舊電機定子鐵心老化測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機檢測領(lǐng)域，具體是設(shè)計一種舊電機的定子鐵心老化的檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機是電力設(shè)備的重要組成部分之一，電機的正常運行是人們生產(chǎn)、生活穩(wěn)定進 行的重要保障。當電機運行于較差的環(huán)境中時經(jīng)常會出現(xiàn)故障，其中，較差的環(huán)境包括過 載、潮濕、腐蝕等環(huán)境。電機故障中，定子繞組被燒毀的情況經(jīng)常發(fā)生，電機定子繞組被燒 毀，一般的解決辦法是直接送到電機修理廠更換定子繞組。
[0003] -臺電機在使用過程中，可能會反復(fù)多次更換定子繞組。而每次拆卸舊繞組都需 要對其進行加熱軟化，有時甚至采用噴燈，炭火烘烤等方法。這些方法均會加快電機定子鐵 心的老化。鐵心老化主要有熱老化和電氣老化兩種。冷熱循環(huán)老化（也叫熱老化）促使鐵 心表面松動和振動，引起結(jié)構(gòu)變化，并有時發(fā)生振動，產(chǎn)生噪聲。另一種老化是鐵心結(jié)構(gòu)老 化（也叫電氣老化），由于硅鋼片和絕緣膜為層狀結(jié)構(gòu)，絕緣膜經(jīng)過長期運行而產(chǎn)生老化。 由于絕緣材料受到破壞，硅鋼片之間接觸產(chǎn)生渦流，使得鐵損耗增加。
[0004] 鐵心老化一方面影響電機的運行效率，造成電能浪費；另一方面，由于每次更換繞 組前，沒有對定子鐵心老化程度進行判斷，導(dǎo)致更換繞組后電機壽命一次比一次短，這對 中小型電機可能會得不償失，造成較大的經(jīng)濟損失。定子鐵心老化還會引起鐵心松動、變形 等，損傷定子繞組，甚至發(fā)生重大事故。因此，對待修的舊電機定子鐵心老化的程度進行檢 測和判斷非常必要。通過對鐵心老化程度的判斷，確定繞組燒毀的電機是否有必要進行維 修。另外，對于一些使用時間過長的大型電機，比如20年，盡管沒有出現(xiàn)繞組燒毀的故障， 也需要對電機的鐵心老化程度進行判斷，以保證電機可以安全運行。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，對鐵心老化程度進行判斷的方法主要有兩種，第一，電磁噪聲測試 法，即：根據(jù)電磁噪聲判斷鐵心松動。由于在檢測過程中，與電機相連的其他設(shè)備可能發(fā)生 振動，且不同類型的電機安裝精度不同會影響電磁噪聲的測量，故沒有統(tǒng)一的標準可以用 來判斷測試產(chǎn)生的電磁噪聲與電機鐵心老化程度的對應(yīng)關(guān)系；第二，振動測試法，即：根據(jù) 定子鐵心外殼振動情況判斷鐵心老化程度，由于該種方法不便于區(qū)分鐵心振動量與軸承振 動量的關(guān)系，故該種方法測量得到的結(jié)果誤差比較大，容易發(fā)出誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明提出一種舊電機定子鐵心老化檢測裝置，其至少全部或者部分上解 決或者緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0007] 為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種舊電機定子鐵心老化檢測裝置，包括：
[0009] 開口磁環(huán)，其端部和電機定子鐵心齒部緊貼后構(gòu)成閉合回路；
[0010] 勵磁電源，其輸出電壓可調(diào)，輸出端與所述開口磁環(huán)的一次側(cè)繞組連接，用于在 所述一次側(cè)繞組上加預(yù)設(shè)電壓，以保證磁通密度B為預(yù)設(shè)值；
[0011] 采集模塊，其與所述開口磁環(huán)連接，用于采集所述開口磁環(huán)一次側(cè)電壓、一次側(cè)電 流和二次側(cè)電壓；
[0012] 控制模塊，用于控制所述的采集模塊，從采集模塊中取出所述的一次側(cè)電壓并輸 出到顯示模塊；同時，根據(jù)所述開口磁環(huán)一次側(cè)電壓、一次側(cè)電流和二次側(cè)電壓得到單位質(zhì) 量鐵損耗后輸出到顯示模塊；
[0013] 顯示模塊，用于顯示所述單位質(zhì)量鐵損耗、所述一次側(cè)電壓和所述磁通密度。
[0014] 優(yōu)選地，所述開口磁環(huán)所用的硅鋼片和被測電機定子鐵心所用硅鋼片同型號；
[0015] 所述開口磁環(huán)端部的寬度和所述電機定子鐵心齒部的寬度相同；
[0016] 所述開口磁環(huán)端部開口的寬度等于所述電機定子鐵心齒部之間的寬度。
[0017] 優(yōu)選地，所述采集模塊進一步包括：
[0018] 霍爾電壓傳感器，用于采集所述開口磁環(huán)一次側(cè)電壓；
[0019] 霍爾電流傳感器，用于采集所述開口磁環(huán)一次側(cè)電流；
[0020] 精密電阻，用于采集所述開口磁環(huán)二次側(cè)電壓。
[0021] 優(yōu)選地，根據(jù)所述一次側(cè)電壓、一次側(cè)電流和二次側(cè)電壓得到定子鐵心單位質(zhì)量 的鐵損耗的步驟具體為：
[0022] S1 :計算勵磁電流i;
[0023]
[0024] N:所述開口磁環(huán)一次側(cè)繞組的線圈匝數(shù)；
[0025] Hk:第K段鐵心的磁場強度，查表獲得；
[0026] 1^第K段磁路的等效長度；
[0027] S2:計算勵磁電壓U;
[0028] U~4. 44fNΦ= 4. 44fNBS，其中，
[0029] B:磁通密度；
[0030]S:磁路截面積（計算開口磁環(huán)的截面積得到）；
[0031] f:頻率，f為工頻50Hz;
[0032] S3 :計算與所述開口磁環(huán)對應(yīng)的定子鐵心總損耗PF。；
[0033] P1 -PCul+PFel+PFe2+PFe3,其中，
[0034] Pi:-次側(cè)輸入功率；
[0035] PCul:-次側(cè)線圈銅損耗，匕,=/,2Λ，其中，
[0036] 11:-次側(cè)電流；
[0037] R:-次側(cè)繞組的阻值；
[0038] PFel:開口磁環(huán)的鐵損耗；
[0039] PFe2:定子鐵心齒部鐵損耗；
[0040] PFe3:定子鐵心輒部鐵損耗；
[0041 ]由于，PFe -PFe2+PFe3,所以
[0042]^Fe~ ~ ^Cux ~~^/·ε| ' 〇
[0043]S4:計算定子鐵心單位質(zhì)量鐵損耗P。；
[0044]
其中，
[0045] m:與開口磁環(huán)對應(yīng)部分定子鐵心齒部和輒部的總重量。
[0046] S5 :得到電機定子鐵心的單位質(zhì)量鐵損耗
[0047] PL= kfn+kjjPd，其中，
[0048] PT1:齒部磁通密度為BT1時所對應(yīng)的齒部鐵耗，通過查表得出；
[0049] Ρα:輒部磁通密度為Βα?xí)r所對應(yīng)的輒部鐵耗，通過查表得出；
[0050]k1:對于半閉口槽齒部修正系數(shù)，取經(jīng)驗值2. 5;
[0051] k2:對于半閉口槽輒部修正系數(shù)，取經(jīng)驗值2 ;
[0052]S5:得到老化率LH;
[0053]
其中，Pc:實際測量得到的定子鐵心損耗值；
[0054] 理論上定子鐵心損耗的計算值；
[0055] 優(yōu)選地，所述的裝置當0%彡LH< 20%時，鐵心為輕度老化，電機可以更換繞組繼 續(xù)使用；
[0056] 當20%彡LH<40%時，鐵心為中度老化，對降低容量的電機還可以使用；
[0057] 當LH多40%時，鐵心為嚴重老化，不能再使用。
[0058] 本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：
[0059] 本發(fā)明提供的舊電機定子鐵心老化檢測裝置，利用鐵損值大小去判斷電機鐵心老 化程度。利用測量得到的電機定子鐵心損耗值，計算出老化率，通過老化率分析去判斷電機 鐵心老化程度，對于電機的維修和維護具有十分重要的意義。特別適用于電機使用企業(yè)及 電機的維修企業(yè)，可以測量出電機定子的鐵損值，然后判斷電機鐵心的老化程度，有助于實 現(xiàn)電機維修及壽命周期管理。
【附圖說明】
[0060] 為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具 體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中 的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的 前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0061] 圖1為本發(fā)明實施例1中開口磁環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062] 圖2為本發(fā)明實施例1中鐵心損耗測試系統(tǒng)的原理框圖；
[0063] 圖3為本發(fā)明實施例1中鐵心損耗測試原理圖；
[0064] 圖4為本發(fā)明實施例1中開口磁環(huán)填充示意圖。
【具體實施方式】
[0065] 下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0066] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"豎直"、 "水平"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了 便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、 以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"、 "第三"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0067] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接； 可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可 以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0068] 此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu) 成沖突就可以相互結(jié)合。
[0069] 實施例1
[0070] 本實施例提供一種舊電機定子鐵心老化檢測裝置，涉及了舊電機鐵心老化檢測分 析與判斷，基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計了一種以電機定子鐵心損耗為基準的數(shù)字式、高可靠性、 物理概念明確的檢測裝置。此外，還對老化率進行了定義，通過對老化率的計算可以分析判 斷鐵心的老化程度。
[0071] 檢測裝置主要包括測試用的開口磁環(huán)，一、二次側(cè)繞組和PCB板的設(shè)計。
[0072] 根據(jù)測試的電機類型，設(shè)計開口磁環(huán)，設(shè)計中遵循以下原則：第一，磁路最短原則； 第二，開口磁環(huán)設(shè)計所用的硅鋼片和被測電機定子鐵心所用硅鋼片同型號；第三，開口磁環(huán) 端部寬度和電機定子鐵心齒部寬度相同，端部縫隙寬度是電機定子鐵心齒部之間的寬度， 以便在測試時使開口磁環(huán)和電機定子齒部構(gòu)成一個閉合回路，設(shè)計好之后，在開口磁環(huán)上 滿涂絕緣膠封裝。本裝置的開口磁環(huán)設(shè)計，見附圖1。
[0073] 其次是開口磁環(huán)一二次側(cè)繞組的選擇和匝數(shù)確定，確定繞組的類型和匝數(shù)考慮以 下方面的內(nèi)容