磁懸浮電機轉子部件及其在線配重方法與流程

2023-06-22 18:18:26

本發明涉及一種磁懸浮電機轉子部件及其在線配重方法，其屬於磁懸浮電機技術領域。

背景技術：
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在電機行業，電機轉子部件都需要做動平衡處理，以減小轉子運行時的振動，提高電機壽命。轉子動平衡常在動平衡機上進行操作，動平衡轉速一般是0.3～0.5萬轉/分鐘左右。由於普通電機的工作轉速就在動平衡轉速附近，因此，做過動平衡後的轉子在工作時振動一般都符合要求。

近年來，隨著高速電機特別是新一代高速電機—磁懸浮電機的發展，對電機轉子的動平衡提出了更高的要求。高速電機的轉速可達到4萬轉/分鐘以上，但目前市場上常用的動平衡機都是低速的，轉子的動平衡只能做低速動平衡。對轉子動平衡的要求較高時，在低速動平衡機上操作相對比較困難。而且，即便在動平衡機上順利完成動平衡，當電機運行到高轉速時，其動平衡依然可能達不到理想情況，嚴重影響電機的使用壽命。

因此，卻有必要對現有技術進行改進以解決現有技術之不足。

技術實現要素：
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本發明提出的磁懸浮電機轉子部件及其在線配重方法，其能夠有效的減少做動平衡的硬體成本，可將電機轉子的振動在高速運行時減小到非常理想的情況，有利於磁懸浮電機的安全穩定運行。

本發明採用如下技術方案：一種磁懸浮電機轉子部件，包括螺栓拉杆、壓緊螺母、配重螺釘、葉輪、第一磁軸承、第一位移傳感器、第二磁軸承、第二位移傳感器、電機轉子、輔助配重盤，所述螺栓拉杆固定連接在電機轉子的左側，葉輪套設於電機轉子上，壓緊螺母螺紋連接在螺栓拉杆上以將葉輪緊固於電機轉子上，輔助配重盤設於壓緊螺母與葉輪之間，第一磁軸承、第一位移傳感器、第二位移傳感器以及第二磁軸承依次由左至右套設於電機轉子上；

所述輔助配重盤安裝於葉輪與壓緊螺母之間，且輔助配重盤的圓周方向上均布有若干配重螺釘孔，配重螺釘螺紋連接在該配重螺釘孔上。

進一步地，所述葉輪上設有去重環。

所述電機轉子的右側設有尾部配重螺釘孔。

本發明還採用如下技術方案：一種磁懸浮電機轉子部件在線配重方法，包括如下步驟：

1)在葉輪與壓緊螺母之間安裝輔助配重盤，在輔助配重盤的圓周方向上均布有若干配重螺釘孔；

2)開機後，逐步升高磁懸浮電機的轉速，通過第一位移傳感器的輸出信號實時觀察電機轉子前端的振動情況，轉子振動幅值會隨著轉速升高逐步變大，直至轉子振動接近額定幅值的1.5倍時，記錄此時磁懸浮電機的轉速；

3)將磁懸浮電機轉速降為零，將一顆配重螺釘分四次固定在輔助配重盤中任意四個不同角度且相互垂直的配重螺釘孔中，且每固定一次配重螺釘後，將磁懸浮電機運行至步驟2)中記錄的轉速，分別記下電機轉子前端在四個不同角度時的振動幅值；

4)比較上述四個振動幅值大小，根據插值法判斷振動幅值最小的配重角度，則此角度為最佳配重角度；

5)在最佳配重角度分別配0.9倍和1.1倍額定重量的配重螺釘，並將電機運行至步驟2)中記錄的轉速，分別記下兩次電機轉子前端的振動幅值；

6)通過兩次振動幅值比較，按照振動幅值減小的方向，繼續增加或減少配重，直至電機轉子前端振動幅值小於額定振動幅值；

7)逐步提升轉速，電機轉子前端的振動幅值會繼續增加，直至振動接近1.5倍額定振動幅值或轉速達到工作轉速，如果振動接近1.5倍額定振動幅值，則繼續在該角度增加或減少配重，最終達到在工作轉速時電機轉子前端振動幅值小於額定幅值；

8)記下輔助配重盤和葉輪的安裝角度，並將其拆下，根據半徑與配重乘積相等方法計算出在去重環上的去重重量，在去重環上與最佳配重角度呈180°的角度位置打磨掉計算得到的去重重量，再將葉輪裝回，電機轉子前端的動平衡就完成了；

9)用同樣的方法，通過第二位移傳感器對電機轉子的尾部進行配重，此時，通過直接在電機轉子的尾部配重螺釘孔內安裝配重螺釘進行配重，最終完成整個電機轉子的高速動平衡。

本發明具有如下有益效果：磁懸浮電機自身帶有位移傳感器和高速電機，在不附加任何其他傳感器的情況下，可對轉子的振動情況進行實時監控。本發明磁懸浮電機轉子部件在線配重方法，結合磁懸浮電機自身特點，可在電機安裝完畢後，無需輔助傳感器，直接在電機上進行動平衡配重操作，無需將電機轉子拆出，減少做動平衡的硬體成本，可將電機轉子的振動在高速運行時減小到非常理想的情況，有利於磁懸浮電機的安全穩定運行

附圖說明：

圖1為本發明磁懸浮電機轉子部件軸向剖視圖。

圖2為圖1所示磁懸浮電機轉子部件的側視圖。

圖3為本發明配重孔角度分布示意圖。

具體實施方式：

請參照圖1和圖2所示，本發明磁懸浮電機轉子部件，包括螺栓拉杆1、壓緊螺母2、配重螺釘3、葉輪4、第一磁軸承6、第一位移傳感器7、第二磁軸承9、第二位移傳感器10、電機轉子11、輔助配重盤12，所述螺栓拉杆1固定連接在電機轉子11的左側，葉輪4套設於電機轉子11上，壓緊螺母2螺紋連接在螺栓拉杆1上以將葉輪4緊固於電機轉子11上，輔助配重盤12設於壓緊螺母2與葉輪4之間，第一磁軸承6、第一位移傳感器7、第二位移傳感器10以及第二磁軸承9依次由左至右套設於電機轉子11上。

其中輔助配重盤12安裝於葉輪4與壓緊螺母2之間，且輔助配重盤12的圓周方向上均布有若干配重螺釘孔13，配重螺釘3螺紋連接在該配重螺釘孔13上。在葉輪4上設有去重環5，電機轉子11的右側設有尾部配重螺釘孔8。

本發明磁懸浮電機轉子部件在線配重方法，包括如下步驟：

1)在葉輪4與壓緊螺母2之間安裝輔助配重盤12，在輔助配重盤12的圓周方向上均布有若干配重螺釘孔13；

2)開機後，逐步升高磁懸浮電機的轉速，通過第一位移傳感器7的輸出信號實時觀察電機轉子11前端的振動情況，轉子振動幅值會隨著轉速升高逐步變大，直至轉子振動接近額定幅值的1.5倍時，記錄此時磁懸浮電機的轉速；

3)將磁懸浮電機轉速降為零，將一顆配重螺釘3分四次固定在輔助配重盤12中任意四個不同角度且相互垂直的配重螺釘孔13中，例如圖3所示中的A、B、C、D四個孔中，且每固定一次配重螺釘3後將磁懸浮電機運行至步驟2)中記錄的轉速，分別記下配重螺釘在A、B、C、D四個孔時電機轉子11前端的振動幅值；

4)比較上述四個振動幅值，按照如下方法判斷最佳配重角度。例如，配重螺釘3固定在A孔時的振動幅值最小，在C孔時最大，而在B和D孔時相等，則最佳配重角度為A；如果在A孔時的振動幅值最小，在C孔時最大，而在B孔時比在D孔時振動幅值小，則最佳配重角度為E孔；如果在A孔時和在B孔時振動幅值相等且都較小，而在C和D孔時相等且較大，則最佳配重角度為F孔；如果在A孔時的振動幅值最小，在C孔時最大，而在B孔時比在D孔時振動幅值大，則最佳配重角度為G孔。如果配重螺釘3在四個角度時電機轉子11的振動幅值相差不大，則說明配重螺釘重量過輕，將配重螺釘更換為1.1倍額定重量的配重螺釘重複上述步驟；

5)在最佳配重角度分別配0.9倍和1.1倍額定重量的配重螺釘3，並將電機運行至步驟2)中記錄的轉速，分別記下兩次電機轉子前端的振動幅值；

6)通過兩次振動幅值比較，按照振動幅值減小的方向，繼續增加或減少配重，直至電機轉子前端振動幅值小於額定振動幅值，例如配重螺釘3減輕到0.9倍額定重量時電機轉子11的振動幅值減小，則繼續將配重螺釘3的重量減輕至0.8倍或0.7倍額定重量，直到轉子振動幅值減小到小於額定振動幅值；

7)逐步提升轉速，轉子振動幅值會繼續增加，直至振動接近1.5倍額定振動幅值或轉速達到工作轉速，如果振動接近1.5倍額定振動幅值，則繼續在該角度增加或減少配重，最終達到在工作轉速時電機轉子前端振動小於額定幅值；

8)記下輔助配重盤12和葉輪4的安裝角度，並將其拆下，根據半徑與配重乘積相等方法計算出去重重量，在去重環5上與最佳配重角度呈180°的角度位置打磨掉計算得到的去重重量，再將葉輪4裝回，電機轉子11前端的動平衡就完成了；

9)用同樣的方法，通過第二位移傳感器10對電機轉子11的尾部進行配重，此時，不需要輔助配重盤12和打磨去重，可直接在電機轉子11的尾部配重螺釘孔8內安裝配重螺釘3進行配重，最終完成整個電機轉子的高速動平衡。

本發明磁懸浮電機轉子部件在線配重方法中配重是在線高速配重，無需將整個電機轉子拆出，且配重過程利用磁懸浮電機轉子部件本身自帶的位移傳感器，無需角度或振動傳感器，同時配重過程利用磁懸浮電機驅動，無需其它動力驅動。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。