CN110500948A - 一种转子表磁检测偏心识别及修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子表磁检测偏心识别及修正方法，在高斯计霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块，识别偏心程度；将距离转子表面一定范围内若干个点的磁场强度值与相对应位置的距离值生成磁场强度‑距离曲线图，得到修正系数，将修正系数乘以实测点的磁场强度值，得到精准的该点磁场强度值。本发明通过在高斯计霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块，在测量每个位置的磁场强度时，同步采集高斯计霍尔探头与转子表面之间的距离值，识别偏心程度，利用修正方法中的磁场强度‑距离曲线图确定修正系数，将实测点的磁场强度乘以修正系数即可得到精准的实际磁场强度值，整个过程简单快捷，很容易实现偏心修正。

Description

一种转子表磁检测偏心识别及修正方法

技术领域

本发明涉及电机转子检测领域，尤其涉及的是一种转子表磁检测偏心识别及修正方法。

背景技术

现有技术中，生产线上对永磁电机转子的检测主要包括磁通检测、表磁检测，磁通检测是对整个转子的工作面的磁通量进行检测；表磁检测则是对转子工作面的表面磁场分布情况进行检测。

转子表磁检测时，将高斯计的霍尔探头靠近转子表面，对应相应的磁钢叠层定位，然后转动转子或让霍尔探头绕着转子轴心转动，采集转子对应磁钢叠层相应高度上圆周的磁场分布情况，把各层磁钢的圆周磁场分布情况采集完成后，进行分析处理和良品判断。

由于转子表面是坚硬的硅钢片，如果检测探头贴紧转子表面测量，会产生磨损，所以实际的生产检测中探头一般不接触转子表面，保持一定的间隙，但生产线上转子到检测工位的移载，会用到套筒治具，而被测转子与套筒治具之间是间隙配合的关系，实际的生产检测时，会因为上下料时转子轴与套筒治具之间的间隙导致转子轴心与治具及转动机构的轴心之间存在随机的偏差，在转动检测时形成偏心现象，即高斯计的霍尔探头与转子表面的距离不是固定的，会随着偏心的方向有偏近和偏远的情况，因为磁场强度跟检测距离有很强的相关性，距离偏近会测到更强的磁场而偏远则会弱很多，磁场强度与距离有着复杂的对应关系，表磁检测中的偏心现象会严重影响磁场分布数据采集的准确性。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种降低偏心影响、提高精准度、且简单可行的转子表磁检测偏心识别及修正方法。

本发明的技术方案如下：一种转子表磁检测偏心识别及修正方法，用于永磁电机转子的表磁检测，包括偏心识别步骤和修正方法步骤；

所述偏心识别步骤包括：

S11、在高斯计霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块；

S12、转动转子或转动高斯计霍尔探头，测距模块同步采集高斯计霍尔探头与转子表面之间的距离值，识别偏心程度；

所述修正方法步骤包括：

S21、以选择磁极特征点作为采集点，将高斯计霍尔探头贴转子表面；

S22、将高斯计霍尔探头每次后退相同距离，并记录后退位置的磁场强度；

S23、将距离转子表面一定范围内若干个点的磁场强度值与相对应位置的距离值生成磁场强度-距离曲线图；

S24、以高斯计霍尔探头与转子表面的平均距离值为基点，在磁场强度-距离曲线图中选与基点最近的点的磁场强度为修正系数分子，再查磁场强度-距离曲线图中选与实测点最近的点的磁场强度为修正系数分母，修正系数分子和修正系数分母的比值为修正系数；

S25、将修正系数乘以实测点的磁场强度值，得到精准的该点磁场强度值。

采用上述技术方案，所述的转子表磁检测偏心识别及修正方法中，所述测距模块为激光测距模块。

采用上述各个技术方案，所述的转子表磁检测偏心识别及修正方法中，所述高斯计霍尔探头每次后退的距离为0.005mm，所述高斯计霍尔探头后退范围为0～5mm，所述高斯计霍尔探头共记录1000个点的磁场强度。

采用上述各个技术方案，所述的转子表磁检测偏心识别及修正方法中，所述修正方法步骤中，还包括：选择多个磁极特征点分别生成多个磁场强度-距离曲线图：转子或高斯计霍尔探头转动时，将各转动角度和相对应的转子表面磁场强度生成转子磁极不同位置的特征曲线图，依次选取特征曲线图中的第一峰值中点、第一峰值点、第二峰值中点、第二峰值点所对应的转动角度方向做数据采集，分别生成第一峰值中点、第一峰值点、第二峰值中点、第二峰值点对应的转动角度方向的磁场强度-距离曲线图，在做偏心修正时根据实测点所处的位置选择最接近的磁场强度-距离曲线图来获取修正系数。

采用上述各个技术方案，本发明通过在高斯计霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块，在测量每个位置的磁场强度时，同步采集高斯计霍尔探头与转子表面之间的距离值，识别偏心程度，利用修正方法中的磁场强度-距离曲线图确定修正系数，将实测点的磁场强度乘以修正系数即可得到精准的实际磁场强度值，整个过程简单快捷，很容易实现偏心修正。

附图说明

图1为本发明的主要步骤示意图；

图2为本发明的详细步骤示意图；

图3为本发明的一种磁场强度-距离曲线图；

图4为本发明的特征点选取示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

本实施例提供了一种转子表磁检测偏心识别及修正方法，用于永磁电机转子的表磁检测，包括偏心识别步骤S1和修正方法步骤S2；

所述偏心识别步骤包括：

S11、在高斯计霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块；

S12、转动转子或转动高斯计霍尔探头，测距模块同步采集高斯计霍尔探头与转子表面之间的距离值，识别偏心程度；

所述修正方法步骤包括：

S21、以选择磁极特征点作为采集点，将高斯计霍尔探头贴转子表面；

S22、将高斯计霍尔探头每次后退相同距离，并记录后退位置的磁场强度；

S23、将距离转子表面一定范围内若干个点的磁场强度值与相对应位置的距离值生成磁场强度-距离曲线图；

S24、以高斯计霍尔探头与转子表面的平均距离值为基点，在磁场强度-距离曲线图中选与基点最近的点的磁场强度为修正系数分子，再查磁场强度-距离曲线图中选与实测点最近的点的磁场强度为修正系数分母，修正系数分子和修正系数分母的比值为修正系数；

S25、将修正系数乘以实测点的磁场强度值，得到精准的该点磁场强度值。

如图1和图2，本申请为了克服转子在套筒治具中由于间隙的存在偏心的缺陷，以得到较准确的磁场强度值，首先需对转子进行偏心识别，再根据偏心程度修正所采集到的磁场强度的数值，并对转子的品控做出判断。

如图2，偏心识别步骤中，在高斯霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块，测距模块同步采集高斯计霍尔探头与转子表面之间的距离值，直观的判断转子的偏心程度。测距模块为激光测距模块，当然测距模块应当不限于本申请中的激光测距模块，还可以为其他测距模块。本申请中优选激光测距模块，是由于激光测距模块可以不与转子表面接触，不会出现磨损，且激光测距的精准度非常高，目前的激光测距精度可达0.004mm。因此，若选用其他测距模块，也在本申请中的发明精神和原则之内，处于本申请的保护范围之内，本申请仅仅举例最优方案。

而在实际测量过程中，转子表面不可能是完全光滑面，会存在凹槽或凸起等情况，也就是说，若激光测量模块测凹槽部分时，会导致距离值偏大，而测凸起部分时，会导致距离值偏小，会对测距数据造成影响。因此，在此过程中可以对采集到的距离数据做波形拟合和滤波处理，消除距离数据中的“小杂波”，排除转子表面凹凸不平的数据值，再用于偏心识别，以提高测试精准度。

转子偏心过程中，若距离偏近，则会导致测到的磁场强度值偏大，而距离偏远时，则会导致测到的磁场强度值偏小，因此，需要对磁场强度值进行修正。修正方法为实测曲线法和二维查表法，实测曲线法为得到磁场强度-距离曲线图，而二维查表法则为根据磁场强度-距离曲线图确定修正系数。

实测曲线法具体步骤为：用生产的转子，以选择磁极特征点作为采集点，将高斯计霍尔探头贴转子表面，然后每次退0.005mm，记录磁场强度值，获得距离转子表面0～5mm范围内1000个点的磁场强度值(因为实际生产时探头与转子表面的距离在2mm附近，偏心后距离变化范围在0～4mm之间，所以取0～5mm可以覆盖实测偏心范围)，将各位置点的距离值与磁场强度值生成磁场强度-距离曲线图。而根据不同转子的情况，测距点的位置会有差别，如图3，其为一种转子的磁场强度-距离曲线图，纵轴为磁场强度，单位mT，负值表示S极；横轴是采样点序号，每个采样点间距0.01mm。当然，图3中的采样精度没有上文所述的采样精度高，仅根据实际需求而设定不同的采样点间距。

二维查表法具体步骤为：实际检测时，以高斯计霍尔探头到转子表面的距离平均值为基点，在磁场强度-距离曲线图中选距离与基点最近的点的磁场强度为修正系数分子，再选磁场强度-距离曲线图中距离与实测点距离最近的点的磁场强度为修正系数的分母，得到的分数比值作为修正系数，通过简单的二维坐标即可快速得到所需要的修正系数。

进一步的，为了获得更准确的修正系数，

修正方法步骤中，还可以选择多个磁极特征点分别生成多个磁场强度-距离曲线图：转子或高斯计霍尔探头转动时，将各转动角度和相对应的转子表面磁场强度生成转子磁极不同位置的特征曲线图，依次选取特征曲线图中的第一峰值中点、第一峰值点、第二峰值中点、第二峰值点所对应的转动角度方向做数据采集，分别生成第一峰值中点、第一峰值点、第二峰值中点、第二峰值点对应的转动角度方向的磁场强度-距离曲线图，在做偏心修正时根据实测点所处的位置选择最接近的磁场强度-距离曲线图来获取修正系数。

如图4，纵轴为转子表面磁场强度值，单位为mT，横轴为转子转动或高斯计霍尔探头转动的角度值，每转动一定角度，会测出转子表面不同的磁场强度值，在生成的曲线图中选取第一峰值中点A、第一峰值点B、第二峰值中点C、第二峰值点D，分别以A、B、C、D四个点对应的角度方向作为磁极特征点，做出四个不同的磁场强度-距离曲线图。因此，可将实测点所测数据与不同磁场强度-距离曲线图做对比，选择与实测点数据最接近的磁场强度-距离曲线图来获取修正系数，得到更精准的修正系数。

上述修正系数确定后，将修正系数乘以实测点的磁场强度值，得到偏心修正后的该点磁场强度值，此磁场强度值则为较精准的测量值，以此判断转子是否为良品。

需要说明的是，为了减少转子偏心带来的影响，还可以选用其他的一些方案，例如高斯计霍尔探头选用弹性探头，探头贴转子表面检测，为探头加装弹性机构，弹性探头随着转子转动一直贴在转子表面上检测，似乎可以消除偏心的影响。但是，上文中有提到，转子表面不可能为完全光滑面，如果弹性探头与转子表面是滑动摩擦，必然存在磨损，这对转子和探头都是损害；如果弹性探头与转子表面直接加装滚轮是滚动摩擦，虽然可以减少磨损，但对表面有凹槽或凸起的转子，会发生跳动，也会严重影响磁场数据采集精度。

因此，相比其他需要运用大量函数计算或者设置高精密设备的测量方法，本发明只需要得到磁场强度-距离曲线图，通过查找对应的的数值，快速计算出修正系数，可得到测量结果，且精准度非常高，相对于开发高精密设备，本发明的成本非常低。

采用上述各个技术方案，本发明通过在高斯计霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块，在测量每个位置的磁场强度时，同步采集高斯计霍尔探头与转子表面之间的距离值，识别偏心程度，利用修正方法中的磁场强度-距离曲线图确定修正系数，将实测点的磁场强度乘以修正系数即可得到精准的实际磁场强度值，整个过程简单快捷，很容易实现偏心修正。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种转子表磁检测偏心识别及修正方法，用于永磁电机转子的表磁检测，其特征在于：包括偏心识别步骤和修正方法步骤；

所述偏心识别步骤包括：

S11、在高斯计霍尔探头旁的同一轴心方向设置测距模块；

S12、转动转子或转动高斯计霍尔探头，测距模块同步采集高斯计霍尔探头与转子表面之间的距离值，识别偏心程度；

所述修正方法步骤包括：

S21、以选择磁极特征点作为采集点，将高斯计霍尔探头贴转子表面；

S22、将高斯计霍尔探头每次后退相同距离，并记录后退位置的磁场强度；

S23、将距离转子表面一定范围内若干个点的磁场强度值与相对应位置的距离值生成磁场强度-距离曲线图；

S24、以高斯计霍尔探头与转子表面的平均距离值为基点，在磁场强度-距离曲线图中选与基点最近的点的磁场强度为修正系数分子，再查磁场强度-距离曲线图中选与实测点最近的点的磁场强度为修正系数分母，修正系数分子和修正系数分母的比值为修正系数；

S25、将修正系数乘以实测点的磁场强度值，得到精准的该点磁场强度值。

2.根据权利要求1所述的转子表磁检测偏心识别及修正方法，其特征在于：所述测距模块为激光测距模块。

3.根据权利要求2所述的转子表磁检测偏心识别及修正方法，其特征在于：所述高斯计霍尔探头每次后退的距离为0.004mm，所述高斯计霍尔探头后退范围为0～4mm，所述高斯计霍尔探头共记录1000个点的磁场强度。

4.根据权利要求1所述的转子表磁检测偏心识别及修正方法，其特征在于：所述修正方法步骤中，还包括：选择多个磁极特征点分别生成多个磁场强度-距离曲线图：转子或高斯计霍尔探头转动时，将各转动角度和相对应的转子表面磁场强度生成转子磁极不同位置的特征曲线图，依次选取特征曲线图中的第一峰值中点、第一峰值点、第二峰值中点、第二峰值点所对应的转动角度方向做数据采集，分别生成第一峰值中点、第一峰值点、第二峰值中点、第二峰值点对应的转动角度方向的磁场强度-距离曲线图，在做偏心修正时根据实测点所处的位置选择最接近的磁场强度-距离曲线图来获取修正系数。