旧电机定子铁心老化测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机检测领域，具体是设计一种旧电机的定子铁心老化的检测装置。
【背景技术】
[0002] 电机是电力设备的重要组成部分之一，电机的正常运行是人们生产、生活稳定进 行的重要保障。当电机运行于较差的环境中时经常会出现故障，其中，较差的环境包括过 载、潮湿、腐蚀等环境。电机故障中，定子绕组被烧毁的情况经常发生，电机定子绕组被烧 毁，一般的解决办法是直接送到电机修理厂更换定子绕组。
[0003] -台电机在使用过程中，可能会反复多次更换定子绕组。而每次拆卸旧绕组都需 要对其进行加热软化，有时甚至采用喷灯，炭火烘烤等方法。这些方法均会加快电机定子铁 心的老化。铁心老化主要有热老化和电气老化两种。冷热循环老化（也叫热老化）促使铁 心表面松动和振动，引起结构变化，并有时发生振动，产生噪声。另一种老化是铁心结构老 化（也叫电气老化），由于硅钢片和绝缘膜为层状结构，绝缘膜经过长期运行而产生老化。 由于绝缘材料受到破坏，硅钢片之间接触产生涡流，使得铁损耗增加。
[0004] 铁心老化一方面影响电机的运行效率，造成电能浪费；另一方面，由于每次更换绕 组前，没有对定子铁心老化程度进行判断，导致更换绕组后电机寿命一次比一次短，这对 中小型电机可能会得不偿失，造成较大的经济损失。定子铁心老化还会引起铁心松动、变形 等，损伤定子绕组，甚至发生重大事故。因此，对待修的旧电机定子铁心老化的程度进行检 测和判断非常必要。通过对铁心老化程度的判断，确定绕组烧毁的电机是否有必要进行维 修。另外，对于一些使用时间过长的大型电机，比如20年，尽管没有出现绕组烧毁的故障， 也需要对电机的铁心老化程度进行判断，以保证电机可以安全运行。
[0005] 现有技术中，对铁心老化程度进行判断的方法主要有两种，第一，电磁噪声测试 法，即：根据电磁噪声判断铁心松动。由于在检测过程中，与电机相连的其他设备可能发生 振动，且不同类型的电机安装精度不同会影响电磁噪声的测量，故没有统一的标准可以用 来判断测试产生的电磁噪声与电机铁心老化程度的对应关系；第二，振动测试法，即：根据 定子铁心外壳振动情况判断铁心老化程度，由于该种方法不便于区分铁心振动量与轴承振 动量的关系，故该种方法测量得到的结果误差比较大，容易发出误判。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明提出一种旧电机定子铁心老化检测装置，其至少全部或者部分上解 决或者缓解现有技术中存在的上述问题。
[0007] 为此，本发明的技术方案如下：
[0008] -种旧电机定子铁心老化检测装置，包括：
[0009] 开口磁环，其端部和电机定子铁心齿部紧贴后构成闭合回路；
[0010] 励磁电源，其输出电压可调，输出端与所述开口磁环的一次侧绕组连接，用于在 所述一次侧绕组上加预设电压，以保证磁通密度B为预设值；
[0011] 采集模块，其与所述开口磁环连接，用于采集所述开口磁环一次侧电压、一次侧电 流和二次侧电压；
[0012] 控制模块，用于控制所述的采集模块，从采集模块中取出所述的一次侧电压并输 出到显示模块；同时，根据所述开口磁环一次侧电压、一次侧电流和二次侧电压得到单位质 量铁损耗后输出到显示模块；
[0013] 显示模块，用于显示所述单位质量铁损耗、所述一次侧电压和所述磁通密度。
[0014] 优选地，所述开口磁环所用的硅钢片和被测电机定子铁心所用硅钢片同型号；
[0015] 所述开口磁环端部的宽度和所述电机定子铁心齿部的宽度相同；
[0016] 所述开口磁环端部开口的宽度等于所述电机定子铁心齿部之间的宽度。
[0017] 优选地，所述采集模块进一步包括：
[0018] 霍尔电压传感器，用于采集所述开口磁环一次侧电压；
[0019] 霍尔电流传感器，用于采集所述开口磁环一次侧电流；
[0020] 精密电阻，用于采集所述开口磁环二次侧电压。
[0021] 优选地，根据所述一次侧电压、一次侧电流和二次侧电压得到定子铁心单位质量 的铁损耗的步骤具体为：
[0022] S1 :计算励磁电流i;
[0023]
[0024] N:所述开口磁环一次侧绕组的线圈匝数；
[0025] Hk:第K段铁心的磁场强度，查表获得；
[0026] 1^第K段磁路的等效长度；
[0027] S2:计算励磁电压U;
[0028] U~4. 44fNΦ= 4. 44fNBS，其中，
[0029] B:磁通密度；
[0030]S:磁路截面积（计算开口磁环的截面积得到）；
[0031] f:频率，f为工频50Hz;
[0032] S3 :计算与所述开口磁环对应的定子铁心总损耗PF。；
[0033] P1 -PCul+PFel+PFe2+PFe3,其中，
[0034] Pi:-次侧输入功率；
[0035] PCul:-次侧线圈铜损耗，匕,=/,2Λ，其中，
[0036] 11:-次侧电流；
[0037] R:-次侧绕组的阻值；
[0038] PFel:开口磁环的铁损耗；
[0039] PFe2:定子铁心齿部铁损耗；
[0040] PFe3:定子铁心辄部铁损耗；
[0041 ]由于，PFe -PFe2+PFe3,所以
[0042]^Fe~ ~ ^Cux ~~^/·ε| ' 〇
[0043]S4:计算定子铁心单位质量铁损耗P。；
[0044]
其中，
[0045] m:与开口磁环对应部分定子铁心齿部和辄部的总重量。
[0046] S5 :得到电机定子铁心的单位质量铁损耗
[0047] PL= kfn+kjjPd，其中，
[0048] PT1:齿部磁通密度为BT1时所对应的齿部铁耗，通过查表得出；
[0049] Ρα:辄部磁通密度为Βα时所对应的辄部铁耗，通过查表得出；
[0050]k1:对于半闭口槽齿部修正系数，取经验值2. 5;
[0051] k2:对于半闭口槽辄部修正系数，取经验值2 ;
[0052]S5:得到老化率LH;
[0053]
其中，Pc:实际测量得到的定子铁心损耗值；
[0054] 理论上定子铁心损耗的计算值；
[0055] 优选地，所述的装置当0%彡LH< 20%时，铁心为轻度老化，电机可以更换绕组继 续使用；
[0056] 当20%彡LH<40%时，铁心为中度老化，对降低容量的电机还可以使用；
[0057] 当LH多40%时，铁心为严重老化，不能再使用。
[0058] 本发明技术方案，具有如下优点：
[0059] 本发明提供的旧电机定子铁心老化检测装置，利用铁损值大小去判断电机铁心老 化程度。利用测量得到的电机定子铁心损耗值，计算出老化率，通过老化率分析去判断电机 铁心老化程度，对于电机的维修和维护具有十分重要的意义。特别适用于电机使用企业及 电机的维修企业，可以测量出电机定子的铁损值，然后判断电机铁心的老化程度，有助于实 现电机维修及寿命周期管理。
【附图说明】
[0060] 为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对具 体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中 的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的 前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0061] 图1为本发明实施例1中开口磁环的结构示意图；
[0062] 图2为本发明实施例1中铁心损耗测试系统的原理框图；
[0063] 图3为本发明实施例1中铁心损耗测试原理图；
[0064] 图4为本发明实施例1中开口磁环填充示意图。
【具体实施方式】
[0065] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0066] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"竖直"、 "水平"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了 便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"、 "第三"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0067] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接； 可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可 以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人 员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0068] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构 成冲突就可以相互结合。
[0069] 实施例1
[0070] 本实施例提供一种旧电机定子铁心老化检测装置，涉及了旧电机铁心老化检测分 析与判断，基于电磁感应原理设计了一种以电机定子铁心损耗为基准的数字式、高可靠性、 物理概念明确的检测装置。此外，还对老化率进行了定义，通过对老化率的计算可以分析判 断铁心的老化程度。
[0071] 检测装置主要包括测试用的开口磁环，一、二次侧绕组和PCB板的设计。
[0072] 根据测试的电机类型，设计开口磁环，设计中遵循以下原则：第一，磁路最短原则； 第二，开口磁环设计所用的硅钢片和被测电机定子铁心所用硅钢片同型号；第三，开口磁环 端部宽度和电机定子铁心齿部宽度相同，端部缝隙宽度是电机定子铁心齿部之间的宽度， 以便在测试时使开口磁环和电机定子齿部构成一个闭合回路，设计好之后，在开口磁环上 满涂绝缘胶封装。本装置的开口磁环设计，见附图1。
[0073] 其次是开口磁环一二次侧绕组的选择和匝数确定，确定绕组的类型和匝数考虑以 下方面的内容