[发明专利]一种基于气隙磁场直接测试检测永磁电机静态偏心的方法

说明书

一种基于气隙磁场直接测试检测永磁电机静态偏心的方法，涉及电机故障的检测方法，步骤如下：测试无偏心下以及不同静态偏心率下标准电机的气隙径向磁密，得到静态偏心率和特征阶次幅值之间的线性关系中的系数A，其中y为静态偏心率，x为特征阶次的幅值；测试待测电机周向空间分布的气隙径向磁密；画图:Br‑标准和图:Br‑测试，用Br‑测试减去Br‑标准，得到磁密差值数据、画出磁密差值图；结合Br‑标准、Br‑测试和磁密差值图，确定偏心方向；对Br‑测试进行空间阶次特性分析，找到其幅值，代入，得到静态偏心率y。本发明方法简单，使用方便，可准确地测量永磁电机静态偏心故障。

技术领域

本发明涉及电机故障的检测方法，更具体的说是一种基于气隙磁场直接测试检测永磁电机静态偏心的方法。

背景技术

永磁电机取消了励磁系统，因此结构简单、运行可靠。减少了励磁绕组损耗，提高了效率。从国民经济、工业生产，到汽车、航天、国防等，逐渐在各个行业中得到广泛应用。但同时，永磁电机在运行过程中不可避免的会出现偏心问题。这种问题可能来自于：1）由于生产加工工艺不合格，导致电机定转子轴线不重合；2）由于复杂的负载工况、恶劣的使用环境，加上持续工作等造成电机的磨损，从而导致电机定转子之间发生偏心。静态偏心是指电机转子旋转中心与定子旋转中心偏离，进而使得气隙磁场发生畸变。经工程经验和科学研究总结，静态偏心会增大电机的振动噪声，降低电机电磁性能，严重时可能造成电机定转子直接接触，造成严重的生产事故。因此，在电机生产设计阶段和日常使用过程中，准确检测电机是否存在静态偏心以及确定静态偏心的程度，能够降低故障风险，提高经济效益，具有极高的工程价值。综合调研现有文献，发现现有的电机偏心检测技术，大概分为如下两类：

一类方法可以确定偏心方向：

1）基于气隙磁场间接测试来判断偏心故障。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方向和程度。但是有如下缺点：线圈感应磁场的幅值小，灵敏度低；需要对电机进行较大改装；高速时线圈容易与转子发生摩擦；偏心方向的确定依赖于探查线圈数目，无法实现精确定位，只能确定大概偏心方向。

2）基于三相异步电机的零序反电动势，通过静态偏心的故障指示向量判断静态偏心的方向。此方法不适用于永磁电机。

一类方法不能确定偏心方向：

1）基于定子电流及其边频特征来判断偏心故障。此类方法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，所以无法预测低程度的偏心故障；

2）基于电机振动响应计算静态偏心量。此类方法测试过程复杂，测试成本较高，易受外界干扰。

综合现有文献，可以发现现有技术多针对交流感应电动机，涉及永磁电机的静态偏心检测方法则鲜有介绍。此外，现有技术大部分都不能确定静态偏心方向，而能够确定偏心方向的方法受限于探查线圈数目，不能实现高精度定位。因此，利用现有的技术很难实现成本低、精度高、操作简便且适用于永磁电机静态偏心方向和程度的检测。

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、无法准确定位偏心方向等缺点，提供一种方法简单，使用方便，可准确地测量永磁电机静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：

一种基于气隙磁场直接测试检测永磁电机静态偏心的方法，其特征在于包括如下步骤：