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電機(jī)維修采用新材料、新工藝及先進(jìn)的試驗(yàn)檢測(cè)方法

文章出處：fsdttd.com | 發(fā)布時(shí)間：2018/2/9 13:30:53 | 瀏覽次數(shù)：521

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和永磁材料磁性能的不斷提高，永磁無刷直流電機(jī)近年來受到普遍重視，并且取得了很大的發(fā)展。
永磁無刷直流電機(jī)具有調(diào)速方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)便、電磁污染小、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)，在伺服系統(tǒng)及小功率拖動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
然而，由于電機(jī)本身結(jié)構(gòu)以及饋電系統(tǒng)等方面的原因，無刷直流電機(jī)具有較大的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，這限制了其在精密傳動(dòng)和大功率驅(qū)動(dòng)等系統(tǒng)中的應(yīng)用；另外，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)加劇，噪聲增加，也影響了電機(jī)壽命。

制轉(zhuǎn)矩波動(dòng)一直是永磁無刷直流電機(jī)控制的重要內(nèi)容。按轉(zhuǎn)矩波動(dòng)產(chǎn)生的原因，可分為：電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、電流換向引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、齒槽引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、電樞反應(yīng)影響和機(jī)械工藝引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等，其中前 3 者對(duì)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)影響較大。

針對(duì)不同的原因，國內(nèi)外許多學(xué)者作了大量的研究工作。對(duì)于齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生和削弱方法，采用定子斜槽的方法可取得較好效果。對(duì)于換相轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，文獻(xiàn)[9]從 3 個(gè)不同的狀態(tài)作了詳細(xì)的分析，指出換相轉(zhuǎn)矩波動(dòng)與反電勢(shì)和電源電壓以及轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；針對(duì)換相時(shí)總電流下降的現(xiàn)狀，采用電流反饋、重疊換相以及人工智能算法等方法維持換相時(shí)總電流不變以抑制換相轉(zhuǎn)矩波動(dòng)[10-12]

文獻(xiàn)[13]對(duì)電機(jī)的相電壓和相電流進(jìn)行 Fourier 級(jí)數(shù)分解，針對(duì)轉(zhuǎn)矩諧波進(jìn)行補(bǔ)償。文獻(xiàn)[14]對(duì)電樞反應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)做了分析，并在設(shè)計(jì)磁路和換相控制兩個(gè)方面提出了削弱電樞反應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的影響。文獻(xiàn)[15]提出利用轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器間接轉(zhuǎn)矩反饋方法，即利用反電勢(shì)、相電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速作為輸入信號(hào)，波動(dòng)轉(zhuǎn)矩作為輸出信號(hào)構(gòu)成波動(dòng)轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器，實(shí)時(shí)在線估計(jì)轉(zhuǎn)矩大小的變化，針對(duì)不同的情況作相應(yīng)的補(bǔ)償。文獻(xiàn)[16]將直接轉(zhuǎn)矩控制的概念引入無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中，其對(duì)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的抑制取得了較好效果。
采用新材料、新工藝及先進(jìn)的試驗(yàn)檢測(cè)方法,以實(shí)現(xiàn)以上目的。

0620系列直流電機(jī)為德國制造的單極他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),用于包裝機(jī)上執(zhí)行不同的功能動(dòng)作,同一套包裝機(jī)上至少配備有5種以上型號(hào)的電機(jī),它們的電樞電壓和勵(lì)磁繞組電壓均為統(tǒng)一的電壓等級(jí),只是由于電機(jī)功率大小不同,驅(qū)動(dòng)電流及勵(lì)磁電流有大有小。在國產(chǎn)化的過程中,從電氣性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)兩方面入手,使用高強(qiáng)度的絕緣材料,加上合理的試驗(yàn)方法,國產(chǎn)化Z系列電機(jī)在性能、質(zhì)量上較0620系列有了一定程度的改進(jìn)和提高。

在原有包裝機(jī)驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提高了電動(dòng)機(jī)的輸出功率,在不影響安裝使用的條件下,增加了電機(jī)的軸向、徑向尺寸,也即增加了電機(jī)的熱容量,電機(jī)工作溫升降低,提高了電機(jī)的工作使用壽命。在結(jié)構(gòu)上,根據(jù)安裝形式不同,把電機(jī)的主體分為3種,只要配上相應(yīng)的的底座,減速器,測(cè)速機(jī),就可以滿足一整套包裝機(jī)電機(jī)的互換使用。

試驗(yàn)是檢驗(yàn)電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的重要步驟,采用了先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備及合理的試驗(yàn)方法來檢驗(yàn)電機(jī)產(chǎn)品。首先是電機(jī)額定參數(shù)的測(cè)量,運(yùn)用微機(jī)扭矩儀測(cè)量系統(tǒng),可以準(zhǔn)確地測(cè)量出反映電機(jī)性能的主要參數(shù),如電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等。由于制造裝配過程中存在的不一致性,每一臺(tái)電機(jī)的參數(shù)與額定值相比有一定偏差,如果偏差不超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,則電機(jī)在性能上是合格的。為保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性,采用了模擬負(fù)載條件下的對(duì)拖試驗(yàn)方法。在規(guī)定的散熱條件下,電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行3h,其溫升應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)。本著對(duì)用戶負(fù)責(zé)、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量負(fù)責(zé)的態(tài)度,所有出廠的電機(jī)均經(jīng)過上述兩項(xiàng)試驗(yàn)的檢驗(yàn)。