态，也可以是70％的退磁状态，还可以是100％的退磁状态，对此不作限制。

单极是指一个磁极，除了上述模拟的第一阵列114，也可以单独模拟第二阵列115、第三阵列116或第四阵列117，对此不作限制。

在一些实施例中，第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态。

其中，第一阵列114中的第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态，第二阵列115中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314均是磁饱和状态，第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314均是第四程度的退磁状态，第二阵列115中的第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第四程度的退磁状态；或第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第四程度的退磁状态，第二阵列115中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第四程度的退磁状态。

可以理解的是，当第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态，且第一阵列114中的第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态，第二阵列115中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314均是磁饱和状态，第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314均是第三程度的退磁状态，第二阵列115中的第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第四程度的退磁状态时，可以模拟永磁发电机11相邻永磁体的局部退磁故障。

当第三阵列116和第四阵列117中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是磁饱和状态，且第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第四程度的退磁状态，第二阵列115中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324均是第四程度的退磁状态时，可以模拟永磁发电机11相邻永磁体的均匀退磁故障。

由此，使永磁发电机退磁故障模拟检测装置整体能够模拟的状态更多，为永磁发电机11的退磁故障诊断提供的基础更为丰富，进而提高了永磁发电机11的退磁故障诊断效率，减小永磁发电机11的经济损失。

需要说明的是，在模拟永磁发电机11相邻永磁体的局部退磁故障时，根据不同的模拟需求，第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314可以是50％的退磁状态，第二阵列115中的第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324也可以是50％的退磁状态，同时，第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313和第四永磁体11314也可以是100％的退磁状态，第二阵列115中的第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324也可以是100％的退磁状态，对此不作限制。

在模拟永磁发电机11相邻永磁体的均匀退磁故障时，根据不同的模拟需求，第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324可以是50％的退磁状态，第二阵列115中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324也可以是50％的退磁状态，同时，第一阵列114中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324也可以是100％的退磁状态，第二阵列115中的第一永磁体11311、第二永磁体11312、第三永磁体11313、第四永磁体11314、第五永磁体11321、第六永磁体11322、第七永磁体11323和第八永磁体11324也可以是100％的退磁状态，对此不作限制。

如图1、图4、图5、图6和图7所示，在一些实施例中，模拟模块1还包括壳体14，转子112转动设置在壳体14内，驱动组件12设置在壳体14上，定子111设置在壳体14内，且定子111套设在转子112上，磁场检测组件21和位置检测组件22设置在壳体14上；检测模块2还包括上位机24，上位机24的输入端与磁场检测组件21的输出端和位置检测组件22的输出端相连。

可以理解的是，通过壳体14的设置，实现定子111、转子112、磁场检测组件21、位置检测组件22等部件的集成安装，使整体的结构更为紧凑、合理，使用更为便捷，同时，壳体14还能够为定子111、转子112等部件提供防护，避免受到外部物体的干扰，保证模拟检测的稳定进行。

通过上位机24的设置，实现对磁场检测组件21输出信号和位置检测组件22输出信号的自动接收和处理，从而使整体的自动化水平更高，使用更为便捷。

需要说明的是，壳体14的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，壳体14的底部设置有底座，壳体14内设置有空腔，定子111和转子112设置在空腔内。

转子112在壳体14内的设置方式可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，转子112的中心轴处设置有转轴，转轴通过轴承转动设置在壳体14内，且转轴的一端贯穿出壳体14后与驱动组件12传动相连并与位置检测组件22的检测端相连。

定子111在壳体14内的设置方式可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，定子111通过法兰固定设置在壳体14内，且定子111上的绕组通过贯穿出壳体14的传输线与负载13相连。

上位机24用于数据的接收和处理，上位机24的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，上位机24可以是计算机。

磁场检测组件21用于检测间隙118的磁场强度，磁场检测组件21的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图1、图4和图5所示，在一些实施例中，磁场检测组件21包括通孔211、磁场强度传感器212和第一数据采集卡213，通孔211设置在定子111和壳体14上，且通孔211位于定子111的径向上，通孔211的一端与间隙118相连，通孔211远离间隙118的一端延伸到壳体14外，磁场强度传感器212设置在壳体14上，且磁场强度传感器212的检测端设置在通孔211内，第一数据采集卡213的输入端与磁场强度传感器212的输出端相连，第一数据采集卡213的输出端与上位机24的输入端相连，其中，定子111的轴向位于水平方向上，通孔211位于定子111的上端，且通孔211位于定子111轴向的中心位置。

可以理解的是，磁场强度传感器212通过通孔211检测间隙118的磁场强度并将磁场强度转换为电信号发送到第一数据采集卡213，第一数据采集卡213将该电信号转送到上位机24中，以保证上位机24对间隙118磁场强度的稳定监测。

其中，通过通孔211的位置设置，使磁场强度传感器212检测的间隙118磁场强度更为准确，由此有效提高了永磁发电机退磁故障模拟检测装置整体的模拟检测精确性。

需要说明的是，磁场强度传感器212用于检测磁场强度，磁场强度传感器212的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

磁场强度传感器212在壳体14上的设置方式可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，磁场强度传感器212通过法兰固定在壳体14上并使磁场强度传感器212的探头伸入到通孔211内。

第一数据采集卡213用于数据的中转，第一数据采集卡213的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

通孔211用于放置磁场强度传感器212的检测端，通孔211的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，通孔211的孔径可以是20mm。

位置检测组件22用于检测转子112的位置，位置检测组件22的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图1、图4和图6所示，在一些实施例中，位置检测组件22包括角度传感器221和第二数据采集卡222，角度传感器221设置在壳体14上，角度传感器221的检测端与转子112相连，第二数据采集卡222的输入端与角度传感器221的输出端相连，第二数据采集卡222的输出端与上位机24的输入端相连。

可以理解的是，在转子112转动时，角度传感器221的检测端检测转子112的转动角度，同时角度传感器221将检测的角度转换为电信号发送到第二数据采集卡222，第二数据采集卡222将该电信号转送到上位机24中，以保证上位机24对转子112角度的稳定监测。

需要说明的是，角度传感器221的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，角度传感器221可以是绝对式光电角位置传感器。

第二数据采集卡222用于数据的中转，第二数据采集卡222的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

可以将角度传感器221和转子112的零度位置设置在通孔211处，当永磁发电机11磁极数为2p时，则每一个磁极对应的角度范围为360/2p度，即每旋转360/2p度，便会有一个磁极完整的经过磁场强度传感器212，且多个磁极对应的角度范围依次是0度-360/2p度、360/2p度-360/p度、360/p度-720/p度等。

如图1、图4和图7所示，在一些实施例中，检测模块2还包括电流检测组件23，电流检测组件23包括多个电流钳231和第三数据采集卡232，多个电流钳231分别夹持在定子111的多个输出端上，第三数据采集卡232的多个输入端分别与多个电流钳231的输出端相连，第三数据采集卡232的输出端与上位机24的输入端相连。

可以理解的是，在定子111输出电能时，多个电流钳231分别将定子111多个输出端上的电流传输到第三数据采集卡232，第三数据采集卡232将该电信号转送到上位机24中，以保证上位机24对定子111电流的稳定监测。

其中，通过电流检测组件23的设置，能够与磁场检测组件21和位置检测组件22相配合，从而使整体对永磁发电机11的退磁故障判断更为准确，有效提高了永磁发电机退磁故障模拟检测装置整体的模拟检测精确性。

需要说明的是，电流钳231的数量与定子111的绕组数量一一对应，电流钳231的的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

第三数据采集卡232用于数据的中转，第三数据采集卡232的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

驱动组件12用于驱动转子112的转动，驱动组件12的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图1和图4所示，在一些实施例中，驱动组件12包括驱动电机121和变频器122，驱动电机121与转子112传动相连，变频器122的输出端与驱动电机121的输入端相连，负载13包括变流器131和电网132，变流器131的输入端与定子111的输出端相连，变流器131的输出端与电网132的输入端相连。

可以理解的是，通过驱动电机121的设置，实现对转子112的驱动，保证永磁发电机11能够稳定的进行退磁故障模拟，同时，通过变频器122的设置，实现对驱动电机121转速的调节，从而使整体能够模拟自然界的风速变化，使永磁发电机退磁故障模拟检测装置整体的模拟检测精确性更高。

通过变流器131的设置，使定子111输出的电能能够满足电网132的使用，且通过电网132的设置，使得定子111输出的电能能够进入到电网132中，以使永磁发电机11的退磁故障模拟能够接近真实发电状态，从而使永磁发电机退磁故障模拟检测装置整体的模拟检测精确性更高。

需要说明的是，变频器122用于驱动驱动电机121，同时还用于调节驱动驱动电机121的转速，变频器122的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

驱动驱动电机121用于驱动转子112转动，驱动驱动电机121的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

驱动驱动电机121在壳体14上的设置方式可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，驱动驱动电机121可以通过螺栓固定、卡扣固定等方式设置在壳体14外，且驱动驱动电机121的输出轴与转子112的转轴同轴相连。

变频器122用于转换定子111输出的电能，变频器122的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

本实施例的永磁发电机退磁故障模拟检测装置的使用方法可以根据实际需要进行设置，对此不作限制，示例的，永磁发电机退磁故障模拟检测装置根据如下步骤使用：

通过驱动电机121驱动转子112转动，并通过角度传感器221获取转子112的角度信号，且当转子112达到零度时，通过磁场强度传感器212获取间隙118的磁场强度信号；

提取磁场强度传感器212获取的每个电周期的磁场强度信号的峰值；

将每个电周期的磁场强度信号峰值与正常时磁场强度信号的峰值作差，得到第一差值；

比较第一差值与第一设定阈值，若第一差值小于第一设定阈值，则可以判断永磁发电机11为正常状态，若第一差值大于第一设定阈值，则可以判断永磁发电机11出现退磁故障；

当永磁发电机11出现退磁故障时，将所有电周期磁场强度信号峰值中的任意两个之间进行作差，得到多个第二差值，将第二差值与第二设定阈值比较，若所有第二差值均小于第二设定阈值，则可以判断永磁发电机11出现的是均匀退磁故障，若存在第二差值大于第二设定阈值的情况，则可以判断永磁发电机11出现的是局部退磁故障；

当永磁发电机11出现的是局部退磁故障时，通过对应的转子112角度确定出故障永磁体的位置。

其中，通过对间隙118磁场强度和转子112角度的判断得到第一诊断结果，通过对定子111电流的判断得到第二诊断结果，通过第一诊断结果和第二诊断结果确定出永磁发电机11的退磁故障类型，并同时记录永磁发电机11的退磁故障类型、间隙118磁场强度数据、转子112角度数据和定子111电流数据，以用于真实的永磁发电机11退磁故障诊断。

第一设定阈值可以是1，第二设定阈值可以是2。

需要说明的是，在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，包括：

模拟模块，所述模拟模块包括：永磁发电机、驱动组件和负载，所述永磁发电机包括：定子、转子和多个永磁阵列，所述定子的输出端与所述负载的输入端相连，所述转子相对所述定子转动设置，且所述转子与所述驱动组件传动相连，所述转子与所述定子之间设置有间隙，所述永磁阵列设置在所述转子上，所述永磁阵列用于调节所述间隙中的磁场强度；

检测模块，所述检测模块包括：磁场检测组件和位置检测组件，所述磁场检测组件的检测端与所述间隙相连，所述位置检测组件的检测端与所述转子相连。

2.根据权利要求1所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，

所述多个永磁阵列包括：第一阵列、第二阵列、第三阵列和第四阵列，所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列沿所述转子的周向间隔设置在所述转子上，所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列均包括：第一永磁组和第二永磁组；

其中，所述第一永磁组包括：第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体，所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体沿所述转子的轴向依次设置，且所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体的磁极方向位于所述转子的径向上；

所述第二永磁组包括：第五永磁体、第六永磁体、第七永磁体和第八永磁体，所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体沿所述转子的轴向依次设置，且所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体的磁极方向位于所述转子的径向上；

所述第一永磁组和所述第二永磁组沿所述转子的周向依次设置，且所述第一永磁体与所述第五永磁体相邻设置，所述第二永磁体与所述第六永磁体相邻设置，所述第三永磁体与所述第七永磁体相邻设置，所述第四永磁体与所述第八永磁体相邻设置。

3.根据权利要求2所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，

所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态；

或

所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是第一程度的退磁状态。

4.根据权利要求2所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，

所述第二阵列、所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态；

其中，所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态，所述第一阵列中的所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第六永磁体和所述第七永磁体均是第二程度的退磁状态；

或

所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是第三程度的退磁状态。

5.根据权利要求2所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，

所述第三阵列和所述第四阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态；

其中，所述第一阵列中的所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是磁饱和状态，所述第二阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体均是磁饱和状态，所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体和所述第四永磁体均是第四程度的退磁状态，所述第二阵列中的所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是所述第四程度的退磁状态；

或

所述第一阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是所述第四程度的退磁状态，所述第二阵列中的所述第一永磁体、所述第二永磁体、所述第三永磁体、所述第四永磁体、所述第五永磁体、所述第六永磁体、所述第七永磁体和所述第八永磁体均是所述第四程度的退磁状态。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，

所述模拟模块还包括：壳体，所述转子转动设置在所述壳体内，所述驱动组件设置在所述壳体上，所述定子设置在所述壳体内，且所述定子套设在所述转子上，所述磁场检测组件和所述位置检测组件设置在所述壳体上；

所述检测模块还包括：上位机，所述上位机的输入端与所述磁场检测组件的输出端和所述位置检测组件的输出端相连。

7.根据权利要求6所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，所述磁场检测组件包括：

通孔，所述通孔设置在所述定子和所述壳体上，且所述通孔位于所述定子的径向上，所述通孔的一端与所述间隙相连，所述通孔远离所述间隙的一端延伸到所述壳体外；

磁场强度传感器，所述磁场强度传感器设置在所述壳体上，且所述磁场强度传感器的检测端设置在所述通孔内；

第一数据采集卡，所述第一数据采集卡的输入端与所述磁场强度传感器的输出端相连，所述第一数据采集卡的输出端与所述上位机的输入端相连；

其中，所述定子的轴向位于水平方向上，所述通孔位于所述定子的上端，且所述通孔位于所述定子轴向的中心位置。

8.根据权利要求6所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，所述位置检测组件包括：

角度传感器，所述角度传感器设置在所述壳体上，所述角度传感器的检测端与所述转子相连；

第二数据采集卡，所述第二数据采集卡的输入端与所述角度传感器的输出端相连，所述第二数据采集卡的输出端与所述上位机的输入端相连。

9.根据权利要求6所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，所述检测模块还包括：

电流检测组件，所述电流检测组件包括：多个电流钳和第三数据采集卡，多个所述电流钳分别夹持在所述定子的多个输出端上，所述第三数据采集卡的多个输入端分别与多个所述电流钳的输出端相连，所述第三数据采集卡的输出端与所述上位机的输入端相连。

10.根据权利要求1-5中任意一项所述的永磁发电机退磁故障模拟检测装置，其特征在于，

所述驱动组件包括：驱动电机和变频器，所述驱动电机与所述转子传动相连，所述变频器的输出端与所述驱动电机的输入端相连；

所述负载包括：变流器和电网，所述变流器的输入端与所述定子的输出端相连，所述变流器的输出端与所述电网的输入端相连。