[发明专利]一种电机齿部气隙动态磁感应强度测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电机振动工程领域，具体涉及一种电机齿部气隙动态磁感应强度测量方法。

背景技术

电机是最常用的动力源，也是机械设备的主要振动、噪声源之一，其振动水平直接影响到设备运行的可靠性，尤其是在舰船领域，振动噪声始终是备受关注的问题。因此研制低噪声电机已成为降低电机辐射噪声有效的措施。电机振动主要由电磁激励和机械激励引起，通过电机轴承端盖和机座传递到机脚，电磁振动是电机气隙中电磁场相互作用产生的电磁力波，激起电机定子、转子振动并传递到机座，它与电机气隙内谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、频率、极数等因素有关。气隙磁场是机电能量转化的重要环节，它包括带动转子做功的旋转磁场，还包括产生振动的径向磁场，可见气隙磁场是电机的一个重要物理参量。对于振动而言，径向磁场主要作用在定子齿部，形成电磁力波，经定子齿向外传递，激励起电机机体的径向振动。那么测定气隙磁场就显得尤为重要。

目前测量电机磁场的方式主要有两种：霍尔元件测试、探测线圈法。霍尔元件是比较精密的测量磁场的传感器，但往往由于电机定转子之间的气隙太小，无法将霍尔传感器安装固定在气隙中，通常采用的办法是将霍尔传感器粘贴在定子端部来反映一定的磁场情况。但是端部磁场和气隙磁场还是有很大差别，其对应的关系也比较复杂。另一种是探测线圈法，许善椿等在文献中提出过一种探测线圈来测量交流电机端部磁场，但是其探测线圈放置在电机端部测量电机端部磁场，其虽在文中提到可放置在气隙中，但是他的线圈3mm高，仍然属于比较小的一种。对于常见的中小型电机而言，其气隙往往不足1mm，探测线圈无法粘贴到小间隙中。安跃军等在《正弦极宽调制式永磁电机的磁场分析与实验》一文中提到用整距线圈埋入绕组中来测量磁场，但是绕组中环绕的是定子齿部的定子磁场，对转子电流产生的气隙磁场并不明显，而且采用整距线圈，其实际上，测量出的是整距大面积范围内的平均磁场，已经跨过了多个定子齿，并不能比较精确的描述定子某一部位的气隙磁场。

查阅相关文献，目前未发现可在电机间隙内直接测量气隙磁感应强度的探测线圈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量精度高、动态适用性好的电机齿部气隙动态磁感应强度测量方法。

本发明的目的是这样实现的，包括如下步骤：

步骤一.用漆包线折成U形，绕在电机定子的齿靴部位；测定漆包线构成线圈的尺寸；漆包线与信号采集仪连接；

步骤二.电机开机，采集漆包线两端的电压和对应的时间；

步骤三.计算电机齿部气隙动态磁感应强度时间信号；

所述电机齿部气隙动态磁感应强度时间信号表达式为

其中B_m为电机齿部气隙动态磁感应强度；E为漆包线两端的电压；f为转动频率；S为漆包线构成线圈的面积；

步骤四.进行傅里叶变换，得到电机齿部气隙动态磁感应强度的频域结果。

本发明还可以包括：

1.漆包线的直径小于电机定子齿顶部与定子槽楔表面之间的距离；漆包线的上表面平整，与定子齿表面齐平；

2.漆包线构成的线圈有多组，分别安装于不同定子的齿靴部位；

3.漆包线以对绞方式绕在电机定子齿靴部位。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明方法操作简单、实施方便、适用范围广，可用于现有大部分细小气隙的电机；

2.漆包线线圈嵌入安装在齿靴与槽楔之间的气隙中，与定子齿表面齐平，不干涉转子旋转，可以在电机转动时进行动态数据测量；用电磁感应原理，直接测量气隙磁感应强度的定转子的磁感应强度，不影响电机正常运行；

3.采用引线绞绕的方式消除寄生电势，可在小面积范围内进行较为精确的测量定子齿表面的磁感应强度，且幅值准确；

4.多组配合使用，还可以测量出电机齿部气隙动态磁感应强度的空间阶次。

附图说明

图1是本发明漆包线的安装位置示意图。

图2是本发明的安装位置A局部放大图。

图3是本发明的探测线圈绕线展开示意图。

图4本发明测试处理方法流程图。

图5探测线圈测试结果与仿真结果幅值对比。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做更详细的阐述：