一种电机轴承偏心故障模拟结构制造技术

本发明专利技术涉及一种电机轴承偏心故障模拟结构，该结构通过对原电机端盖改造成型，包括将电机端盖分割为内外圆周部分的绝缘层、用以在侧面固定电机端盖内外圆周部分的绝缘固定排和螺栓以及使得电机端盖内外圆周部分电导通并且提供轴电流测量点的短接线，所述的短接线两端分别与电机端盖内外两部分上的螺孔固定，通过改变电机端盖被绝缘层分割后的内外圆周部分的圆心距实现电机偏心度的调节，与现有技术相比，本发明专利技术具有实施简便、偏心故障模拟灵活可控等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电机轴承偏心故障模拟结构
本专利技术涉及电机系统运行
，尤其是涉及一种电机轴承偏心故障模拟结构。
技术介绍
PWM变频调速技术的广泛应用为电机带来高频轴电流问题，高频轴电流可能引起轴承失效及电磁干扰，危害电机系统的安全、可靠运行，所以在线准确测量轴电流对提高电机运行可靠性具有重要的意义。目前电机轴电流测量存在以下难点，首先，由于轴承安装在位于电机端盖与机壳之间的封闭轴承室中，因此电机正常运行时轴承无法与外部接触难以直接测量；其次，高频轴承电流在集肤效应作用下均从金属表面流过，难以通过常规电流探头与传感器直接测量；此外，不同类型的轴电流流通路径不同，通过外部路径测量很难得到准确的轴电流。目前，最常用的轴承电流测量方法是由A.Muetze等人提出的引出测量法。如图1所示，该方法需对电机进行改造，在轴电流流过的路径上添加绝缘层“阻断”其路径，再用金属线或金属片短路连接绝缘层两端人为构造出轴电流的导通路径，采用高频电流探头实现轴电流的测量，然而现有方法加入的绝缘层均位于轴承外滚道与轴承室之间(图1a)或轴承室与端盖之间(图1b)，由于轴承室结构复杂、空间狭小，现有方法存在加工工艺要求与费用高，以及引起电机偏心等问题。电机偏心故障包括动态偏心、静态偏心以及混合偏心故障，目前电机偏心故障模拟主要是通过安装精密加工的偏心衬套环实现的方法，在转子侧轴承和端盖之间放置偏心衬套环可引入静态偏心，在轴和轴承之间放置偏心衬套环可引入动态偏心。为模拟偏心故障，电机轴承需更换为一套内径较大且外径较小的轴承以便于插入偏心衬套，从而模拟不同类型的偏心和不同的偏心度，而现有的电机偏心故障模拟的方法需要复杂加工的偏心衬套环、尺寸匹配且内外径不一的轴承，以及特殊的螺丝钉与偏心衬套固定。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电机轴承偏心故障模拟结构。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电机轴承偏心故障模拟结构，该结构通过对原电机端盖改造成型，包括将电机端盖分割为内外圆周部分的绝缘层、用以在侧面固定电机端盖内外圆周部分的绝缘固定排和螺栓以及使得电机端盖内外圆周部分电导通并且提供轴电流测量点的短接线，所述的短接线两端分别与电机端盖内外两部分上的螺孔固定，通过改变电机端盖被绝缘层分割后的内外圆周部分的圆心距实现电机偏心度的调节。所述的绝缘层空隙内浇筑酚醛树脂类绝缘材料。所述的酚醛树脂类绝缘材料为AB胶。所述的绝缘层的结构呈圆环形。所述的绝缘固定排和螺栓在电机端盖侧面沿周向均匀设置，数量为3-6组。所述的短接线由多匝铜导线绕制而成。所述的绝缘层的厚度范围为3-5mm。所述的电机端盖的内圆周部分与轴承外轨道贴近，电机端盖的外圆周部分嵌设在电机机身内。应用该结构进行电机轴承偏心故障模拟的方法包括以下步骤：1)采用多个绝缘固定排初步组装电机端盖的内外圆周部分；2)按照偏心实验要求调节绝缘层的厚度，进而调节偏心度，并锁紧绝缘固定排；3)对绝缘层进行灌胶；4)胶水固化后在内外圆周部分设置测量点并测量电机偏心度，并判断是否需要调整电机偏心度，若是，则融胶并拆除电机端盖的内外圆周部分，返回步骤1)，若否，则结束。所述的步骤4)中，多个电机偏心距测量曲线的测量点在内外圆周部分沿圆周均匀设置。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、实施简便：轴电流的测量只需要在电机端盖上切割出3mm宽度的圆环用作绝缘层，绝缘固定排以及短接线的连接都只需要在端盖的外侧打上圆孔进行固定即可；偏心故障的模拟在轴电流测量的基础上作进一步改进，只需要改变绝缘层的间距，通过三个绝缘固定排和灌胶进行电机偏心调节。二、电机偏心故障模拟灵活可控：创新之后的偏心故障模拟方法，可以很方便的控制电机的偏心，不需要加工精密的偏心衬套以及特殊的固定螺丝，只用灌胶就和绝缘固定排就能够模拟不同的偏心故障。附图说明图1为传统的电机端盖绝缘层改造方案，其中，图(1a)为传统的无轴承盖的电机端盖添加绝缘层改造方案，图(1b)为传统的有轴承盖的电机端盖添加绝缘层改造方案。图2为本专利技术的电机端盖改造结构示意图。图3为电机偏心故障模拟方法流程图。图4为测量的轴电流波形。图5为第一次灌胶时偏心距测量曲线。图6为第二次灌胶时偏心距测量曲线。图7为第三次灌胶时偏心距测量曲线。具体实施方式如图2所示，针对轴承电流在线测量较为困难以及添加绝缘层的工艺复杂的问题，本专利技术提出了一种电机轴承电流测量及故障模拟结构，具体为在电机端盖而非轴承室处进行改造，并且利用绝缘固定排和绝缘层间隙控制电机偏心，模拟电机的偏心故障，其结构具体介绍如下：1)绝缘固定排：加工前的端盖是一个整体，加工之后端盖分离为两个部分，绝缘固定排的作用是将加工后的端盖以及绝缘层通过螺钉与螺母重新连接在一起，起到固定的作用，绝缘固定排本身也是绝缘的。2)绝缘层：将电机端盖隔离为两个部分，绝缘层的作用是阻断轴电流的流通路径。绝缘层加工完之后是隔开的空隙，可以自由选择绝缘层材料的填充，浇筑酚醛树脂之类的绝缘材料，在本例中，选择连接铸铁用的AB胶。选择AB胶当绝缘层不仅起到了绝缘的作用，还起到了连接的作用，它能强化端盖的连接，将分离的两部分牢固紧密地连接在一起。3)短接线：短接线由多匝铜导线绕制而成；由于绝缘层阻断了轴电流的流通路径，那短接线的作用是提供轴电流的另一个流通路径，方便对轴电流进行测量，也为电流探头提供了测量点。4)螺孔：螺孔的作用是固定短接线。如图3所示，图为应用该故障模拟的系统的电机偏心模拟流程，具体包括以下步骤：1)通过三个绝缘固定排初步组装好电机端盖；2)按实验需求调节偏心度，并锁紧绝缘固定排；3)对绝缘层部分进行灌胶；4)胶水固化后测量电机偏心度，并判断是否需要调整电机偏心度，若是，则融胶并拆除端盖，返回步骤1)，若否，则结束。实施例下面结合附图和3kW感应电机具体实施例对本专利技术进行详细说明。1.轴电流测量实例本例中的短接线为铜短接线，一共绕设11匝，可以测量轴承电流(轴电流的幅值较小，增加绕线圈数后能更好的反应出轴电流的状态)；端盖的上圆环部分是绝缘层，绝缘层由AB胶固化而成，起到绝缘、连接与支撑的作用；三个绝缘固定排上带有螺钉固定，主要起固定和连接的作用，将端盖的内外圆周部分与绝缘层紧密连在一起，将安装好的端盖重新装到电机上，连接好实验测试平台，实验测试平台包括变频器、虚拟示波器、改造后的电机及一系列高频电压、电流探头，测量的轴电流波形如图4所示。2、电机偏心故障模拟实例本例中，由于绝缘层的间隙是圆环形状，通过改变电机端盖被绝缘层分割后内外圆周的圆心距控制电机的偏心。绝缘层厚度为3mm，所以可供调整的偏移距离相对来说是足够的，偏心过大的话电机转子甚至不能够转动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机轴承偏心故障模拟结构，其特征在于，该结构通过对原电机端盖改造成型，包括将电机端盖分割为内外圆周部分的绝缘层、用以在侧面固定电机端盖内外圆周部分的绝缘固定排和螺栓以及使得电机端盖内外圆周部分电导通并且提供轴电流测量点的短接线，所述的短接线两端分别与电机端盖内外两部分上的螺孔固定，通过改变电机端盖被绝缘层分割后的内外圆周部分的圆心距实现电机偏心度的调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机轴承偏心故障模拟结构，其特征在于，该结构通过对原电机端盖改造成型，包括将电机端盖分割为内外圆周部分的绝缘层、用以在侧面固定电机端盖内外圆周部分的绝缘固定排和螺栓以及使得电机端盖内外圆周部分电导通并且提供轴电流测量点的短接线，所述的短接线两端分别与电机端盖内外两部分上的螺孔固定，通过改变电机端盖被绝缘层分割后的内外圆周部分的圆心距实现电机偏心度的调节。


2.根据权利要求1所述的一种电机轴承偏心故障模拟结构，其特征在于，所述的绝缘层空隙内浇筑酚醛树脂类绝缘材料。


3.根据权利要求2所述的一种电机轴承偏心故障模拟结构，其特征在于，所述的酚醛树脂类绝缘材料为AB胶。


4.根据权利要求1所述的一种电机轴承偏心故障模拟结构，其特征在于，所述的绝缘层的结构呈圆环形。


5.根据权利要求1所述的一种电机轴承偏心故障模拟结构，其特征在于，所述的绝缘固定排和螺栓在电机端盖侧面沿周向均匀设置，数量为3-6组。


6.根据权利要求1所述的一种电机轴承偏心故障模拟结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：向大为，郑靖楠，李豪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31