[发明专利]一种轮毂电机动态偏心故障检测方法

说明书

一种轮毂电机动态偏心故障检测方法，涉及电机故障的检测方法，步骤如下：判断电机类型，为单元电机设置电压测试线；测试待测轮毂电机的一个单元电机一个周期的空载反电动势、提取其全部极大值，计算其标准偏差；对已知不同动态偏心率的标准电机进行测试，求取动态偏心率与标准偏差的线性关系D=aσ中的系数a，其中，D为动态偏心率、σ为标准偏差；将步骤4得到的标准偏差代入线性关系式中，即可判断待测轮毂电机是否存在动态偏心以及动态偏心程度。本发明针对本身是单元电机的轮毂电机，无需任何改装，只进行简便、常规的空载反电动势测试，即可检测其是否存在动态偏心以及偏心程度大小。本发明操作流程、计算方法十分简单，测试数据精准。

技术领域

本发明涉及电机故障的检测方法，更具体的说是一种针对轮毂电机动态偏心故障的准确检测方法。

背景技术

轮毂电机驱动是一种直接驱动方式，电机直接与车轮连接，驱动车辆前进。作为一种优越的驱动方式，轮毂电机驱动广泛应用于分布式驱动的电动汽车、电动自行车等领域。它有机械连接结构简单，传动链短，每个轮子可以独立控制等优点。但同时，轮毂电机用作驱动电机，电机所连接的车轮直接与路面接触，因此极易受到路面质量差、运行工况恶劣、负载变化明显等因素影响，再加上电机定转子间轴承的制造加工误差，极易导致轮毂电机定转子的偏心故障。进而使得气隙磁场发生畸变，影响电机的电磁输出性能，增大电机的振动噪声，严重时可能造成电机定转子直接接触，电机磨损报废。由于工程实践中，电机密闭，所以发生偏心故障时往往不易察觉，一旦察觉故障，一般已经使电机出现不可逆的损伤。如果可以在电机生产设计阶段就预留偏心检测的接口，且在电机正常使用过程中，无需进一步改动，即可实现偏心检测，将具有极高的工程应用价值。

综合调研现有文献，发现现有的电机偏心检测技术，大概分为如下几类：

1）利用定子电流及其频谱特征来判断偏心位置和偏心程度。此类方法可以动态检测。但是定子电流极易受负载工况和电机控制方式的影响，且定子电流的偏心特征频谱可能来自于其他故障影响因素。此外，由于偏心频谱特征往往较小，所以无法精准的预测低程度的偏心故障；

2）使用百分表进行直接机械检测。由于电机气隙长度往往只有10^-1mm的数量级，因此很难保证装置整体的准确校正与安装，且会引入圆度误差。

3）在定子槽或定子内表面安装探查线圈或编码器，通过分析线圈或编码器的电压变化来检测偏心位置和程度。这种方法需要对电机进行较大改装，工艺复杂，且线圈容易与转子发生摩擦。另一方面，线圈感应磁场的灵敏度低，也容易受到温度等因素的影响，数据误差大。

4）基于电机振动响应计算动态偏心量。此类方法测试过程复杂，测试成本较高。易受外界干扰，无法在电机生产设计阶段预留检测端口，不适合大批量检测。

综上所述，现有技术多针对交流感应电动机，涉及轮毂电机的动态偏心检测方法则鲜有介绍。此外，利用现有的技术很难实现成本低、精度高、操作简便、能够批量检测、快速应用且适用于轮毂电机的动态偏心检测。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的测试精度不足、测试误差较大、改装工艺复杂、测试过程复杂、不能批量生产、难以快速应用等缺点，提供一种结构简单，使用方便，可准确地测量轮毂电机动态偏心故障的检测方法。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种轮毂电机动态偏心故障检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：判断电机类型，确定待测轮毂电机是否为单元电机；若是，则进入步骤3；若否，则进入步骤2；

步骤2：设置单元电机电压测试线；

步骤3：测试待测轮毂电机的一个单元电机至少一个周期的空载反电动势；