CN108303049A - 定子铁芯内孔圆柱度的检测方法、***、装置及存储介质 - Google Patents

定子铁芯内孔圆柱度的检测方法、***、装置及存储介质 Download PDF

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CN108303049A CN201810112815.7A CN201810112815A CN108303049A CN 108303049 A CN108303049 A CN 108303049A CN 201810112815 A CN201810112815 A CN 201810112815A CN 108303049 A CN108303049 A CN 108303049A
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    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
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Abstract

本发明实施例中公开了一种定子铁芯内孔圆柱度的检测方法、***、装置及存储介质。其中，方法包括：获取一电机的径向振动信号，所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机；将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，计算出第一频率和第二频率；从所述频域的振动量值中提取第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值；在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。本发明实施例中的技术方案能够提高定子铁芯内孔圆柱度的测量准确度。

Description

定子铁芯内孔圆柱度的检测方法、***、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及机械制造领域，特别是一种定子铁芯内孔圆柱度的检测方法、***、装置及存储介质。
背景技术
定子和转子是构成电机的主要部件，为了保持定子和转子之间的空隙平衡，在由定子叠片堆叠成定子铁芯时，需要对该定子铁芯的内孔圆柱度进行测量。目前一般是采用坐标测量机来测量。
实际应用中，由于定子铁芯的内孔较粗糙，而坐标测量机又对该粗糙表面比较敏感，因此采用坐标测量机测量定子铁芯的内孔圆柱度时，其测量结果通常不够准确。如果测量结果超出要求，可能意味着会采用具有静态偏心的定子铁芯，此时将会导致电机产生振动、噪声以及转矩波动等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种定子铁芯内孔圆柱度的检测方法，另一方面提出了一种定子铁芯内孔圆柱度的检测***、装置及存储介质，用以提高定子铁芯内孔圆柱度的测量准确度，进一步提高电机的性能和生产效率。
本发明实施例中提供的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法，包括：获取一电机的径向振动信号，所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机；将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
在一个实施方式中，所述获取所述电机的径向振动信号为：接收一振动传感器采集的所述电机的径向振动信号。
在一个实施方式中，所述定子铁芯为未装配有线圈的定子铁芯。
在一个实施方式中，所述电机为永磁电机。
本发明实施例提供的定子铁芯内孔圆柱度的检测***，包括：一驱动装置，用于驱动一装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机按照一设定速度运转；一振动传感器，用于采集所述电机的径向振动信号；和一处理装置，用于接收所述径向振动信号，并将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
在一个实施方式中，所述处理装置包括：一信号接收模块，用于接收所述径向振动信号；一信号转换模块，用于将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；一计算模块，用于根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；和一确定模块，用于从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
在一个实施方式中，所述驱动装置为一电机。
在一个实施方式中，所述定子铁芯为未装配有线圈的定子铁芯。
在一个实施方式中，所述电机为永磁电机。
本发明实施例提供的一种定子铁芯内孔圆柱度的检测装置，包括：一信号接收模块，用于接收一电机的径向振动信号；所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机；一信号转换模块，用于将一电机的径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和定子铁芯的电机；一计算模块，用于根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；和一确定模块，用于从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
本发明实施例提供的又一种定子铁芯内孔圆柱度的检测装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器，其中：所述至少一个存储器用于存储计算机程序；所述至少一个处理器用于调用所述至少一个存储器中存储的计算机程序，执行如上所述的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序能够被一处理器执行并实现如上所述的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中让电机在运转状态下基于电机的径向振动信号来分析该径向振动信号的特性所对应的定子铁芯的内孔圆柱度情况，避免了目前采用坐标测量机测量时需要受定子铁芯的内孔粗糙度影响的情况，因此提高了定子铁芯内孔圆柱度的测量准确度，并进一步提高了电机的性能和生产效率。
此外，在测试的电机上装配待测定子铁芯时，通过装配不带有线圈的定子铁芯，可以避免被测定子铁芯为静态偏心的定子铁芯时可能对整机造成的损害。
最后，本发明实施例中的方案不仅可以应用于永磁电机，而且可应用于非永磁电机，只要测试时在转子上装配上一个永磁体即可。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为本发明实施例中一种定子铁芯内孔圆柱度的检测方法的示例性流程图。
图2为本发明实施中定子铁芯内孔圆柱度的检测***的示例性结构图。
图3为图2所示***中的处理装置的示例性结构图。
图4为本发明实施中一种定子铁芯内孔圆柱度的检测装置的示例性结构图。
其中，附图标记如下：
101～105 步骤
210 驱动装置
220 振动传感器
230 处理装置
231 信号接收模块
232 信号转换模块
233 计算模块
234 确定模块
410 存储器
420 处理器
具体实施方式
本发明实施例中，为了提供一种更高准确度的定子铁芯内孔圆柱度的测量方法，考虑让电机在运转状态下基于电机的径向振动信号来分析该径向振动信号的特性是内孔圆柱度良好的定子铁芯所具有的径向振动信号特性，还是具有静态偏心的定子铁芯所具有的径向振动信号特性。为了产生径向振动信号，需要在转子上装配一永磁体，因此该测量方法可以应用于永磁电机。不过对于非永磁电机来说，只要能够在其转子上装配一永磁体，也是可以应用该检测方法来检测其定子铁芯的内孔圆柱度的。此外，为了避免被测定子铁芯为静态偏心的定子铁芯时可能对整机造成的损害，本发明实施例中可在测试定子铁芯时，不在其上装配线圈。当然，装配有线圈的定子铁芯也不会影响该测量方法的实施及其测量的准确度。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图1为本发明实施例中一种定子铁芯内孔圆柱度的检测方法的示例性流程图。如图1所示，该方法可包括如下步骤：
步骤101，获取一电机的径向振动信号，所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机。
本步骤中，可将带有永磁体的转子和被测定子铁芯装配在一电机上，并驱动所述电机按照一设定速度运转。例如，可由另外一台电机驱动上述装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机进行运转。之后，可利用一振动传感器采集所述电机的径向振动信号。相应地，本步骤中可通过接收所述振动传感器采集的所述电机的径向振动信号来获取所述电机的径向振动信号。
本实施例中的方法既可应用于永磁电机，也可应用于非永磁电机。对于永磁电机来说，转子都是装配有永磁体的转子，对于非永磁电机来说，为了应用该方法，可在其转子上装配一个永磁体。
其中，定子铁芯可以为装配有线圈的定子铁芯，也可以为未装配有线圈的定子铁芯。当然不装配线圈时，可避免测试过程中被测定子铁芯为静态偏心的定子铁芯时可能对整机造成的损害。
步骤102，将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值。
步骤103，根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照下式(1)计算出第一频率和第二频率。
其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，单位为转/每分钟，60指的是60秒；P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数。
其中，步骤103也可以在步骤102或步骤101之前执行。上述的级数和槽数等信息为所述电机的一些参数，通常是固定不变的，一般可存储在一数据库中。
步骤104，从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值。
步骤105，对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度良好，即满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
以上对本发明实施例中的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的定子铁芯内孔圆柱度的检测***进行详细描述。
图2为本发明实施中定子铁芯内孔圆柱度的检测***的示例性结构图。如图2所示，该***200可包括一驱动装置210、一振动传感器220和一处理装置230。
其中，驱动装置210用于驱动一装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机按照一设定速度运转。在一个实施方式中，该驱动装置210可以为另一台电机。定子铁芯可以为装置有线圈的定子铁芯，也可以为未装配有线圈的定子铁芯。
振动传感器220用于采集所述电机的径向振动信号。
处理装置230用于接收所述径向振动信号，并将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照上式(1)计算出第一频率和第二频率；即f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
图3为图2所示***中的处理装置的示例性结构图。如图3所示，该处理装置可包括一信号接收模块231、一信号转换模块232、一计算模块233和一确定模块234。
其中，信号接收模块231用于接收一电机的径向振动信号。所述电机即为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机。
信号转换模块232用于将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值。
计算模块233用于根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照上式(1)计算出第一频率和第二频率；即f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数。
确定模块234用于从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
上述的处理装置也可以称为定子铁芯内孔圆柱度的检测装置。
图4为本发明实施中一种定子铁芯内孔圆柱度的检测装置的示例性结构图。如图4所示，该装置可包括：至少一个存储器410和至少一个处理器420。当然，该装置330还可包括一些其他的组件，例如通信端口等，用于接收电机的径向振动信号。这些组件可通过总线进行通信。
其中，至少一个存储器410用于存储计算机程序。该计算机程序可以被所述至少一个处理器420执行以实现图1所述的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法。或者，该计算机程序也可以理解为包括图3所示的处理装置的各个模块，即信号接收模块231、一信号转换模块232、一计算模块233和一确定模块234。
此外，至少一个存储器410还可存储操作***等。操作***包括但不限于：Android操作***、Symbian操作***、Windows操作***、Linux操作***等等。
至少一个处理器420用于调用至少一个存储器410中存储的计算机程序，以基于至少一个端口接收数据的功能执行本发明实施例中所述的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法。处理器420可以为CPU，处理单元/模块，ASIC，逻辑模块或可编程门阵列等。
需要说明的是，图1所示流程和图3所示结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。
各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。
本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本申请所述定子铁芯内孔圆柱度的检测方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的***或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该***或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作***等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到***计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中让电机在运转状态下基于电机的径向振动信号来分析该径向振动信号的特性所对应的定子铁芯的内孔圆柱度情况，避免了目前采用坐标测量机测量时需要受定子铁芯的内孔粗糙度影响的情况，因此提高了定子铁芯内孔圆柱度的测量准确度，并进一步提高了电机的性能和生产效率。
此外，在测试的电机上装配待测定子铁芯时，通过装配不带有线圈的定子铁芯，可以避免被测定子铁芯为静态偏心的定子铁芯时可能对整机造成的损害。
最后，本发明实施例中的方案不仅可以应用于永磁电机，而且可应用于非永磁电机，只要测试时在转子上装配上一个永磁体即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.定子铁芯内孔圆柱度的检测方法，其特征在于，包括：
获取一电机的径向振动信号，所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机(101)；
将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值(102)；
根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率(103)；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；
从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值(104)；
对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心(105)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述电机的径向振动信号(101)为：
接收一振动传感器采集的所述电机的径向振动信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定子铁芯为未装配有线圈的定子铁芯。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电机为永磁电机。
5.定子铁芯内孔圆柱度的检测***，其特征在于，包括：
一驱动装置(210)，用于驱动一装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机按照一设定速度运转；
一振动传感器(220)，用于采集所述电机的径向振动信号；和
一处理装置(230)，用于接收所述径向振动信号，并将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
6.根据权利要求5所述的定子铁芯内孔圆柱度的检测***，其特征在于，所述处理装置(230)包括：
一信号接收模块(231)，用于接收所述径向振动信号；
一信号转换模块(232)，用于将所述径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；
一计算模块(233)，用于根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；和
一确定模块(234)，用于从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
7.根据权利要求5或6所述的***，其特征在于，所述驱动装置(210)为一电机。
8.根据权利要求5或6所述的***，其特征在于，所述定子铁芯为未装配有线圈的定子铁芯。
9.根据权利要求5或6所述的***，其特征在于，所述电机为永磁电机。
10.定子铁芯内孔圆柱度的检测装置，其特征在于，包括：
一信号接收模块(231)，用于接收一电机的径向振动信号；所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和被测定子铁芯的电机；
一信号转换模块(232)，用于将一电机的径向振动信号由时域转换为频域，得到频域的振动量值；所述电机为按照一设定速度运转的装配有带有永磁体的转子和定子铁芯的电机；
一计算模块(233)，用于根据所述设定速度以及所述电机的级数和槽数，按照式f1＝P*f0，f2＝LCM(P,S)*f0计算出第一频率和第二频率；其中，f1为第一频率，f2为第二频率，n为所述设定速度，P为所述级数，S为所述槽数，LCM(P,S)为所述级数和槽数的最小公倍数；和
一确定模块(234)，用于从所述频域的振动量值中提取所述第一频率下的振动量值和所述第二频率下的振动量值；对所述第一频率下的振动量值和第二频率下的振动量值进行比较，在所述第一频率下的振动量值小于所述第二频率下的振动量值时，确定所述定子铁芯的内孔圆柱度满足要求；否则确定所述定子铁芯的内孔具有静态偏心。
11.定子铁芯内孔圆柱度的检测装置，其特征在于，包括：至少一个存储器(410)和至少一个处理器(420)，其中：
所述至少一个存储器(410)用于存储计算机程序；
所述至少一个处理器(420)用于调用所述至少一个存储器(410)中存储的计算机程序，执行如权利要求1至4中任一项所述的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法。
12.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；其特征在于，所述计算机程序能够被一处理器执行并实现如权利要求1至4中任一项所述的定子铁芯内孔圆柱度的检测方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1065789A1 (ru) * 1982-02-11 1984-01-07 Предприятие П/Я В-2156 Способ косвенного определени эксцентриситета воздушного зазора электрической машины
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JP2012005282A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Toyo Electric Mfg Co Ltd 偏心測定装置
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