[发明专利]爪极式发电机转子磁性能测量装置及方法

说明书

一种爪极式发电机转子磁性能测量装置及方法，包括：测试基座以及固定设置于测试基座上的带槽导磁环，其中：待测发电机转子固定设置于测试基座内且其线圈正对带槽导磁环，带槽导磁环与直流磁性能测量仪相连，当待测发电机转子工作时带槽导磁环由感应磁场生成检测电流，经直流磁性能测量仪检测换算得到爪极式发电机转子磁性能。本装置测量结果更为敏感更为直接地反映爪极式发电机转子的优劣，整个测试流程相对简单，可以大幅节省测量成本。可以实现电机装配前每件无损检测，用于分析转子装配与爪极制造工艺对转子磁性能的影响规律。

技术领域

本发明涉及一种转子磁性能测量领域的技术，具体是一种爪极式发电机转子磁性能测量装置及方法。

背景技术

目前评价爪极式发电机转子性能的方法是利用测试发电机发电效率的装置获得转速电流关系曲线。但是，该方法所需测试台架较为复杂且昂贵，测试中需要完成发电机的整体装配和拆解过程，整个测试流程复杂，而且人工装机过程中引入很多不可控的影响因素。传统磁性能的测量方法需要制作标准试样(参见《GB/T 13012-2008软磁材料直流磁性能的测量方法》)，且容易忽略爪极制造过程引起的性能不均现象，对应的测量结果并不能完全反映由爪极装配而成的转子的整体磁性能。研究直接测定爪极式发电机转子磁性能的方法，则能够避免上述不足，适合电机装配前每件检测，且可用于分析转子装配与爪极制造工艺对转子磁性能的影响规律。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种爪极式发电机转子磁性能测量装置及方法，根据爪极式发电机转子的励磁线圈，设计了具有特殊结构的带槽导磁环及采用特殊方法缠绕的测量线圈，构建与实际发电机高度相似的工作磁场分布，测得相应的爪极式发电机转子磁性能指标；测试过程中无需反复拆装发电机，也无需破坏爪极式发电机转子；为评价爪极式发电机转子的对其服役后发电性能的影响提供新的技术途径。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种爪极式发电机转子磁性能测量装置，包括：测试基座以及固定设置于测试基座上的带槽导磁环，其中：待测发电机转子固定设置于测试基座内且其线圈正对带槽导磁环，带槽导磁环与直流磁性能测量仪相连，当待测发电机转子工作时带槽导磁环由感应磁场生成检测电流，经直流磁性能测量仪检测换算得到爪极式发电机转子磁性能。

所述的测试基座包括：定位底座和与之固定连接的定位板，其中：定位板上设有用于固定待测发电机转子的转子轴的异形定位轴，定位底座上分别设有用于固定带槽导磁环和待测发电机转子的环形槽。

所述的带槽导磁环与定位底座以及定位板采用销钉与螺钉连接定位，保证带槽导磁环与定位板的相对位置关系。

所述的定位底座上设有中间通孔，中间通孔下端与定位板的中心凸台间隙配合，中心凸台上设有异形定位轴与待测发电机转子的转子轴固定连接。

所述的带槽导磁环上设有四个用于缠绕测量线圈的向心卡槽，该测量线圈的缠绕方法为：以任一卡槽为起点，先按顺时针方向将导线缠绕至目标圈数，然后引入相邻卡槽按逆时针方向缠绕相同圈数，再引入相邻下一卡槽按顺时针方向缠绕相同圈数，最后引入第四个卡槽按按逆时针方向缠绕相同圈数。分别将开始引入的导线一端和最后引出的导线一端作为测量线圈的正负两极。

本发明涉及一种基于上述装置的测量方法，利用爪极式发电机转子自身励磁线圈形成激励磁场，根据所述方式缠绕的测量线圈内感应出电流，测得相应的磁性能指标。

所述的测量线圈在接入后测试前通过在励磁线圈中输入往复衰减的励磁电压波形，直至衰减至零外磁场强度以实现退磁。

所述的激励磁场，通过励磁电源在励磁线圈两侧施加励磁电压，计算励磁线圈中产生的励磁电流I，此时对应的外磁场强度H＝N1×I/L_e，励磁电流应从零开始稳定增大，直到外磁场强度达到最大。