[发明专利]一种永磁磁极剩磁检测装置及方法

说明书

本发明提供一种永磁磁极剩磁检测装置及方法，包括：将探测线圈组置于待测剩磁的永磁磁极的表面，探测线圈组由一个或多个探测线圈构成；控制永磁磁极与探测线圈组相对运动，探测线圈组中产生感应电动势，对感应电动势数据进行处理得到待测剩磁的永磁磁极的第一特征量和第二特征量；通过第一特征量和第二特征量判断永磁磁极剩磁大小。本发明不需要拆卸磁极即可实现电机永磁磁极的原位检测，通过优化探测线圈组的结构，可获得比高斯计单点测量更加稳定的测量信号；结合对感应电动势波形的信号处理，可以消除探测线圈与磁极距离变化所引起的测量误差，实现永磁电机磁极剩磁的原位高精度测量。

技术领域

本发明属于永磁磁极剩磁检测领域，更具体地，涉及一种永磁磁极剩磁检测装置及方法。

背景技术

永磁电机以永磁体代替电励绕组，与传统的电励磁电机相比具有功率密度大、功率因数高、起动转矩大等优点。随着永磁材料性能的不断发展，特别是钕铁硼等高磁性能稀土永磁材料性能参数的不断提高，使得永磁电机的性能有了巨大的飞跃。永磁电机在越来越多的应用场景中替代传统电励磁电机，广泛应用于风力发电、电动汽车、家用电器、工业驱动与控制等领域，未来永磁电机的市场需求将呈现数量级式的增长。

永磁电机磁极通常由多个小永磁块拼装而成，生产过程中按永磁块充磁和组装工序的先后，可以分为先充磁后组装的预充磁技术和先组装后充磁的整体充磁技术。预充磁技术中首先采用螺线管充磁线圈对不带磁性的小永磁块施加脉冲强磁场对其充磁，再用亥姆霍兹线圈测量永磁块的剩余磁场，确定其剩磁饱和后再将带磁性的小永磁块拼装成电机磁极。而整体充磁技术中，永磁块在不带磁性的状态下组装成电机磁极，再用充磁线圈对电机磁极进行整体充磁，组装好的磁极带磁性后无法拆卸，因此不能再将永磁块单独拆下用亥姆霍兹线圈测量其剩磁是否饱和。而目前通常采用高斯计等仪器对磁极的多个位置进行单点测量，由于磁极表面磁场分布不均匀，测量精度低且重复性差，难以满足工业化流水线生产需求。

综上，对于整体充磁后的电机磁极，由于磁极不可拆卸，不能直接通过亥姆霍兹线圈精确测量磁极的剩磁情况，而高斯计单点测量的方法存在精度低和重复性差等问题，不能满足整体充磁技术的需求，亟需一种新的永磁磁极剩磁检测方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种永磁磁极剩磁检测装置及方法，旨在解决整体充磁技术中现有磁极剩磁检测方法精度低、重复性差，难以满足工业化流水线生产需求的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种永磁磁极剩磁检测方法，包括如下步骤：

将探测线圈组置于待测剩磁的永磁磁极的表面；

控制永磁磁极与探测线圈组相对运动，所述探测线圈组中产生感应电动势；所述感应电动势随着探测线圈组与永磁磁极之间距离的增大而减小，随着永磁磁极剩磁的减小而减小；

对所述感应电动势进行分析，确定待测剩磁永磁磁极的第一特征量；其中，所述第一特征量为与永磁磁极剩磁相关的分量；

确定此时所述永磁磁极与探测线圈组的实际探测距离，并基于预先获取的永磁磁极在充磁饱和状态下的第一特征量与探测距离的关系曲线，确定所述实际探测距离时永磁磁极在充磁饱和状态下的第一特征量；所述探测距离指永磁磁极与探测线圈组之间的距离；

将所述待测剩磁永磁磁极的第一特征量与所述永磁磁极在充磁饱和状态下的第一特征量进行对比，若二者误差小于预设阈值，则判断所述待测剩磁的永磁磁极为饱和充磁状态，否则判断所述待测剩磁的永磁磁极为未饱和充磁状态。

可以理解的是，控制永磁磁极与探测线圈组相对运动，其中相对运动的运动速度可以是匀速或者变速；在变速情况下，基于电磁感应定律，每一时刻测量的感应电动势大小可以根据当前时刻相对运动的运动速度，折算成某一恒定速度下的感应电动势大小，进而与匀速情况等效。

在一个可选的实施例中，确定此时永磁磁极与探测线圈组的实际探测距离，具体为：