转子油摩损耗测量装置及浸油电机转子油摩损耗分离方法制造方法及图纸

转子油摩损耗测量装置及浸油电机转子油摩损耗分离方法，属于电机领域。模拟转子装在机壳内，两个轴承固定装配在两个端盖内，转子轴与两个轴承同轴装配，模拟转子与机壳、两个端盖以及两个轴承之间围成的区域为油域区，模拟转子与油域区相接触部分包括转子柱体外圆柱面、转子柱体两侧端面以及转子轴轴颈面；转子轴一端通过联轴器与驱动电机输出轴传动连接。驱动电机作为拖动装置将模拟转子拖动到相应转速，并分别测量驱动电机驱动不同结构模拟转子时输入的有功功率；模拟转子结构差量带来的油摩损耗变化可由电机输入功率差值计算得出，进一步根据不同结构差量可对比分离出模拟转子各部分油摩损耗大小。本发明专利技术用于浸油电机转子油摩损耗分离。转子油摩损耗分离。转子油摩损耗分离。

【技术实现步骤摘要】
转子油摩损耗测量装置及浸油电机转子油摩损耗分离方法


[0001]本专利技术属于电机领域，具体涉及一种浸油电机转子油摩损耗分离方法。

技术介绍

[0002]深地随钻测井系统、载人潜水器动力系统等极端探测设备都必须依靠电机系统为它们提供动力输出。然而由于这些设备都直接运行在高压强环境，电机内部都需要充油，以防止外部压力使电机损坏。不同于内部无填充介质的常规电机，浸油电机运行时除了产生铜耗、铁耗外，还会产生大量的油摩损耗。油摩损耗的增加对极端环境电机的温度变化影响明显，进而会影响电机工作状态和使用寿命。尽管目前已经有相关方法对浸油电机损耗进行抑制，但无法明晰各部分损耗的具体数值，尤其是油摩损耗作为流体损耗的一种在计算和测试中存在较大难度，如何准确分离电机转子结构中各个部分油摩损耗的大小，已经成为对浸油电机进行优化设计、提升充油电机性能的关键所在。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决目前尚无浸油电机转子油摩损耗分离方法，无法实现对电机转子各部分油摩损耗大小进行准确测量的问题，提出一种转子油摩损耗测量装置及浸油电机转子油摩损耗分离方法。
[0004]本专利技术的方法不仅可以测量电机转子油摩损耗的大小，而且还可以实现转子柱体外圆柱面、转子柱体两侧端面、转子轴轴颈面以及轴承等各部分油摩损耗的分离。
[0005]测量组件可模拟电机转子工作环境，同时避免了因为电机其他损耗带来的油域温升变化的问题；驱动电机作为拖动装置将模拟转子拖动到相应转速，并分别测量驱动电机驱动不同结构模拟转子时输入的有功功率；驱动电机与模拟转子之间通过联轴器进行同轴连接。最终模拟转子结构差量带来的油摩损耗变化可由电机输入功率差值(有功功率之差)计算得出，进一步根据不同结构差量可对比分离出模拟转子各部分油摩损耗大小。
[0006]实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]本专利技术的转子油摩损耗测量装置，包括测量组件、联轴器和驱动电机；测量组件包括机壳、模拟转子、两个端盖及两个轴承；模拟转子由转子轴及转子柱体组成；转子柱体固定套装在转子轴上，两个端盖可拆卸密封固定在机壳两端，模拟转子装在机壳内，两个轴承分别固定装配在相对应的端盖中心孔内，转子轴与两个轴承同轴装配，模拟转子与机壳、两个端盖以及两个轴承之间围成的区域为油域区，模拟转子与油域区相接触部分包括转子柱体外圆柱面、转子柱体两侧端面以及转子轴轴颈面；转子轴一端通过联轴器与驱动电机输出轴传动连接。
[0008]本专利技术的浸油电机转子油摩损耗分离方法，模拟转子油摩损耗包含转子柱体外圆柱面损耗、转子柱体两侧端面损耗、转子轴轴颈面损耗以及轴承损耗，其损耗分别用P
C
、P
S
、P
R
、P
B
表示，同时定义转子柱体单位外圆柱面损耗系数和转子轴单位轴颈面损耗系数分别为k
C
、k
R
；利用转子油摩损耗测量装置分离出模拟转子上述各部分油摩损耗，所述分离方法包
含以下步骤：
[0009]步骤一：将模拟转子记作结构一，转子柱体外圆柱面长度为l
C
，转子轴轴颈面长度为l
R
，此时，转子柱体外圆柱面与转子轴轴颈面未发生变化，Δl0＝0；将结构一的模拟转子按测量组件结构进行装配，装配好后，将结构一的模拟转子一端通过联轴器与驱动电机输出轴传动连接，并通过驱动电机将结构一的模拟转子拖动到额定转速，用功率分析仪测量驱动电机输入的有功功率，记为P0；
[0010]步骤二：将步骤一的模拟转子的转子柱体外圆柱面长度减小Δl1，并将新结构记作结构二，将结构二的模拟转子按测量组件结构进行装配，装配好后，将结构二的模拟转子一端通过联轴器与驱动电机输出轴传动连接，并通过驱动电机将结构二的模拟转子拖动到额定转速，用功率分析仪测量驱动电机输入的有功功率，记为P1；
[0011]步骤三：将步骤一的模拟转子的转子柱体外圆柱面长度减小Δl2，并将新结构记作结构三，将结构三的模拟转子按测量组件结构进行装配，装配好后，将结构三的模拟转子一端通过联轴器与驱动电机输出轴传动连接，并通过驱动电机将结构三的模拟转子拖动到额定转速，用功率分析仪测量驱动电机输入的有功功率，记为P2；
[0012]步骤四：上述步骤一至步骤三的三次测量结果中，仅转子柱体外圆柱面和转子轴轴颈面长度发生变化，且变化量之和为0，因此模拟转子结构变化带来的驱动电机输入有功功率变化通过转子柱体单位外圆柱面损耗系数k
C
和转子轴单位轴颈面损耗系数k
R
表示如下：
[0013][0014]式(1)中，
△
P
10
表示结构二与结构一测得的有功功率之差；
△
P
20
表示结构三与结构一测得的有功功率之差；
[0015]根据式(1)即能求出转子柱体单位外圆柱面损耗系数k
C
和转子轴单位轴颈面损耗系数k
R
，k
C
和k
R
分别与转子柱体外圆柱面和转子轴轴颈面长度相乘即能求得转子柱体外圆柱面油摩损耗和转子轴轴颈面油摩损耗大小；
[0016]步骤五：将步骤一的模拟转子的转子柱体外圆柱面长度l
C
减小Δl3，且Δl3＝l
C
，仅保存转子轴并将新结构记作结构四，将结构四的模拟转子按测量组件结构进行装配，装配好后，将结构四的模拟转子一端通过联轴器与驱动电机输出轴传动连接，并通过驱动电机将模拟转子拖动到额定转速，用功率分析仪测量驱动电机输入的有功功率，记为P3；
[0017]步骤六：步骤一和步骤五两次测得的有功功率之差表示为：
[0018]ΔP
03
＝P0‑
P3＝P
S
+k
C
Δl3‑
k
R
Δl3ꢀꢀꢀ
(2)
[0019]式(2)中，P
s
表示转子柱体外圆柱面长度l
C
减小为0后，由于转子柱体两侧端面消失带来的两侧端面油磨损耗变化值，即转子柱体两侧端面油摩损耗；
[0020]步骤七：根据步骤四求得的转子柱体单位外圆柱面损耗系数k
C
和转子轴单位轴颈面损耗系数k
R
以及步骤六求得的转子柱体两侧端面油摩损耗P
S
，选取结构一至结构四中任一结构的模拟转子对轴承损耗进行求解，则轴承油摩损耗P
B
表示为：
[0021]P
B
＝P
N
‑
k
C
(l
C
‑
Δl
N
)
‑
k
R
(l
R
+Δl
N
)
‑
P
S
ꢀꢀꢀ
(3)
[0022]式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子油摩损耗测量装置，其特征在于：包括测量组件(1)、联轴器(2)和驱动电机(3)；测量组件(1)包括机壳(1
‑
1)、模拟转子(1
‑
2)、两个端盖(1
‑
3)及两个轴承(1
‑
4)；模拟转子(1
‑
2)由转子轴(1
‑2‑
1)及转子柱体(1
‑2‑
2)组成；转子柱体(1
‑2‑
2)固定套装在转子轴(1
‑2‑
1)上，两个端盖(1
‑
3)可拆卸密封固定在机壳(1
‑
1)两端，模拟转子(1
‑
2)装在机壳(1
‑
1)内，两个轴承(1
‑
4)分别固定装配在相对应的端盖(1
‑
3)中心孔内，转子轴(1
‑2‑
1)与两个轴承(1
‑
4)同轴装配，模拟转子(1
‑
2)与机壳(1
‑
1)、两个端盖(1
‑
3)以及两个轴承(1
‑
4)之间围成的区域为油域区(4)，模拟转子(1
‑
2)与油域区(4)相接触部分包括转子柱体外圆柱面(1
‑
5)、转子柱体两侧端面(1
‑
6)以及转子轴轴颈面(1
‑
7)；转子轴(1
‑2‑
1)一端通过联轴器(2)与驱动电机(3)输出轴传动连接。2.一种利用权利要求1所述的转子油摩损耗测量装置实现浸油电机转子油摩损耗分离方法，其特征在于：模拟转子(1
‑
2)油摩损耗包含转子柱体外圆柱面(1
‑
5)损耗、转子柱体两侧端面(1
‑
6)损耗、转子轴轴颈面(1
‑
7)损耗以及轴承损耗，其损耗分别用P
C
、P
S
、P
R
、P
B
表示，同时定义转子柱体单位外圆柱面损耗系数和转子轴单位轴颈面损耗系数分别为k
C
、k
R
；利用转子油摩损耗测量装置分离出模拟转子上述各部分油摩损耗，所述分离方法包含以下步骤：步骤一：将模拟转子(1
‑
2)记作结构一，转子柱体外圆柱面(1
‑
5)长度为l
C
，转子轴轴颈面(1
‑
7)长度为l
R
，此时，转子柱体外圆柱面(1
‑
5)与转子轴轴颈面(1
‑
7)未发生变化，Δl0＝0；将结构一的模拟转子(1
‑
2)按测量组件(1)结构进行装配，装配好后，将结构一的模拟转子(1
‑
2)一端通过联轴器(2)与驱动电机(3)输出轴传动连接，并通过驱动电机(3)将结构一的模拟转子(1
‑
2)拖动到额定转速，用功率分析仪测量驱动电机(3)输入的有功功率，记为P0；步骤二：将步骤一的模拟转子(1
‑
2)的转子柱体外圆柱面(1
‑
5)长度减小Δl1，并将新结构记作结构二，将结构二的模拟转子(1
‑
2)按测量组件(1)结构进行装配，装配好后，将结构二的模拟转子(1
‑
2)一端通过联轴器(2)与驱动电机(3)输出轴传动连接，并通过驱动电机(3)将结构二的模拟转子(1
‑
2)拖动到额定转速，用功率分析仪测量驱动电机(3)输入的有功功率，记为P1；步骤三：将步骤一的模拟转子(1
‑
2)的转子柱体外圆柱面(1
‑
5)长度减小Δl2，并将...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹继斌，禹国栋，孙淑琪，徐永向，肖利军，张文韬，邹继明，卓亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：