一种旋转电机偏心故障模拟机构及方法技术

本申请公开了一种旋转电机偏心故障模拟机构及方法，该机构包括电机端盖和滑块，电机端盖可以在机壳上转动；转子轴一端的外圈装配在动态偏心内套筒内圈上，而动态偏心内套筒的外圈装配在动态偏心外套筒的内圈上，动态偏心外套筒的外圈装配在滑块上，滑块装配在电机端盖上；静态偏心调整螺杆通过螺纹安装在电机端盖上并通过螺纹连接在滑块上。本发明专利技术能够无级、准确和独立地改变静态、动态和混合偏心故障的3个关键参数即静态偏心率ε

【技术实现步骤摘要】
一种旋转电机偏心故障模拟机构及方法


[0001]本专利技术属于电机故障诊断领域，涉及电机的偏心故障模拟，具体涉及一种旋转电机偏心故障模拟机构及方法。

技术介绍

[0002]电机被广泛使用于人们的生产生活中，确保其安全平稳地运行具有重大意义。旋转电机的偏心故障，是指定、转子之间气隙不均匀的一种故障。以下将旋转电机简称为电机。由于加工装配误差和运行中的载荷等影响，所有电机或多或少都会存在偏心故障。偏心故障会导致电机的电磁力波动增大，产生振动与噪声；而电磁力波动与振动反过来会使定、转子运动加剧，恶化偏心故障。如此迭代产生恶性循环，严重时甚至造成定转子扫膛事故，造成电机报废。
[0003]在研究中，常常把定、转子横截面视为理想的圆形，按照转子的运动特点将偏心故障分为静态偏心、动态偏心以及混合偏心故障，如图1所示，(a)为无偏心、(b)为静态偏心、(c)为动态偏心，(d)为混合偏心故障。定义定子几何中心为O
S
，转子几何中心为O
R
，O
R
的旋转轨迹中心为O
’
R
。无偏心时O
S
、O
R
与O
’
R
重合；静态偏心时，O
R
与O
’
R
重合，但与O
S
不重合；动态偏心时O
S
和O
’
R
重合，但与O
R
不重合；混合偏心时O
S
、O
R
与O
’
R
均不重合。定义静态偏心距e
SE
为O
S
与O
’
R
的距离，动态偏心距e
DE
为O
R
与O
’
R
的距离，g0为无偏心时的理论气隙长度，定义静态偏心率为ε
SE
＝e
SE
/g0，动态偏心率为ε
DE
＝e
DE
/g0，混合偏心率为ε＝(e
SE
+e
DE
)/g0＝ε
SE
+ε
DE
。此外，对于静态偏心和混合偏心，建立直角坐标系，可定义静态偏心圆周角γ，简称偏心角，为O
R
与O
S
连线与x轴方向的夹角。静态偏心率ε
SE
、动态偏心率ε
DE
和静态偏心圆周角γ是静态、动态和混合偏心故障的3个关键参数。
[0004]现有技术多集中于偏心故障的检测，尚没有能完全模拟各种理想偏心故障的机构。有些模拟机构能产生某些偏心故障，但不能全面地模拟上述全部偏心故障。此外，这些模拟机构在偏心故障调整上存在不便，比如无法进行静态偏心率ε
SE
或动态偏心率ε
DE
的无级调整。
[0005]在静态偏心故障模拟方面，中国专利CN105698740B一种永磁同步电机偏心诊断方法，通过改变定位圈与电机定子之间的夹紧片，移动定子来产生静态偏心故障；该方法可以改变ε
SE
和γ，但无法做到ε
SE
的无级调整。中国专利申请CN107356187A一种电机气隙偏心测定装置通过调节螺栓移动电机定子，可以产生静态偏心故障，无级地改变ε
SE
；但该方法不能改变γ。中国专利CN210469025U一种具有简装偏心结构的轮毂电机，利用特制的电机偏心端盖来产生静态偏心故障，但设定不同的ε
SE
需要不同偏心端盖才能实现，操作非常不便。中国专利CN202050318U一种具有简装偏心结构的轮毂电机，在电机端盖与转子轴承之间添加偏心套筒来产生静态偏心故障，然而针对不同的ε
SE
需要不同的偏心套筒，同样模拟操作非常不便。
[0006]在动态偏心故障模拟方面，中国专利CN206323226U永磁电机偏心转子结构，通过使用偏心的转子冲片产生动态偏心故障；但这种方法针对不同的ε
DE
需要不同的偏心转子冲
片，在工程实践中几乎意味着需要生产不同的转子，其成本高，操作不便。
[0007]除了单纯的动态偏心和静态偏心故障模拟外，中国专利申请CN110133497A一种电机多偏心故障模拟方法与装置还能实现混合偏心故障。该专利在电机转子轴两端分别布置一个带有步进电机的支架，通过两个步进电机带动转子轴两端移动，能够实现静态、动态和混合偏心故障；但这种方法无法改变γ，步进电机的加入也增加了整个装置的成本和不可靠性。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是解决上述现有技术存在的无法利用一套机构同时模拟静态、动态和混合偏心故障的缺点，提供一种原理简单、使用方便、通用性较高且可以同时无级地调整静态偏心率ε
SE
、动态偏心率ε
DE
与静态偏心圆周角γ的纯机械式电机偏心故障模拟机构和方法。
[0009]本专利技术一种旋转电机偏心故障模拟机构，包括与电机机壳连接的电机端盖和装配在电机端盖上的滑块，电机机壳的两端设有环形的电机端盖装配槽，电机端盖装配槽侧壁设有端盖顶丝螺栓安装孔，端盖顶丝螺栓穿过端盖顶丝螺栓安装孔与电机端盖侧面相抵触；所述电机端盖上设有固定连接板和两个相互平行的导向座，滑块装配于两个导向座之间，滑块侧壁与导向座上的导轨配合并可沿导向座上下移动，导向座上设有滑块顶丝螺栓安装孔，滑块顶丝螺栓穿过滑块顶丝螺栓安装孔与滑块侧壁相抵触，静态偏心调整螺杆穿过固定连接板上的螺杆安装孔与滑块上端面相连接；电机转子轴外圈装配在动态偏心内套筒内圈上，动态偏心内套筒的外圈装配在动态偏心外套筒的内圈上，动态偏心外套筒的外圈装配在滑块上，动态偏心外套筒动态偏心内套筒之间经动态偏心顶丝螺栓连接。
[0010]作为一种优选方式，所述电机端盖侧面设有沟槽，端盖顶丝螺栓与沟槽配合。
[0011]作为一种优选方式，动态偏心内套筒的外圈装配在内轴承的内圈上，内轴承的外圈装配在动态偏心外套筒的内圈上，动态偏心外套筒的外圈装配在外轴承的内圈上，外轴承的外圈装配在滑块的轴承孔上，动态偏心顶丝螺栓旋入动态偏心外套筒的螺纹孔内。
[0012]作为一种优选方式，所述动态偏心内套筒和动态偏心外套筒的端面设有刻度与指示标记。
[0013]作为一种优选方式，所述电机端盖和电机机壳端面设有刻度与指示标记。
[0014]本专利技术还提供一种旋转电机偏心故障模拟方法，所述方法包括以下步骤：
[0015](3)校准调整；
[0016](4)调整静态偏心率ε
SE
或/和动态偏心率ε
DE
，或/和静态偏心圆周角γ。
[0017]其中，所述步骤(1)包括以下步骤：
[0018]步骤S1.1：在电机的一端将动态偏心顶丝螺栓放松，然后将动态偏心内套筒和动态偏心外套筒之间的角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转电机偏心故障模拟机构，其特征在于，所述旋转电机偏心故障模拟机构包括与电机机壳连接的电机端盖和装配在电机端盖上的滑块，电机机壳的两端设有环形的电机端盖装配槽，电机端盖装配槽侧壁设有端盖顶丝螺栓安装孔，端盖顶丝螺栓穿过端盖顶丝螺栓安装孔与电机端盖侧面相抵触；所述电机端盖上设有固定连接板和两个相互平行的导向座，滑块装配于两个导向座之间，滑块侧壁与导向座上的导轨配合并可沿导向座上下移动，导向座上设有滑块顶丝螺栓安装孔，滑块顶丝螺栓穿过滑块顶丝螺栓安装孔与滑块侧壁相抵触，静态偏心调整螺杆穿过固定连接板上的螺杆安装孔与滑块上端面连接；电机转子轴外圈装配在动态偏心内套筒内圈上，动态偏心内套筒的外圈装配在动态偏心外套筒的内圈上，动态偏心外套筒的外圈装配在滑块上，动态偏心外套筒动态偏心内套筒之间经动态偏心顶丝螺栓连接。2.根据权利要求1所述一种旋转电机偏心故障模拟机构，其特征在于，电机端盖侧面设有沟槽，端盖顶丝螺栓与沟槽配合。3.根据权利要求1或2所述一种旋转电机偏心故障模拟机构，其特征在于，动态偏心内套筒的外圈装配在内轴承的内圈上，内轴承的外圈装配在动态偏心外套筒的内圈上，动态偏心外套筒的外圈装配在外轴承的内圈上，外轴承的外圈装配在滑块的轴承孔上，动态偏心顶丝螺栓旋入动态偏心外套筒的螺纹孔内。4.根据权利要求3所述一种旋转电机偏心故障模拟机构，其特征在于，所述动态偏心内套筒和动态偏心外套筒的端面设有刻度与指示标记。5.根据权利要求1所述一种旋转电机偏心故障模拟机构，其特征在于，所述电机端盖和电机机壳端面设有刻度与指示标记。6.一种旋转电机偏心故障模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)校准调整；(2)调整静态偏心率ε
SE
或/和调整动态偏心率ε
DE
，或/和调整静态偏心圆周角γ；所述步骤(1)包括以下步骤：步骤S1.1：在电机的一端将动态偏心顶丝螺栓放松，然后将动态偏心内套筒和动态偏心外套筒之间的角度θ
DE
调整至0
°
，然后拧紧动态偏心顶丝螺栓；步骤S1.2：在电机的一端将滑块顶丝螺栓放松，然后旋转静态偏心调整螺杆，使转子与...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琮淦，李佳铭，王明宇，李琼瑶，李鑫，张星星，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：