專利名稱：電動機的空氣隙偏心測量裝置以及空氣隙偏心測量方法
技術領域：
本發明涉及用于壓縮機等的電動機的空氣隙偏心測量裝置以及空氣隙偏心測量方法。
背景技術：
在現有的這種空氣隙偏心測量裝置以及空氣隙偏心測量方法中，通過檢測電動機旋轉開始前的振動波形來決定空氣隙偏心方向，為了正確地測量振動波形而需要高精度的振動測量系統。
例如，在專利文獻1所示的空氣隙偏心測量方法中，在因電動機的主線圈產生的最大吸引方向以及在相對該最大吸引方向成90度的相位角方向分別安裝振動檢測用傳感器，通過該振動檢測用傳感器來得到在電動機起動時的旋轉開始前的鎖定狀態時產生的振動強度和方向，利用該振動強度和方向來判斷電動機的轉子部空氣隙偏心量和方向。根據該方法，由于在電動機起動時的旋轉開始前產生的振動方向上存在轉子部的最小空氣隙，因此，通過觀察第一傳感器檢測出的信號波形或第二傳感器檢測出的信號波形的各振動信號的增大，可以測量轉子的歪斜方向、即空氣隙偏心方向。
專利文獻1日本特開平6-284655號公報發明內容但是，在上述的現有技術中，在測量空氣隙偏心方向的情況下，雖然通過觀察加速度傳感器檢測出的振動波形的增大來進行計算，但對實際的波形來說，在因干擾而導致波形紊亂的情況下，很難判斷振動方向。因此，需要用于消除干擾影響的高精度的振動波形測量系統，從而使裝置的價格昂貴。
本發明是為了解決上述問題而做出的，目的是提供無需高精度的振動波形測量系統就可以高精度地測量空氣隙偏心狀態(偏心量以及偏心方向)的電動機的空氣隙偏心測量裝置以及空氣隙偏心測量方法。
在本發明的電動機的空氣隙偏心測量裝置中，具有旋轉裝置、變形裝置、測量裝置以及計算裝置。該旋轉裝置，將電壓施加在電動機上、使轉子轉動，該電動機將所述轉子借助空氣隙設置在保持于筒狀框體內的定子內；該變形裝置，使所述框體外周部的局部向所述框體的半徑方向彈性變形、使所述轉子和所述定子的位置關系變化；該測量裝置設置在所述框體的外周側面，測量通過所述變形裝置使所述框體外周部彈性變形前后的所述轉子的振動大小；該計算裝置根據由該測量裝置測量的所述轉子的振動大小來計算所述空氣隙的偏心量以及偏心方向。
在本發明的電動機的空氣隙偏心測量方法中，包括第一工序，將電壓施加在電動機上，使轉子轉動，該電動機將所述轉子借助空氣隙設置在保持于筒狀框體內的定子內；第二工序，由從所述框體的外周側面測量振動的測量裝置來測量振動大小；第三工序，由使所述框體外周部在所述框體的半徑方向彈性變形的變形裝置，使所述轉子和所述定子的位置關系變化；第四工序，在所述第三工序后，從所述框體的外周側面由所述測量裝置再次測量振動大小；第五工序，根據在所述第二和第四工序中測量的振動大小，計算所述空氣隙的偏心量以及偏心方向。
根據本發明，即使是不能直接看到轉子和定子的位置關系的電動機成品狀態，通過使框體向已知的方向彈性變形而使空氣隙偏心量變化、檢測其變形前后的振動大小，可以容易地計算變形方向的空氣隙偏心狀態，無需高精度的振動測量系統就可以正確地測量電動機的空氣隙偏心量以及偏心方向。
圖1是表示作為被測量體的、內置單相感應電動機的壓縮機的縱向剖視圖。
圖2是從圖1的箭頭A方向看的剖視圖。
圖3是表示本發明的第一實施方式的空氣隙測量裝置的概略構成圖。
圖4是第一實施方式的從圖3的箭頭B方向看的剖視圖。
圖5是第一實施方式的從圖3的箭頭C方向看的剖視圖。
圖6是表示第一實施方式的空氣隙測量方法的流程圖。
圖7是表示振動強度和與磁通正交方向的空氣隙偏心量的關系的示意圖。
圖8是表示在第一或第三實施方式中、在按壓后振動減小的情況下的空氣隙變化情況的示意圖。
圖9是表示在第一或第三實施方式中、在按壓后振動增大的情況下的空氣隙變化情況的示意圖。
圖10是表示振動大小和與磁通正交方向的空氣隙偏心量的關系的說明圖。
圖11是表示本發明的第二實施方式的空氣隙測量裝置的概略構成圖。
圖12是從圖11的箭頭D方向看的剖視圖。
圖13是表示第二實施方式的空氣隙測量方法的流程圖。
圖14是表示在第二或第四實施方式中、在加熱中振動減小的情況下的空氣隙變化情況的示意圖。
圖15是表示在第二或第四實施方式中、在加熱中振動增大的情況下的空氣隙變化情況的示意圖。
圖16是表示本發明的第三實施方式的空氣隙測量裝置的概略構成圖。
圖17是從圖16的箭頭E方向看的剖視圖。
圖18是從圖16的箭頭F方向看的剖視圖。
圖19是表示第三實施方式的空氣隙測量方法的流程圖。
圖20是表示本發明的第四實施方式的空氣隙測量裝置的概略構成圖。
圖21是從圖20的箭頭G方向看的剖視圖。
圖22是表示第四實施方式的空氣隙測量方法的流程圖。
圖23是表示在第一或第三實施方式中、振動測量方向與按壓方向相同的情況下的示意圖。
圖24是表示在第二或第四實施方式中、振動測量方向與加熱方向相同的情況下的示意圖。
具體實施例方式
第一實施方式參照附圖，對本發明的第一實施方式的電動機的空氣隙偏心測量方法以及空氣隙偏心測量裝置進行詳細地說明。
圖1是表示作為適用本發明的電動機的產品示例、內置單相感應電動機的冷凍、空調機用壓縮機的縱向剖視圖。圖2是從圖1的箭頭A方向看的剖視圖。
103、105是單相感應機的主要零件，分別稱為轉子、定子。將轉子103和定子105之間的圓筒形的空間稱為空氣隙100。定子105被熱裝固定在圓筒形的作為框體(壓力容器)的殼體102上。轉子103通過熱裝被一體固定在主軸104上。主軸104被支撐在機架106和內置于氣缸蓋109內的滑動軸承(無圖示)上。機架106和氣缸蓋109通過螺栓(無圖示)固定在氣缸107上，氣缸107通過三個焊接點108(在圖1中只表示了一點)焊接固定在殼體102上。110是向設置在定子105上的主線圈114和輔助線圈113供給電流的端子。端子110焊接固定在殼體102上。作為壓縮前的氣體吸入口的消聲器112以及將壓縮后的氣體向外部排出的排出管111通過釬焊固定在殼體102上。壓縮前的氣體通過消聲器112吸入后，在氣缸107內壓縮、從機架106向殼體102內排出，然后穿過排出管111向殼體102的外面排出。99是焊接固定在殼體102上的支腿部，設置有基準孔。
圖3是將內置單相感應電動機的冷凍空調機用壓縮機作為被測量體的第一實施方式的空氣隙偏心測量裝置的概略構成圖。圖4、圖5分別是從圖3的箭頭B和箭頭C方向看的橫向剖視圖。
117是用于通過端子110向壓縮機內的單相感應電動機通電的連接端子。118是測量通電時產生的振動的加速度傳感器，如圖4所示在殼體102的外周側面，以分別與主線圈113、輔助線圈114的線圈方向正交的方式設置在相差90度的兩個方向上。加速度傳感器118通過加速度傳感器前進氣缸120可向殼體102的半徑方向移動，在測量振動時借助傳感器除振材料119被按壓在殼體102上，用于檢測通電時產生的振動。
129是為了使殼體102變形、使空氣隙變化而使用的按壓部，130是產生按壓力的按壓氣缸，如圖5所示，設置在殼體102的外周側面、與加速度傳感器118相對的位置的下方。131是以面或點保持按壓力的按壓支撐，132是使按壓支撐131向殼體的半徑方向移動的按壓支撐氣缸，如圖5所示，設置在殼體102的外周側面、與按壓部129、按壓氣缸130相對的位置上。
按壓部129、按壓支撐131可進行向與殼體102的接觸位置以及使殼體102變形而使空氣隙偏心狀態變化的位置變化的、兩級位置變化。
122是防止壓縮機在加速度傳感器前進氣缸120沿半徑方向的力的作用下相對測量組件基板125產生側氣缸的緊固卡爪，可以借助緊固除振材料121、利用緊固氣缸123的推力從橫向把持殼體102。在殼體102的下面設置工件除振材料124。在測量組件基板125的下面設置防振材料126，防止振動從外部向測量部傳播。
128是記錄通電時產生的振動大小的同時、通過振動大小計算空氣隙偏心量以及偏心方向的計算機，116是顯示振動測量結果的計算機顯示器。
127是將電壓施加在主線圈114和輔助線圈113上來驅動轉子的驅動電路，133是固定電器設備類的架臺。
圖6是表示第一實施方式的空氣隙偏心測量方法的流程圖。
以下、根據本流程對第一實施方式的單相感應電動機的空氣隙偏心測量方法進行詳細說明。
ST(步驟)1將工件(內置單相感應電動機的冷凍、空調機用壓縮機)載置在工件除振材料124上。
ST2利用緊固氣缸123使圖左右的緊固卡爪122前進，從橫向緊固殼體102、把持工件。
ST3利用加速度傳感器氣缸120使加速度傳感器118前進，從相差90度角的兩個方向將加速度傳感器118向殼體102按壓。然后，通過按壓部氣缸130和按壓支撐氣缸132分別使兩個按壓部129、按壓支撐131前進、與殼體102接觸。
ST4將連接端子117和端子110進行連接，通過驅動電路127施加電壓、使轉子103旋轉。
ST5利用加速度傳感器118-1、118-2從兩個方向測量振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST6進一步使按壓部129前進、使殼體102變形。
ST7利用加速度傳感器118-1從按壓部129-1的方向測量振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST8使按壓部129-1后退到ST3的位置，然后使按壓部129-2進一步前進、使殼體102變形。
ST9利用加速度傳感器118-2從按壓部129-2的方向測量振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST10根據ST5、ST7、ST9中的振動大小，計算空氣隙偏心量以及空氣隙偏心方向。
ST11結束通電。
ST12利用加速度傳感器前進氣缸120使兩個加速度傳感器118后退。利用按壓部氣缸130和按壓支撐氣缸132分別使兩個按壓機構即按壓部129、按壓支撐131后退。
ST13利用緊固氣缸123使緊固卡爪122后退。
ST14將工件從裝置上取下。
這里，ST6、ST8中的按壓力以及按壓位置最好是用不使殼體102有殘余變形的程度、即使其彈性變形程度的力進行按壓。
一般在與磁通正交方向的間隙不平衡的情況下，轉子103向間隙窄的方向移動。
圖7是表示由主線圈114在空氣隙中感應出來的磁通比由輔助線圈113在空氣隙中感應出來的磁通大的情況下、磁場情況的示意圖。在圖7中，由于在與主線圈114的線圈方向正交的間隙A～間隙B方向上產生不平衡，因此，向間隙窄的間隙A方向作用不平衡磁吸引力，轉子103向間隙A方向移動。相反，在間隙B比間隙A窄的情況下，向間隙B方向作用不平衡磁吸引力，轉子103向間隙B方向移動(無圖示)。
圖8是表示殼體102因按壓而產生變形前后的空氣隙偏心狀態的加速度傳感器118的設置位置的縱剖視圖。由于氣缸107通過三個焊接點108(在圖1中只圖示一點)焊接固定在殼體102上，因此，如圖8所示，在從殼體102的外周按壓定子105和氣缸107之間、使殼體向殼體102的半徑方向變形的情況下，如圖8右圖所示，由于定子105和轉子103的位置變化，所以，空氣隙100窄的位置在按壓方向擴大。
如圖8所示，在ST7或ST9中測量的振動大小小于在ST5中測量的振動大小的情況下，可以判斷按壓前的空氣隙偏心狀態是按壓方向窄。
相反，如圖9所示，在ST7或ST9中測量的振動大小大于在ST5中測量的振動大小的情況下，可以判斷按壓前的空氣隙偏心狀態是按壓方向的反方向窄。
如上所述，可以由按壓前后的振動大小來判斷空氣隙偏心方向。
對于空氣隙偏心量，事先調查各加速度傳感器118方向的空氣隙偏心量與振動大小的絕對值的關系，可根據在ST5中測量的各方向的振動大小計算空氣隙偏心量。
圖10是表示振動大小和與磁通正交方向的空氣隙偏心量的關系的示意圖。
即，設ST5中加速度傳感器118-1的振動大小為F1、ST5中加速度傳感器118-2的振動大小為F2、通過加速度傳感器118-1方向的振動大小求出的空氣隙偏心量為Y(F1)、通過加速度傳感器118-2方向的振動大小求出的空氣隙偏心量為X(F2)時，表示在ST10中求出的空氣隙偏心狀態的矢量通過以下公式(1)進行計算。
(Sign(F2)×X(F2)，Sign(F1)×Y(F1)).....(1)在此，Sign(F1)和Sign(F2)如圖8或圖9所示、是表示比較ST5、ST7以及ST9的值求出的空氣隙偏心方向的符號(+或-)。
如上所述，根據第一實施方式的電動機的空氣隙偏心測量裝置，通過設有旋轉裝置、變形裝置、測量裝置以及計算裝置，無需高精度的振動測量系統就可以正確地測量電動機的空氣隙偏心量以及偏心方向。該旋轉裝置，將電壓施加在電動機上、使轉子轉動，該電動機將上述轉子借助空氣隙設置在保持于筒狀框體內的定子內；該變形裝置使上述框體外周部的局部向上述框體的半徑方向彈性變形、使上述轉子和上述定子的位置關系變化；測量裝置設置在上述框體的外周側面，測量通過上述變形裝置使上述框體外周部彈性變形前后的上述轉子的振動強度；計算裝置根據該測量裝置測量的上述轉子的振動強度來計算上述空氣隙的偏心量以及偏心方向。
第二實施方式圖11是表示本發明的第二實施方式的空氣隙偏心測量裝置的概略構成圖。圖12是從圖11的箭頭D看的橫向剖視圖。從圖11的箭頭B看的橫向剖視圖與圖4相同。
在第二實施方式中，作為使殼體102變形的機構，具有可對殼體102進行加熱變形的加熱噴燈134，用來取代第一實施方式的按壓機構(按壓部129、按壓氣缸130、按壓支撐131、按壓支撐氣缸132)。加熱噴燈134是煤氣燃燒噴嘴的一種，與殼體102的外周部分離開地設置、可不與殼體102接觸地進行加熱。
圖13是表示第二實施方式的空氣隙偏心測量方法的流程圖。
以下根據本流程對空氣隙偏心測量方法進行詳細地說明。
ST1-1將工件(內置單相感應電動機的冷凍、空調機用壓縮機)載置在工件除振材料124上。
ST2-2利用緊固氣缸123使圖左右的緊固卡爪122前進，從橫向緊固殼體102、把持工件。
ST3-2利用加速度傳感器氣缸120使加速度傳感器118前進，從相差90度角的兩個方向將加速度傳感器118向殼體102按壓。
ST4-2將連接端子117和端子110進行連接，通過驅動電路127通電、使轉子旋轉。
ST5-2利用加速度傳感器118-1、加速度傳感器118-2從兩個方向測量振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST6-2利用加熱噴燈134-1在加速度傳感器118-1方向上加熱殼體102使其變形，測量加熱中的加速度傳感器118-1方向上的振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST7-2停止加熱噴燈134-1的加熱、進行冷卻。
ST8-2利用加熱噴燈134-2在加速度傳感器118-2方向加熱殼體102使其變形，測量加熱中的加速度傳感器118-2方向上的振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST9-2停止加熱噴燈134-2的加熱，根據ST5-2、ST6-2、ST8-2中的振動大小來計算空氣隙偏心量以及空氣隙偏心方向。
ST10-2利用加速度傳感器氣缸120使兩個加速度傳感器118后退。
ST11-2利用緊固氣缸123使緊固卡爪122后退。
ST12-2將工件從裝置上取下。
在此，由于在ST5-2中、加熱噴燈134不直接接觸殼體102，因此，不減弱振動就可以高精度地測定振動大小。
在ST6-2或ST8-2中，希望熱量是不因熱而產生塑性變形程度的熱量、即產生熱彈性變形程度的熱量。
圖14是表示殼體102因加熱而產生變形前后的空氣隙偏心狀態的加速度傳感器118的設置位置的縱剖視圖。由于氣缸107通過三個焊接點108(在圖1中只圖示一點)焊接固定在殼體102上，因此，如圖14所示，在定子105和氣缸107之間從殼體102的外周沿半徑方向加熱殼體、使其變形的情況下，殼體102的局部膨脹，如圖14右圖所示，定子105和轉子103的位置發生變化，空氣隙100寬的位置在加熱方向(加熱噴燈134的方向)變窄。
如圖14所示，在ST6-2或ST8-2中測量的振動大小小于在ST5-2中測量的振動大小的情況下，可以判斷加熱前的空氣隙偏心狀態是加熱方向寬。
相反，如圖15所示，在ST6-2或ST8-2中測量的振動大小大于在ST5-2中測量的振動大小的情況下，可以判斷加熱前的空氣隙偏心狀態是加熱方向的反方向寬。
在此，在設ST5-2中加速度傳感器118-1的振動大小為F1、ST5-2中加速度傳感器118-2的振動大小為F2、通過加速度傳感器118-1方向的振動大小求出的空氣隙偏心量為Y(F1)、通過加速度傳感器118-2方向的振動大小求出的空氣隙偏心量為X(F2)時，表示在ST9-2中求出的空氣隙偏心狀態的矢量通過以下公式(2)進行計算。
(Sign(F2)×X(F2)，Sign(F1)×Y(F1)).....(2)在此，Sign(F1)和Sign(F2)如圖14或圖15所示、是表示比較ST5-2、ST6-2以及ST8-2的值求出的空氣隙偏心方向的符號(+或-)。
如上所述，根據第二實施方式，由于使用加熱噴燈134作為使殼體102彈性變形的機構，可以不接觸殼體102使其變形，因此可以高精度地計算空氣隙偏心狀態。
第三實施方式圖16是表示第三實施方式的空氣隙偏心測量裝置的概略構成圖。圖17、圖18是分別從圖16的箭頭E以及箭頭F方向看的橫向剖視圖。
在圖16中，135是旋轉工件的工件旋轉臺，可以通過馬達(無圖示)向特定的角度方向旋轉工件。136是旋轉軸、位于旋轉臺135的旋轉中心。
圖19是表示第三實施方式的空氣隙偏心測量方法的流程圖。
以下、根據本流程對第三實施方式的空氣隙偏心測量方法進行詳細說明。
ST1-3將工件(內置單相感應電動機的冷凍或空調機用壓縮機)載置在工件除振材料124上。工件定位在旋轉臺135的旋轉中心上。
ST2-3利用緊固氣缸123使圖左右的緊固卡爪122前進，從橫向緊固殼體102、把持工件。
ST3-3利用加速度傳感器氣缸120使加速度傳感器118前進，從相差90度角的兩個方向將加速度傳感器118向殼體102按壓。然后，通過按壓部氣缸130和按壓支撐氣缸132使按壓部129、按壓支撐131前進，與殼體102接觸。
ST4-3將連接端子117和端子110進行連接，通過驅動電路127通電、使轉子旋轉。
ST5-3利用加速度傳感器118-1測量振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST6-3進一步使按壓部129前進、使殼體102變形。
ST7-3利用加速度傳感器118從按壓部129的方向測量振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST8-3利用加速度傳感器氣缸120使加速度傳感器118后退。利用按壓部氣缸130和按壓支撐氣缸132使按壓部129、按壓支撐131后退。
ST9-3利用緊固氣缸123使緊固卡爪122后退。
ST10-3向特定的方向旋轉工件。反復多次上述ST2-3～ST9-3(設全部測量次數為N(大于等于2的整數)次)。
ST11-3結束通電，通過ST5-3(具有多次)、ST7-3(具有多次)的振動大小計算空氣隙偏心量和空氣隙偏心方向。
ST12-3將工件從裝置上取下。
在此，ST6-3的按壓力以及按壓位置最好是用不使殼體102有殘余變形程度、即使其彈性變形程度的力進行按壓。
在ST10-3中，工件通過馬達(無圖示)在旋轉臺135上進行旋轉，但只要是已知旋轉角度，也可以不用馬達而用人工進行。
在ST10-3中進行多次ST2-3～ST9-3具有以下效果。
在設由在ST10-3中旋轉后的旋轉角度(為θn。n表示第n次的測量次數，θn為第n次測定的旋轉角度)而得到的ST5-3的測定結果為F(θ(n))、通過加速度傳感器118的各方向的振動大小求出的空氣隙偏心量為Xn(F(θn))、Sign(F(θn))為表示如圖所示地在每個旋轉角度比較ST5-3、ST7-3的值而求出的方向的符號(+或-)時，表示通過各ST5-3、ST7-3計算出的每個旋轉角度的空氣隙偏心量以及偏心方向的矢量用以下公式(3)表示。
(Sign(F(θn))×Xn(F(θn))×cos(θn)，Sign(F(θn))×Xn(F(θn))×Sin(θn)).....(3)在此，用以下公式(4)計算表示在ST11-3中求出的空氣隙偏心狀態的矢量。
數1(Σn=1N{Sign(F(θn))×Xn(F(θ(n)))×cos(θn)}N,Σn=1N{Sign(F(θn))×Xn(F(θn))×sin(θn)}N)···(4)]]>在此，Xn是可事先從在每個旋轉角度上空氣隙偏心量與振動大小的關系求出的計算公式。
并且，表示空氣隙偏心狀態的矢量成分的分母表示對于(Sign(F(θn))×Xn(F(θn))×cos(θn)或Sign(F(θn))×Xn(F(θn))×Sin(θn))的值、n為從1變到N(N為全部測量次數)時的總和。
如上所述，根據該第三實施方式，可對多個旋轉角度的每一個計算空氣隙偏心量以及偏心方向、求出其平均值，可高精度地計算空氣隙偏心方向以及空氣隙偏心量。
第四實施方式圖20是表示第四實施方式的空氣隙偏心測量裝置的概略構成圖。圖21是從圖20的箭頭G方向看的橫向剖視圖。從圖20的箭頭E方向看的橫向剖視圖與圖17相同。
在圖20中、135是旋轉工件的工件旋轉臺，可以通過馬達(無圖示)向特定的角度方向旋轉工件。136是旋轉軸、位于旋轉臺135的旋轉中心。
圖22是表示第四實施方式的空氣隙偏心測量方法的流程圖。
以下根據本流程對空氣隙偏心測量方法進行詳細地說明。
ST1-4將工件(內置單相感應電動機的冷凍、空調機用壓縮機)載置在工件除振材料124上。工件定位在旋轉臺135的旋轉中心。
ST2-4利用緊固氣缸123使圖左右的緊固卡爪122前進，從橫向緊固殼體102、把持工件。
ST3-4利用加速度傳感器氣缸120使加速度傳感器118前進，從相差90度角的兩個方向將加速度傳感器118向殼體102按壓。
ST4-4將連接端子117和端子110進行連接，通過驅動電路127通電、使轉子旋轉。
ST5-4利用加速度傳感器118測量振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST6-4利用加熱噴燈134在加速度傳感器118方向加熱殼體102使其變形，測量加熱中的加速度傳感器118方向上的振動大小，并將其記錄在計算機128中。
ST7-4停止加熱噴燈134的加熱、進行冷卻。
ST8-4利用加速度傳感器氣缸120使加速度傳感器118后退。
ST9-4利用緊固氣缸123、使緊固卡爪122后退。
ST10-4向特定的方向旋轉工件。反復多次上述ST2-4～ST9-4(設全部測量次數為N(大于等于2的整數)次)。
ST11-4結束通電，通過ST5-4(具有多次)、ST6-4(具有多次)的振動大小來計算空氣隙偏心量和空氣隙偏心方向。
ST12-4將工件從裝置上取下。
在此，由于在ST5-4中、加熱噴燈134不直接接觸殼體102，因此，不減弱振動就可以高精度地測定振動大小。
在ST6-4中，希望熱量是不因熱而產生塑性變形程度的熱量、即產生熱彈性變形程度的熱量。
在ST10-4中，工件通過馬達(無圖示)在旋轉臺135上進行旋轉，但只要是已知旋轉角度，也可以不用馬達而用人工進行。
在ST10-4中進行多次ST2-4～ST9-4具有以下效果。
在設由在ST10-4中旋轉后的某旋轉角度(為θ n。n表示第n次的測量次數，θn為第n次測定的旋轉角度)而得到的ST5-4的測定結果為F2(θ(n))、通過加速度傳感器118的各方向的振動大小求出的空氣隙偏心量為Xn(F2(θn))、Sign(F2(θn))為表示如圖所示地在每個旋轉角度比較ST5-4、ST6-4的值而求出的方向的符號(+或-)時，表示通過各ST5-4、ST6-4計算出的每個旋轉角度的空氣隙偏心量以及偏心方向的矢量用以下公式(5)表示。
(Sign(F(θn))×Xn(F2(θn))×cos(θn)，Sign(F2(θn))×Xn(F2(θn))×Sin(θ n)).....(5)在此，用以下公式(6)計算表示在ST11-4中求出的空氣隙偏心狀態的矢量。
數2(Σn=1N{Sign(F2(θn))×Xn(F2(θn))×cos(θn)}N,Σn=1N{Sign(F2(θn))×Xn(F2(θn))×sin(θn)}N)···(6)]]>在此，Xn是可事先從在每個旋轉角度上空氣隙偏心量與振動大小的關系求出的計算公式。
在此，表示空氣隙偏心狀態的矢量成分的分母，表示對于(Sign(F2(θn))×Xn(F2(θn))×cos(θn)或Sign(F2(θn))×Xn(F2(θn))×Sin(θn))的值、n為從1變到N(N為全部測量次數)時的總和。
如上所述，根據第四實施方式，由各測定值計算平均值，因此，可通過加熱前加熱中的振動大小高精度地計算空氣隙偏心方向以及空氣隙偏心量。
在上述第二、第四實施方式中以煤氣燃燒噴嘴的加熱噴燈134作為加熱裝置的例子進行了說明，但只要是供給不因熱而產生塑性變形程度的熱量、即產生熱彈性變形程度的熱量即可，例如也可以使用高頻加熱器或弧焊機。
并且，在上述第一至第四實施方式中，從按壓部129或加熱噴燈134的相反方向測定振動，但也可以如圖23或圖24所示，從與按壓部129或加熱噴燈134相同的方向進行測定。
并且，在上述第一至第四實施方式的各示意圖中，按壓部129或加熱噴燈134使殼體102外周的位于定子105和氣缸107之間的一部分局部變形，但若可以使空氣隙偏心狀態向已知的方向變化，則顯然也可以在除此以外的部位。
而且，在上述第一至第四實施方式中，在測量振動大小時使用了加速度傳感器，但也可采用能夠檢測速度或變位的儀器。
權利要求
1.一種電動機的空氣隙偏心測量裝置，其特征在于，具有旋轉裝置、變形裝置、測量裝置以及計算裝置，該旋轉裝置，將電壓施加在電動機上、使轉子轉動，該電動機將所述轉子借助空氣隙設置在保持于筒狀框體內的定子內；該變形裝置，使所述框體外周部的局部向所述框體的半徑方向彈性變形、使所述轉子和所述定子的位置關系變化；該測量裝置設置在所述框體的外周側面，測量通過所述變形裝置使所述框體外周部彈性變形前后的所述轉子的振動大小；該計算裝置根據由該測量裝置測量的所述轉子的振動大小來計算所述空氣隙的偏心量以及偏心方向。
2.如權利要求1所述的電動機的空氣隙偏心測量裝置，其特征在于，所述測量裝置設置在所述框體的外周側面、相差90度角的兩個方向上。
3.如權利要求2所述的電動機的空氣隙偏心測量裝置，其特征在于，所述電動機是具有主線圈和輔助線圈的單相感應電動機，所述測量裝置分別設置在與所述主線圈、輔助線圈的線圈方向正交的方向上。
4.如權利要求1至3中任一項所述的電動機的空氣隙偏心測量裝置，其特征在于，所述變形裝置是機械地按壓所述框體外周部的按壓機構。
5.如權利要求1至3中任一項所述的電動機的空氣隙偏心測量裝置，其特征在于，所述變形裝置是與所述框體外周部分離設置的加熱裝置。
6.如權利要求1至3中任一項所述的電動機的空氣隙偏心測量裝置，其特征在于，具有使所述定子的旋轉角度相對于所述變形裝置和測量裝置相對變化的裝置，所述測量裝置在所述定子的不同的旋轉角度、對所述框體外周部發生彈性變形前后的所述轉子的振動大小進行多次測量。
7.一種電動機的空氣隙偏心測量方法，其特征在于，包括第一工序，將電壓施加在電動機上，使轉子轉動，該電動機將所述轉子借助空氣隙設置在保持于筒狀框體內的定子內；第二工序，由從所述框體的外周側面測量振動的測量裝置來測量振動大小；第三工序，由使所述框體外周部在所述框體的半徑方向彈性變形的變形裝置，使所述轉子和所述定子的位置關系變化；第四工序，在所述第三工序后，從所述框體的外周側面由所述測量裝置再次測量振動大小；第五工序，根據在所述第二和第四工序中測量的振動大小，計算所述空氣隙的偏心量以及偏心方向。
8.一種電動機的空氣隙偏心測量方法，其特征在于，包括第一工序，將電壓施加在電動機上，使轉子轉動，該電動機將所述轉子借助空氣隙設置在保持于筒狀框體內的定子內；第二工序，由從所述框體的外周側面測量振動的測量裝置來測量振動大小；第三工序，由使所述框體外周部在所述框體的半徑方向彈性變形的變形裝置，使所述轉子和所述定子的位置關系變化；第四工序，在所述第三工序后，從所述框體的外周側面由所述測量裝置再次測量振動大小；第五工序，使所述定子的旋轉角度相對于所述變形裝置和測量裝置變化；第六工序，多次進行所述第二至第五工序，根據這些工序測量的振動大小，計算在所述定子的各角度位置上的所述空氣隙的偏心量以及偏心方向；第七工序，從所述定子的各旋轉角度上的所述空氣隙的偏心量以及偏心方向的計算結果，計算二元的空氣隙偏心量以及偏心方向。
9.如權利要求7或8所述的電動機的空氣隙偏心測量方法，其特征在于，所述測量裝置設置在所述框體的外周側面、相差90度角的兩個方向上。
10.如權利要求9所述的電動機的空氣隙偏心測量方法，其特征在于，所述電動機是具有主線圈和輔助線圈的單相感應電動機，所述測量裝置分別設置在與所述主線圈、輔助線圈的線圈方向正交的方向上。
11.如權利要求7或8所述的電動機的空氣隙偏心測量方法，其特征在于，所述變形裝置是機械地按壓所述框體外周部的按壓機構。
12.如權利要求7或8所述的電動機的空氣隙偏心測量方法，其特征在于，所述變形裝置是與所述框體外周部分離設置的加熱裝置。
全文摘要
提供無需高精度的振動波形測量系統就可以高精度地測量電動機的空氣隙偏心狀態(偏心量以及偏心方向)的空氣隙偏心測量裝置以及空氣隙偏心測量方法。具有旋轉裝置(127)，將電壓施加在電動機上、使轉子(103)轉動，該電動機將上述轉子借助空氣隙(100)設置在保持于筒狀框體(102)內的定子(105)內；變形裝置(129)，使上述框體外周部的局部向上述框體(102)的半徑方向彈性變形、使上述轉子(103)和定子(105)的位置關系變化；測量裝置(118)設置在上述框體(102)的外周側面，測量通過上述變形裝置(129)使上述框體外周部彈性變形前后的轉子(103)的振動大小；計算裝置，根據該測量裝置測量的轉子(103)的振動大小來計算上述空氣隙的偏心量以及偏心方向。
文檔編號G01B21/16GK101083416SQ20061013613
公開日2007年12月5日 申請日期2006年10月13日 優先權日2006年5月30日
發明者國分忍, 巖崎俊明, 白畑智博 申請人:三菱電機株式會社