轴向通量永磁电机状态监测制造技术

轴向通量永磁电机是在转子和定子之间具有高吸引力的电机。力引起应力以及对电机中以及电机已经安装到其中的装置中的支承结构产生磨损。在一端时间之后，这些应力和磨损会使得转子和定子之间的气隙减小并且最终它将完全闭合。在电机操作期间的闭合将使得产生机械接触并损坏电机。转子和定子之间的气隙减小可以从转子和定子之间的电动势的变化进行检测。当该变化被检测到时，电机的操作可以停止，在进一步的损坏产生之前可以修复缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监测轴向通量永磁电机。
技术介绍
轴向通量永磁电机是在定子和转子之间具有高吸引力的电机。这样的电机的使用的示例性的应用是电梯，其中轴向通量永磁电机配置为操作电梯。电机的转子侧嵌入到电梯的牵引槽轮，定子侧附连到框架以使得电机可以转动牵引槽轮到期望方向。在定子和转子之间具有空间或者气隙，其允许没有物理接触地旋转。
技术实现思路
如上所述，轴向通量永磁电机在电机被赋能时在定子和转子之间在转动轴方向具有高吸引力。这样，它们倾向于对其它部件例如支撑牵引槽轮的轴承以及配置为保持定子和转子距离一定距离的其它部件产生应力，其中所述距离最初是根据应用需要而设计的。在传统的解决方案中，该结构已经设计为以使得它们非常结实，但是应力典型地使得支承结构磨损，这在一些情形中将使得定子和转子彼此更为靠近。当气隙减小时，应力还逐渐增长。最终，在电机的操作期间，气隙将完全闭合。应力的逐渐变化在转子两侧具有单独电机的机器中尤其高。在大多数情形中，接触将损害电机和/或包括转子侧的结构。在电梯的情形中，如果机械接触呈现，则会引入典型地高的力和速度，这将意味着比在一些其它应用中更大的损害。直到最近，提供给出结实的支承结构的解决方案已经忽略了上述问题，仅在最近才注意到，定子或者转子会运动并如所述地造成损害。该新的问题在其中两个电机位于转子相对两侧的应用中特别地出现。在该应用中，需要高功率，典型地，各电机都很有力。在这样的构型中，当转子开始运动时，在第一侧上吸引力增大，其中间隙闭合，并且，另一方面，在第二侧吸引力减小，其中间隙打开。这样，这在设计上就将使得在第一侧上产生更大的吸引力，并且最终这将导致间隙闭合。在现有技术对该问题并未提供除了手动检查之外的任何其它解决方案之前，该问题并不为人所知，但是，电机典型地闭合，维修人员不能看到电机内部，这样，无法看到间隙是否闭合。如上所述，轴向通量永磁电机是在转子和定子之间具有高吸引力的电机。所述力引起应力以及对电机中以及电机已经安装到其中的装置中的支承结构产生磨损。在一端时间之后，这些应力和磨损会使得转子和定子之间的气隙减小并且最终它将完全闭合。在电机操作期间的闭合将使得产生机械接触并损坏电机。转子和定子之间的气隙减小可以从转子和定子之间的电动势的变化进行检测。当该变化被检测到时，电机的操作可以停止，在进一步的损坏产生之前可以修复缺陷。在本专利技术的实施例中，用于检测永磁体轴向通量永磁电机中的定子和转子之间的气隙的改变的方法被公开。在该方法中，在定子的线圈中的电动势电压被监测。然后，监测到的电动势电压与参考电压相比较。由于该比较，当监测到的电动势电压不同于参考电压时在定子和转子之间的气隙的变化被检测到。在进一步的实施例中，监测定子的线圈中的电压，第一定子电压和电流和转子频率被确定，然后利用所述确定的定子电压，电流和转子频率计算电动势电压。确定定子电压和电流可以通过从变频器接收定子电压和电流进行。转子频率可以通过从连接来监测所述转子的频率的装置接收转子频率而进行确定。当气隙中的变化被检测到时，轴向通量永磁电机可以停止和/或发出警报。在本专利技术的一实施例中，以上公开的方法作为计算机程序被实施，该计算机程序配置来当在数据处理系统上执行时产生上面公开的方法。在本专利技术的一实施例中，本专利技术被实施为一设备，该设备包括：至少一个用于从所述轴向通量永磁电机接收定子电压和电流以及从测量转子频率的装置接收转子频率的至少一个输入端；至少一个处理器，其中所述处理器配置为：监测所述定子的线圈中的电动势电压，比较所述计算的电动势电压与参考电压；以及当所述监测到的电动势电压不同于所述参考电压时检测定子和转子之间的所述空气间隙的变化。本专利技术的优点是在气隙闭合之前检测转子和定子之间的减小的距离的可能性。这有利于在它们导致对使用的轴向通量永磁电机的进一步的损坏之前修复被破坏的部分。这导致尤其是在这样的设备中的节省，在该设备中，大功率电机用作大的设备，其典型地包括昂贵的电机，这些电机在许多情形中在以高速操作电机期间已经发生机械接触之后完全毁掉并且需要更换。除了成本节省之外，本专利技术的优点是使用这样的电机的应用的出故障的时间减小，这将带来改善的服务。附图说明被包括以提供对本专利技术的进一步的理解并构成本说明书的一部分的附图示出本专利技术的实施例，并且与说明书一起有助于解释本专利技术的原理。在附图中：图1是本专利技术的示例性实施例的方框图；以及图2是根据本专利技术的方法的流程图。具体实施方式现参照附图详细地描述本专利技术的实施例，所述实施例的例子示出在附图中。在图1中，本专利技术的示例性的实施例的方框图被公开。在该图中，轴向通量永磁电机10用于驱动电梯。定子11线圈位于电机10侧，转子12磁体附连到牵引槽轮13，牵引槽轮13操作电梯的绳索14。牵引槽轮由在牵引槽轮13两侧上的轴承16支撑。在该图的示例性实施例中，支撑件15处于牵引槽轮轴的另一端，但是，还有其它构型也是可以的。特别地，在高功率解决方案中，电机位于牵引槽轮和结构的两侧，在所述结构中，轴的另一端是未被支撑的。在上面描述的结构中的问题是，在定子11和转子12之间的吸引力试图闭合定子11和转子12之间的气隙。当间隙被闭合并且转子12旋转时，在大多数情况下机械接触将破坏电机。操作电机需要的功率越大，典型地，带来的损坏越大。在图1的配置中，该问题被解决以使得电力供应源17，例如变频器，连接到用于监测定子和转子之间的电动势电压的设备19。所述设备配置为通过利用输入端18a从电力供应源接收电流和电压信息。除了电力信息之外，设备19连接到用于通过利用输入端18b测量转子频率的装置112。装置112可以例如为用于确定电梯的速度的装置，这样，它测量牵引槽轮的转速。从该信息，设备19可以通过利用处理器110和存储器111如后面参照图2描述地那样计算电动势电压。当检测到不允许的从正确的电动势电压的偏离时，可以得出结论：在其间的气隙已经变化。在图2中，根据本专利技术的方法被公开。该方法开始于步骤20，即监测定子线圈中的电压和电流。所述监测可以通过利用任何适当的电压和电流计而完成。然后，在步骤21，转子频率被确定。转子频率可以例如通过确定转子附连到其上的牵引槽轮的转速而进行测量。如果本专利技术并不用于电梯，而是用于其它应用中，则轴的转速可以相应地被测量。下面的计算是基于这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测永磁体轴向通量永磁电机中的定子和转子之间的气隙的变化的方法，该方法包括：监测所述定子的线圈中的电动势电压；比较所述监测到的电动势电压与参考电压；当所述监测到的电动势电压不同于所述参考电压时检测定子和转子之间的所述气隙的变化。

【技术特征摘要】
2014.06.02 EP 14170727.31.一种用于检测永磁体轴向通量永磁电机中的定子和转子之间的气隙
的变化的方法，该方法包括：
监测所述定子的线圈中的电动势电压；
比较所述监测到的电动势电压与参考电压；
当所述监测到的电动势电压不同于所述参考电压时检测定子和转子之
间的所述气隙的变化。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述监测所述定子的线圈中的电
压包括：
确定定子电压和电流；
确定转子频率；
利用所述确定的定子电压、电流和转子频率计算所述电动势电压。
3.如权利要求2所述的方法，其中，确定所述定子电压和电流是通过
从变频器接收所述定子电压和电流。
4.如权利要求2或者3所述的方法，其中，确定所述转子频率是通过
从连接来监测所述转子的频率的装置接收所述转子频率。
5.如前述权利要求2-4之一所述的方法，其中，所述方法进一步包括
当所述气隙的变化被检测到时，停止所述轴向通量永磁电机和/或发出警报。
6.一种用于服务器的计算机程序，包括适于在数据处理系统上执行时
产生如权利要求1-5之一所述的方法的编码。
7.一种用于检测轴向通量永磁电机中的定子和转子之间的气隙的变化
的设备，包括：
至少一个输...

【专利技术属性】
技术研发人员：M凯奥斯迪奥，T劳卡斯，
申请(专利权)人：通力股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI