[發明專利]一種永磁磁極剩磁檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202110822035.3
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113359067B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 呂以亮;陳榮剛;李亮;吳添
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02;H02K11/20
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 鄧彥彥;廖盈春

本發明提供一種永磁磁極剩磁檢測裝置及方法，包括：將探測線圈組置于待測剩磁的永磁磁極的表面，探測線圈組由一個或多個探測線圈構成；控制永磁磁極與探測線圈組相對運動，探測線圈組中產生感應電動勢，對感應電動勢數據進行處理得到待測剩磁的永磁磁極的第一特征量和第二特征量；通過第一特征量和第二特征量判斷永磁磁極剩磁大小。本發明不需要拆卸磁極即可實現電機永磁磁極的原位檢測，通過優化探測線圈組的結構，可獲得比高斯計單點測量更加穩定的測量信號；結合對感應電動勢波形的信號處理，可以消除探測線圈與磁極距離變化所引起的測量誤差，實現永磁電機磁極剩磁的原位高精度測量。

技術領域

本發明屬于永磁磁極剩磁檢測領域，更具體地，涉及一種永磁磁極剩磁檢測裝置及方法。

背景技術

永磁電機以永磁體代替電勵繞組，與傳統的電勵磁電機相比具有功率密度大、功率因數高、起動轉矩大等優點。隨著永磁材料性能的不斷發展，特別是釹鐵硼等高磁性能稀土永磁材料性能參數的不斷提高，使得永磁電機的性能有了巨大的飛躍。永磁電機在越來越多的應用場景中替代傳統電勵磁電機，廣泛應用于風力發電、電動汽車、家用電器、工業驅動與控制等領域，未來永磁電機的市場需求將呈現數量級式的增長。

永磁電機磁極通常由多個小永磁塊拼裝而成，生產過程中按永磁塊充磁和組裝工序的先后，可以分為先充磁后組裝的預充磁技術和先組裝后充磁的整體充磁技術。預充磁技術中首先采用螺線管充磁線圈對不帶磁性的小永磁塊施加脈沖強磁場對其充磁，再用亥姆霍茲線圈測量永磁塊的剩余磁場，確定其剩磁飽和后再將帶磁性的小永磁塊拼裝成電機磁極。而整體充磁技術中，永磁塊在不帶磁性的狀態下組裝成電機磁極，再用充磁線圈對電機磁極進行整體充磁，組裝好的磁極帶磁性后無法拆卸，因此不能再將永磁塊單獨拆下用亥姆霍茲線圈測量其剩磁是否飽和。而目前通常采用高斯計等儀器對磁極的多個位置進行單點測量，由于磁極表面磁場分布不均勻，測量精度低且重復性差，難以滿足工業化流水線生產需求。

綜上，對于整體充磁后的電機磁極，由于磁極不可拆卸，不能直接通過亥姆霍茲線圈精確測量磁極的剩磁情況，而高斯計單點測量的方法存在精度低和重復性差等問題，不能滿足整體充磁技術的需求，亟需一種新的永磁磁極剩磁檢測方法。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種永磁磁極剩磁檢測裝置及方法，旨在解決整體充磁技術中現有磁極剩磁檢測方法精度低、重復性差，難以滿足工業化流水線生產需求的問題。

為實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種永磁磁極剩磁檢測方法，包括如下步驟：

將探測線圈組置于待測剩磁的永磁磁極的表面；

控制永磁磁極與探測線圈組相對運動，所述探測線圈組中產生感應電動勢；所述感應電動勢隨著探測線圈組與永磁磁極之間距離的增大而減小，隨著永磁磁極剩磁的減小而減??；

對所述感應電動勢進行分析，確定待測剩磁永磁磁極的第一特征量；其中，所述第一特征量為與永磁磁極剩磁相關的分量；

確定此時所述永磁磁極與探測線圈組的實際探測距離，并基于預先獲取的永磁磁極在充磁飽和狀態下的第一特征量與探測距離的關系曲線，確定所述實際探測距離時永磁磁極在充磁飽和狀態下的第一特征量；所述探測距離指永磁磁極與探測線圈組之間的距離；

將所述待測剩磁永磁磁極的第一特征量與所述永磁磁極在充磁飽和狀態下的第一特征量進行對比，若二者誤差小于預設閾值，則判斷所述待測剩磁的永磁磁極為飽和充磁狀態，否則判斷所述待測剩磁的永磁磁極為未飽和充磁狀態。

可以理解的是，控制永磁磁極與探測線圈組相對運動，其中相對運動的運動速度可以是勻速或者變速；在變速情況下，基于電磁感應定律，每一時刻測量的感應電動勢大小可以根據當前時刻相對運動的運動速度，折算成某一恒定速度下的感應電動勢大小，進而與勻速情況等效。

在一個可選的實施例中，確定此時永磁磁極與探測線圈組的實際探測距離，具體為：