專利名稱：單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置以及氣隙修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單相感應(yīng)電動機的氣隙(air gap )偏心檢查裝置以及 氣隙修正方法。
背景技術(shù)：
以往，有對單相感應(yīng)電動機進行通電并測量在轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的限制 狀態(tài)(還稱為鎖定狀態(tài))下發(fā)生的振動，由此推定單相感應(yīng)電動機的 氣隙的偏心狀態(tài)的方法。例如對單相感應(yīng)電動機的主繞組或輔助繞組 的某一方施加比額定電壓低的電壓而設(shè)成鎖定狀態(tài)，根據(jù)所施加的電狀態(tài)。
如果對主繞組或輔助繞組施加電壓，則流過電流而發(fā)生磁通，磁 吸引力作用于轉(zhuǎn)子。在磁通成為最大時磁吸引力也成為最大，轉(zhuǎn)子向 氣隙窄的一方移動。例如在磁通波形比電壓波形延遲1/4波長的情況 下，在電壓波形成為零時振動波形取極大值或極小值，且從其符號與 氣隙偏心方向一致可以判定氣隙的偏心方向。另外可以利用振動波形 的振幅的大小來推定氣隙偏心狀態(tài)的大小，由此檢測氣隙的偏心方向 和偏心的大小(參照專利文獻l)。
另外，對電動機進行通電，并根據(jù)在起動時的開始旋轉(zhuǎn)之前的鎖 定狀態(tài)下發(fā)生的振動波形來判定轉(zhuǎn)子的氣隙偏心的量和方向。由于在 鎖定狀態(tài)下發(fā)生的振動波形的上升沿的符號與氣隙的偏心方向一致， 所以根據(jù)振動波形的上升沿的符號來判定氣隙的偏心方向。另外可以 根據(jù)振動波形的振幅的最大值來推定氣隙的偏心的大小，由此檢測氣 隙的偏心方向和偏心的大小(參照專利文獻2)。專利文獻1:日本特開昭60- 152262號公報(第1頁第4~11 行、第2頁第32行~第56行、圖8)
專利文獻2:日本特開平06- 284655號公報(第2頁第2~11 行、第2頁第70~76行、第4頁第1~第93行、圖6)

發(fā)明內(nèi)容
以往的單相感應(yīng)電動^L的氣隙偏心檢查裝置如上述那樣構(gòu)成，在 上述專利文獻l中，在根據(jù)對電動機施加的電壓波形和所測量出的振 動波形來判定氣隙的偏心方向的情況下，當檢測出電壓波形的相位與 振動波形的相位的偏移(在上述例子中偏移了 1/4波長)，而根據(jù)振 動波形的極值的符號來判定氣隙的偏心方向時，在實際的產(chǎn)品中在每 個電動機的電壓波形與振動波形的相位偏移中存在偏差，并且在針對 電動機測量的電流波形與振動波形中，在每個電流周期也在相位偏移 中產(chǎn)生偏差，因此存在氣隙的偏心方向的判斷中有可能產(chǎn)生誤差這樣 的問題點。
另外在上述專利文獻2中，在根據(jù)所測量出的振動波形的上升沿 來判定氣隙的偏心方向的情況下，由于混入有噪聲而難以判斷振動波 形的上升的點，即使使用帶通濾波器等來選擇頻率，在設(shè)定用于判定 氣隙的偏心方向的參數(shù)時，也需要較大的工作量，所以存在難以設(shè)定 成可以針對每個不同機種判定氣隙的偏心方向這樣的問題點。
在實際的產(chǎn)品中，根據(jù)部件的加工精度和組裝精度，有時隨著主 軸旋轉(zhuǎn)而氣隙的偏心狀態(tài)發(fā)生變化。例如有時相對作為旋轉(zhuǎn)中心的主 軸被熱套固定的轉(zhuǎn)子的中心軸產(chǎn)生偏心、或者主軸彎曲，在這樣的情 況下隨著主軸旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)子的相位發(fā)生變化，從而氣隙的偏心狀態(tài)也變 化。
在這樣的情況下，如果通過如現(xiàn)有技術(shù)那樣地在轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的鎖 定狀態(tài)下測量振動，而推定氣隙的偏心量和偏心方向，則由于未考慮 由轉(zhuǎn)子的相位引起的氣隙偏心狀態(tài)變化，所以有時在氣隙是否良好判 定中產(chǎn)生誤差。
5本發(fā)明是為了解決上述那樣的問題點而完成的，其目的在于提供 一種單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置以及氣隙修正方法，可以高 精度地測定氣隙的偏心狀態(tài)(偏心量以及方向)，同時可以利用所得 到的偏心測量結(jié)果而可靠地判定氣隙是否良好，進而根據(jù)氣隙偏心狀 態(tài)的數(shù)據(jù)來修正氣隙。
本發(fā)明的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，對單相感應(yīng)電動
機的氣隙的偏心進行檢查，該單相感應(yīng)電動機包括轉(zhuǎn)子，與主軸一 起旋轉(zhuǎn)；以及定子，被配置成具備主繞組和輔助繞組且在與轉(zhuǎn)子之間 具有氣隙，其中，該氣隙偏心檢查裝置設(shè)置有對主繞組以及輔助繞 組施加交流電壓的單元；電流測量單元，測量流過主繞組以及輔助繞 組的電流的電流波形；振動測量單元，在對主繞組以及輔助繞組施加 了交流電壓時，測量在轉(zhuǎn)子中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最大的方向 的單相感應(yīng)電動機的振動的振動波形；以及利用振動波形的振幅計算 出氣隙的偏心量，并且利用振動波形與電流波形的相位差的時間變化 來計算出氣隙的偏心方向，根據(jù)所計算出的氣隙的偏心量以及偏心方 向判定氣隙是否良好的單元。
本發(fā)明的單相感應(yīng)電動機的氣隙修正方法，該單相感應(yīng)電動機包 括轉(zhuǎn)子，與主軸一起旋轉(zhuǎn)；以及定子，被配置成具備主繞組和輔助 繞組且在與轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，其中，該氣隙修正方法的特征在于， 對主繞組以及輔助繞組施加交流電壓，測量流過主繞組以及輔助繞組 的電流的電流波形，并且在對主繞組以及輔助繞組施加了交流電壓 時，測量在轉(zhuǎn)子中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最大的方向的單相感應(yīng) 電動機的振動的振動波形，利用所測量出的振動波形的振幅計算出氣 隙的偏心量，并且利用振動波形與電流波形的相位差的時間變化來計 算出氣隙的偏心方向，根據(jù)所計算出的氣隙的偏心量以及偏心方向判 定氣隙是否良好，根據(jù)該判定結(jié)果使固定有定子的殼體變形，從而修 正氣隙的偏心。
根據(jù)本發(fā)明的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，對單相感應(yīng) 電動機的氣隙的偏心進行檢查，該單相感應(yīng)電動機包括轉(zhuǎn)子，與主
6軸一起旋轉(zhuǎn)；以及定子，被配置成具備主繞組和輔助繞組且在與轉(zhuǎn)子 之間具有氣隙，其中，該氣隙偏心檢查裝置包括電流測量單元，測 量流過主繞組以及輔助繞組的電流的電流波形；振動測量單元，在對 主繞組以及輔助繞組施加了交流電壓時，測量在轉(zhuǎn)子中發(fā)生的不平衡 磁吸引力成為最大的方向的單相感應(yīng)電動機的振動的振動波形；以及 利用由振動測量單元測量出的振動波形的振幅計算出氣隙的偏心量， 并且利用振動波形與電流波形的相位差的時間變化來計算出氣隙的 偏心方向，根據(jù)所計算出的氣隙的偏心量以及偏心方向判定氣隙是否 良好的單元，所以不會受到每個單相感應(yīng)電動機的偏差和干擾的影 響，而可以正確地判定氣隙偏心方向以及偏心量。
根據(jù)本發(fā)明的單相感應(yīng)電動機的氣隙修正方法，該單相感應(yīng)電動 機包括轉(zhuǎn)子，與主軸一起旋轉(zhuǎn)；以及定子，被配置成具備主繞組和 輔助繞組且在與轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，其中，該氣隙修正方法的特征在 于，對主繞組以及輔助繞組施加交流電壓，測量流過主繞組以及輔助 繞組的電流的電流波形，并且在對主繞組以及輔助繞組施加了交流電 壓時，測量在轉(zhuǎn)子中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最大的方向的單相感 應(yīng)電動機的振動的振動波形，利用振動波形的振幅計算出氣隙的偏心 量，并且利用振動波形與電流波形的相位差的時間變化來計算出氣隙 的偏心方向，根據(jù)所計算出的氣隙的偏心量以及偏心方向判定氣隙是 否良好，根據(jù)該判定結(jié)果使固定有定子的殼體變形，從而修正氣隙的 偏心，所以可以容易且正確地修正氣隙的偏心。


圖l是示出在內(nèi)部具有本發(fā)明的實施方式l的單相感應(yīng)電動機的 冷凍.空調(diào)機用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機100的縱向剖面圖。 圖2是圖1中的A-A線橫向剖面圖。
圖3是示出將內(nèi)藏單相感應(yīng)電動機的冷凍.空調(diào)機用的旋轉(zhuǎn)式壓 縮機100設(shè)為被測量體的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置的剖面 圖。圖4是圖3中的B-B線橫向剖面圖。
圖5是示出氣隙檢查方法的流程圖。
圖6是示出氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電路的電路圖。
圖7是示出氣隙檢查方法的流程圖。
圖8是示出所測量出的電流波形與振動波形的例子的曲線圖。
圖9是放大示出圖8中的電流半波長部分的曲線圖。
圖10是示出電流波形與振動波形的極值的偏移時間差、和所偏
移的極值的數(shù)量的分布的曲線圖。
圖ll是示出氣隙檢查方法的流程圖。
圖12是示出氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電路的電路圖。
圖13是示出氣隙檢查方法的流程圖。
圖14是示出電流波形與振動波形的典型例子的曲線圖。
圖15是示出本發(fā)明實施方式2的氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電
路的電路圖。
圖16是示出本發(fā)明實施方式2的氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電 路的電路圖。
圖17是示出本發(fā)明實施方式3的氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電 路的電路圖。
圖18是示出本發(fā)明實施方式3的氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電 路的電路圖。
圖19是示出本發(fā)明實施方式4的氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電 路的電路圖。
圖20是示出本發(fā)明實施方式4的氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電 路的電路圖。
圖21是示出用于二維地表示本發(fā)明實施方式5的氣隙偏心狀態(tài) 的uv坐標系的剖面圖。
圖22是示出用于修正氣隙偏心狀態(tài)的方法的剖面圖。
標號說明
8101氣隙
102轉(zhuǎn)子
103定子
104殼體
105主軸
110主繞組
111輔助繞組
121a、 121b電流計
122a、 122b加速度拾取器
134電壓調(diào)整器
153頻率調(diào)整器
具體實施方式
實施方式1
以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。圖l是示出在 內(nèi)部具有單相感應(yīng)電動機的冷凍.空調(diào)機用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機100的縱
向剖面圖。圖2是圖1中的A-A線橫向剖面圖。單相感應(yīng)電動機主
要由轉(zhuǎn)子102和定子103構(gòu)成。在轉(zhuǎn)子102與定子103之間存在作為
圓筒狀的空間的氣隙101。
定子103被熱套固定在作為壓力容器的殼體104。轉(zhuǎn)子102與主 軸105通過熱套而被固定成一體。由設(shè)置在機座106、缸蓋107內(nèi)的 滑動軸承(未圖示)支撐主軸105。機座106、缸蓋107通過螺栓(未 圖示)被固定于缸108,缸108在3個點的焊接點109 (在圖1中僅 圖示出l個點)被焊接固定于殼體104。
定子103的繞組由被稱為主繞組110和輔助繞組111的2種繞組 構(gòu)成。從設(shè)置在壓縮機外部的交流電源(未圖示)經(jīng)由焊接固定于殼 體104上的端子112向定子103供給電力。在殼體104上通過釬焊固 定有作為壓縮前的氣體的吸入口的消聲器(muffler) 114以及向外部 排出壓縮的氣體的吐出管113，壓縮前的氣體如果從消聲器114被吸入，則在缸108內(nèi)被壓縮，而從機座106被吐出到殼體104內(nèi)之后， 通過吐出管113被吐出到旋轉(zhuǎn)式壓縮機100之外。
圖3是示出將內(nèi)藏單相感應(yīng)電動機的冷凍.空調(diào)機用的旋轉(zhuǎn)式壓 縮機100設(shè)為被測量體的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置的剖面 圖。圖4是圖3中的B-B線橫向剖面圖。
通過將連接端子120連接到旋轉(zhuǎn)式壓縮機100的端子112，可以 從交流電源(未圖示)向旋轉(zhuǎn)式壓縮才幾100內(nèi)的單相感應(yīng)電動才幾施加 交流電壓。在對主繞組IIO進行通電的導(dǎo)線上安裝有電流計121a,同 時在對輔助繞組111進行通電的導(dǎo)線上安裝有電流計121b。
使用加速度拾取器122a、 122b測量在對單相感應(yīng)電動機進行通 電時發(fā)生的振動。如圖4所示，由加速度拾取器122a測量當對主繞 組110通電了交流電壓時在轉(zhuǎn)子102中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最 大的方向(一般是輔助繞組所處的方向，所以以下記述成輔助繞組方 向)上產(chǎn)生的振動，由加速度拾取器122b測量當對輔助繞組111通 電了交流電壓時在轉(zhuǎn)子102中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最大的方向 (一般是主繞組所處的方向，所以以下記述成主繞組方向)上產(chǎn)生的 振動。
加速度拾取器122a、 122b通過加速度拾取器缸123可以分別沿 著旋轉(zhuǎn)式壓縮機100的半徑方向移動，在振動測量時經(jīng)由拾取器除振 材料124被按壓到旋轉(zhuǎn)式壓縮機100，而測量在對旋轉(zhuǎn)式壓縮機100 通電時產(chǎn)生的殼體104的振動。在將加速度拾取器122a、 122b按壓 到旋轉(zhuǎn)式壓縮機100時通過夾緊卡爪125固定旋轉(zhuǎn)式壓縮機100，以 4吏;爽轉(zhuǎn)式壓縮才幾100不〗故橫向轉(zhuǎn)動。
夾緊卡爪125經(jīng)由夾緊除振材料126通過夾緊缸127的推力，可 以從橫向保持旋轉(zhuǎn)式壓縮機100。旋轉(zhuǎn)式壓縮機100被配置于工件除 振材料128上。在測量單元基板129的下方配置有防振件130，防止 來自外部的振動傳播到測量部。
由放大器131對所測量出的振動的電信號進行放大。由電流計 121a、 121b測量出的電流的電信號和4皮放大后的振動的信號通過A/D
10板(未圖示)被記錄到計算機132內(nèi)。計算機132根據(jù)所記錄的電流 波形和振動波形計算出氣隙偏心方向和氣隙偏心量，由計算機的顯示 器133顯示所計算出的結(jié)果。
可以利用電壓調(diào)整器134調(diào)整對主繞組110和輔助繞組111施加 的交流電壓。即在主軸承上涂敷有油，并且主軸105高速旋轉(zhuǎn)的情況 下，有時在主軸承上發(fā)生油膜反作用力，而在測量的振動中發(fā)生誤差， 但通過利用電壓調(diào)整器134調(diào)整對主繞組110和輔助繞組111施加的 交流電壓，可以使轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)速成為低速，而防止發(fā)生這樣的誤差。 另外利用電阻器135以及電容器136調(diào)整流過單相感應(yīng)電動機的交流 電流的大小。上述的電氣設(shè)備類被固定于架臺137上。
由交流電源(未圖示)經(jīng)由連接端子120和端子112，向旋轉(zhuǎn)式 壓縮4幾100施加交流電壓，分別利用電流計121a和電流計121b測量 流過主繞組100的電流和流過輔助繞組111的電流，同時利用加速度 拾取器122a和加速度拾取器122b測量在旋轉(zhuǎn)式壓縮機100中產(chǎn)生的 振動。
由計算機132計算出所測量出的電流波形與振動波形的相位差 的時間變化，根據(jù)所計算出的相位差的時間變化推定出氣隙偏心方 向，并且根據(jù)所測量出的振動波形的大小推定出氣隙偏心量。針對輔 助繞組方向和主繞組方向分別進行測量，根據(jù)從測量結(jié)果推定出的關(guān) 于輔助繞組方向的氣隙偏心方向和氣隙偏心量、以及關(guān)于主繞組方向 的氣隙偏心方向和氣隙偏心量來判定氣隙偏心狀態(tài)是否良好。
接下來，使用圖5的流程圖對氣隙偏心狀態(tài)的檢查單元的細節(jié)進 行說明。首先將旋轉(zhuǎn)式壓縮機100設(shè)置于工件除振材料128上(步驟 ST 500)。接下來利用夾緊缸127使夾緊卡爪125前進，而固定旋轉(zhuǎn) 式壓縮機100(步驟ST 501)。接下來將連接端子120連接到端子112 (步驟ST 502 )。接下來利用加速度拾取器缸123使加速度拾取器 122a、 122b前進，而按壓到旋轉(zhuǎn)式壓縮機100 (步驟ST 503 )。
接下來切換驅(qū)動電路，將通過使電流流過主繞組110而發(fā)生的磁 通設(shè)成大于通過使電流流過輔助繞組111而發(fā)生的磁通(步驟ST
ii504 )。圖6是示出氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電路的電路圖。將主 繞組開關(guān)144連接到接點143側(cè)(步驟ST 504 - 1 )。
然后通過將輔助繞組開關(guān)145連接到接點146側(cè)，而相對輔助繞 組111串聯(lián)連接輔助繞組電阻器148和輔助繞組電容器149(步驟ST 504-2)。由此調(diào)整流過各個繞組的電流以增大流過主繞組110的電 流，并減小流過輔助繞組111的電流，將當通電時在氣隙101中由主 繞組110發(fā)生的磁通的大小設(shè)成大于由輔助繞組lll發(fā)生的磁通的大 小。
接下來利用電壓調(diào)整器134將交流電源150的電壓調(diào)整成特定的 電壓(步驟ST 504- 3)。接下來對單相感應(yīng)電動機施加交流電壓， 開始測量流過主繞組110的電流和輔助繞組方向的振動(步驟ST 505)。利用電流計121a測量流過主繞組110的電流波形。另外利用 加速度拾取器122a測量輔助繞組方向的振動波形(步驟ST 506)。
如果經(jīng)過了規(guī)定的測量時間，則結(jié)束測量，同時還結(jié)束通電(步 驟ST 507)。將所測量出的電流波形經(jīng)由A/D板(未圖示)讀入并 記錄到計算機132。另外利用放大器131對所測量出的振動波形進行 放大，經(jīng)由A/D板(未圖示)讀入并記錄到計算機132(步驟ST 508 )。
由計算機132利用流過主繞組110的電流波形和輔助繞組方向的 振動波形，計算出輔助繞組方向的氣隙的偏心方向和偏心量(步驟ST 509)。圖7是用于示出該計算方法的流程圖。圖8是示出所測量出 的電流波形和振動波形的例子的曲線圖。
作為計算電流波形和振動波形的相位差的時間變化的方法，在圖 7的流程中，采用針對每個電流波形的半波長計算電流波形成為極值 (峰或谷)的時刻與振動波形成為極大值(峰)或極小值(谷)的時 刻之差，用頻數(shù)分布來表示所計算出的時刻之差的方法。以下進行詳 細說明。將電流波形成為極值的時刻設(shè)為t^、 tn,將振動波形成為 極大值的時刻設(shè)為tlm-2~tlm + 2，將振動波形成為極小值的時刻設(shè)為 t2m-2~t2m + 2。圖9是放大示出圖8中的電流半波長部分的曲線圖。
將電流波形成為極值的時刻k與振動波形成為極大值tlm、 tln的時
12刻之差設(shè)為Pln, m、 Pln, m+1。另外將電流波形成為極值的時刻U與振
動波形成為極小值的t2m、 t2mq的時刻之差設(shè)為p2n, m、 p2n, m + 1。
在圖7中，首先根據(jù)流過主繞組110的電流波形，計算電流波形 成為極值(峰、谷)的時刻ti(i-O， 1,…，n，…)(步驟ST600)。 接下來根據(jù)輔助繞組方向的振動波形，計算振動波形成為極大值(峰) 的時刻tlj(j-O， 1，…，m，…)(步驟ST 601)。接下來根據(jù)流 過主繞組110的電流波形和輔助繞組方向的振動波形，針對每個電流 波形半周期，計算電流半波長期間中的振動的極大值與電流的極值的 時刻之差pli, j - tlj - ti (步驟ST 602 )。
接下來根據(jù)流過主繞組110的電流波形和輔助繞組方向的振動 波形，針對每個時間p計算成為p-pli, j (i、 j = 0， 1，…)的極大 值的個數(shù)kl(p)(步驟ST 603 )。圖IO是示出電流波形與振動波 形的極值的偏移時間差、和所偏移的極值的數(shù)量的分布的曲線。橫軸 是所偏移的時間p，縱軸是與該偏移的時間對應(yīng)的極大值的個數(shù)kl (p)、或者后述的極小值的個數(shù)k2 (p)。
在圖10中，針對流過主繞組110的電流波形和輔助繞組方向的 振動波形，對時間p中的特定范圍Ap計算kl ( Ap)之和hl = Zkl (Ap)(步驟ST 604)。在后面敘述關(guān)于特定的范圍Ap的具體的確 定方法。接下來如圖8所示，從輔助繞組方向的振動的波形，計算振 動波形成為極小值(谷)的時刻t2j(j-0， 1，…，m，…)(步驟 ST 605)。接下來根據(jù)流過主繞組110的電流波形和輔助繞組方向的 振動波形，針對每個電流波形半周期，計算電流半波長期間中的振動 的極小值和電流的極值的時刻之差p2i, j-t2廠tj (步驟ST 606)。
接下來，根據(jù)流過主繞組110的電流波形和輔助繞組方向的振動 波形，針對每個時間p計算成為p = p2i, j (i、 j = 0， 1，…)的極小 值的個數(shù)k2(p)(步驟ST 607)。在圖10中，針對流過主繞組110 的電流波形和輔助繞組方向的振動波形，對時間p中的特定范圍Ap 計算k2 (Ap)之和h2-Zk2 (Ap)(步驟ST 608 )。
接下來，通過針對流過主繞組110的電流波形和輔助繞組方向的
13振動波形，對時刻之差處于特定的范圍Ap的極大值的個數(shù)hl與極小 值的個數(shù)h2進行比較，而判定氣隙101的偏心方向(步驟ST 609 )。 即在hl>h2的情況下，判定為氣隙101向加速度拾取器122a的+側(cè) 的方向偏心。
另外在hl<h2的情況下，判定為氣隙101向加速度拾取器122a 的-側(cè)的方向偏心。此處所稱的加速度拾取器122a +側(cè)以及-側(cè)是 指，將振動波形的符號成為正的振動的方向稱為+側(cè)，將振動波形的 符號成為負的振動的方向稱為-側(cè)。
最后根據(jù)輔助繞組方向的振動的大小計算出氣隙101的偏心量 (步驟ST610)。此處振動的大小可以利用振動波形的有效值來求出，
對值大的方向的振動的絕對值的平均值來求出。進而也可以利用正向 的振動的強度的絕對值和負向的振動的強度的絕對值的平均值之間 的平均值來求出。
以上，說明了由主繞組110發(fā)生的磁通大于由輔助繞組111發(fā)生 的磁通的情況，但在以下根據(jù)圖11的流程圖對由輔助繞組111發(fā)生 的磁通更大的情況進行說明。切換驅(qū)動電路，將通過使電流流過輔助 繞組111而發(fā)生的磁通設(shè)成大于通過使電流流過主繞組110而發(fā)送的 磁通(步驟ST 700 )。
圖12是示出氣隙偏心檢查裝置中的驅(qū)動電路的電路圖，通過將 主繞組開關(guān)144連接到接點142側(cè)，相對主繞組110串聯(lián)連接主繞組 電阻器141和主繞組電容器140 (步驟ST 700- 1 )。然后將輔助繞 組開關(guān)145連接到接點147側(cè)(步驟ST 700 - 2 )。由此調(diào)整流過各 個繞組的電流以減小流過主繞組110的電流，而增大流過輔助繞組111 的電流，將當通電時在氣隙101中由輔助繞組lll發(fā)生的磁通的大小 設(shè)成大于由主繞組IIO發(fā)生的磁通的大小。
接下來，利用電壓調(diào)整器134將交流電源150的電壓調(diào)整成特定 的電壓(步驟ST 700 -3 )。接下來對單相感應(yīng)電動才幾施加交流電壓， 開始測量流過輔助繞組111的電流和主繞組方向的振動(步驟ST701)。利用電流計121b測量流過輔助繞組111的電流波形。另外利 用加速度拾取器122b測量主繞組方向的振動波形(步驟ST 702 )。
如果經(jīng)過了規(guī)定的測量時間，則結(jié)束測量，同時還結(jié)束通電(步 驟ST 703 )。將所測量出的電流波形經(jīng)由A/D板(未圖示)讀入并 記錄到計算機132。另外利用放大器131對所測量出的振動波形進行 放大，經(jīng)由A/D板(未圖示)讀入并記錄到計算機132(步驟ST 704)。 由計算機132利用流過輔助繞組lll的電流波形和輔助繞組方向的振 動波形，計算主繞組方向的氣隙的偏心方向和偏心量(步驟ST 705 )。 圖13是用于示出該計算方法的流程圖。
在圖13中，首先根據(jù)流過輔助繞組111的電流波形，計算出電 流波形成為極值(峰、谷)的時刻t、 (i-0， 1，…，n，…)(步驟 ST 800)。接下來根據(jù)主繞組方向的振動波形，計算出振動波形成為 極大值(峰)的時刻tl，j (j-0， 1，…，m,…)(步驟ST =801)。 接下來根據(jù)流過輔助繞組111的電流波形和主繞組方向的振動波形， 針對每個電流波形半周期，計算電流半波長期間中的振動的極大值與 電流的極值的時刻之差pl，i, j-tl，j-t，i (步驟ST 802 )。
接下來，根據(jù)流過輔助繞組111的電流波形和主繞組方向的振動 波形，針對每個時間p計算出成為p-pl，i, j U、 j = 0, 1，…)的極 大值的個數(shù)kl， (p)(步驟ST 803 )。接下來，針對流過輔助繞組 111的電流波形和主繞組方向的振動波形，對時間p中的特定范圍Ap 計算出kl， Up)之和hl，-Zkl， (Ap)(步驟ST 804)。接下來， 根據(jù)主繞組方向的振動的波形，計算振動波形成為極小值(谷)的時 刻t2，j(j-0， 1，…，m,…)(步驟ST 805)。
接下來，根據(jù)流過輔助繞組111的電流波形和主繞組方向的振動 波形，針對每個電流波形半周期，計算電流半波長期間中的振動的極 小值和電流的極值的時刻之差p2、 j = t2，j - t，i (步驟ST 806 )。接下 來，根據(jù)流過輔助繞組111的電流波形和主繞組方向的振動波形，針 對每個時間p計算成為p-p2，i, j (i、 j-0， 1,…)的極小值的個數(shù) k2，(p)(步驟ST 807)。針對流過輔助繞組111的電流波形和主繞組方向的振動波形，對時間p中的特定范圍Ap計算出k2， (Ap)之 和h2， - ^k2， ( Ap )(步驟ST 808 )。
接下來，通過針對流過輔助繞組111的電流波形和主繞組方向的 振動波形，對時刻之差處于特定的范圍Ap的極大值的個數(shù)hl，與極小 值的個數(shù)h2，進行比較，而判定氣隙101的偏心方向(步驟ST 809 )。 即在hl、h2，的情況下，判定為氣隙101向加速度拾取器122b的+側(cè) 的方向偏心。另外在hl、h2，的情況下，判定為氣隙101向加速度拾 取器122b的-側(cè)的方向偏心。
然后，根據(jù)主繞組方向的振動的大小計算氣隙101的偏心量(步 驟ST 810)。再次返回到圖11的流程圖，利用根據(jù)流過主繞組110 的電流波形和輔助繞組方向的振動波形推定出的氣隙偏心狀態(tài)、和根 據(jù)流過輔助繞組lll的電流波形和主繞組方向的振動波形推定出的氣 隙偏心狀態(tài)，判定氣隙101是否良好，在計算機的顯示器133上顯示 其結(jié)果(步驟ST 706)。另外在后面敘述該是否良好的判定方法。
然后，利用加速度拾取器缸123使加速度拾取器122a、 122b后 退(步驟ST 707 )。接下來將連接端子120從端子112拆卸(步驟 ST 708 )。接下來利用夾緊缸127使夾緊卡爪120后退(步驟ST 709 )。 最后從工件除振材料128上拆下旋轉(zhuǎn)式壓縮機100 (步驟ST 710 )。
此處，輔助繞組電阻器148的大小、輔助繞組電容器149的電容、 主繞組電阻器141的大小、主繞組電容器140的電容以及利用電壓調(diào) 整器134調(diào)整的電壓的大小是被調(diào)整成可以使轉(zhuǎn)子102以對各繞組施 加的交流電壓的頻率的2/3以下的旋轉(zhuǎn)周期旋轉(zhuǎn)的電阻的大小、電容 器電容以及電壓的大小，存在各種值的組合。
在調(diào)整電容器電容以及電壓的大小以使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變大的情況 下，對轉(zhuǎn)子作用的不平衡磁吸引力變大，振動時的轉(zhuǎn)子的反作用變大。 在這樣的情況的振動波形中，難以判斷是由不平衡磁吸引力引起的振 動，還是由反作用引起的振動。另一方面，在調(diào)整電容器電容以及電 壓的大小以使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變小的情況下，對轉(zhuǎn)子作用的不平衡磁吸引 力變小，振動時的轉(zhuǎn)子的反作用也變小，所以由不平衡磁吸引力引起
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的振動變得明確，易于判定氣隙的偏心方向。另外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越小， 不平衡磁吸引力成為最大的時刻中的轉(zhuǎn)子的相位分別不同，可以高精 度地測量由轉(zhuǎn)子的相位而變化的氣隙偏心狀態(tài)。特別在調(diào)整電容器電
容以及電壓以使轉(zhuǎn)子以對各繞組施加的交流電壓的頻率的2/3以下的 旋轉(zhuǎn)周期旋轉(zhuǎn)的情況下，如圖14所示發(fā)生所施加的電壓頻率的2倍 頻率的振動，所以在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)l周的期間不平衡磁吸引力成為最大的 次數(shù)為3次以上，可以測量3種以上的不同的轉(zhuǎn)子相位下的振動，即 使在轉(zhuǎn)子或定子的部件精度、組裝精度惡劣的情況下，也可以可靠地 判定氣隙偏心狀態(tài)是否良好。
另外在上述結(jié)構(gòu)中，示出了將電壓調(diào)整器、電容器、電阻器用作 利用各個繞組來調(diào)整在氣隙101中感應(yīng)出的磁通的手段的情況，但也 可以使用調(diào)整繞組的電流的電流調(diào)整器。
接下來，對關(guān)于特定的范圍Ap的具體的確定方法進行說明。特 定的范圍Ap需要根據(jù)對單相感應(yīng)電動機施加的電源頻率來進行設(shè) 定，例如在所測量的振動波形包括較多的電流頻率的2倍頻率至6倍 頻率的頻率分量的情況下，時間p選擇0秒至電流周期的1/12 ~ 1/4 左右的范圍。
另外有例如使用預(yù)先知道氣隙偏心方向的單相感應(yīng)電動機來進 行用于設(shè)定Ap的實驗，制成圖IO所示的頻數(shù)分布表而確定特定的范 圍Ap的設(shè)定值的方法。例如在氣隙的偏心方向為加速度拾取器122a、 122b的+側(cè)的情況下，在所制成的頻數(shù)分布表中發(fā)現(xiàn)成為kl( p )> k2
(p)或者kl， (p) >k2， (p)的范圍，將其定義成Ap，并且例如在 氣隙的偏心方向為加速度拾取器122a、 122b的-側(cè)的情況下，在所 制成的頻數(shù)分布表中發(fā)現(xiàn)成為kl ( p ) < k2 ( p )或者kl， ( p ) < k2，
(p)的范圍，將其定義成Ap。
在可以選擇多個范圍的情況下，優(yōu)選將時間p設(shè)為正且接近0 的范圍。其原因為，在電流波形成為極值時，不平衡磁吸引力(對轉(zhuǎn) 子作用的激振力)成為最大，轉(zhuǎn)子向氣隙窄的方向振動，所以氣隙向 電流波形剛剛成為極值之后的振動波形的極值的符號的方向偏心。在圖10中，如上所述將Ap的范圍設(shè)成時間p為正且接近O的范圍。
鑒于上述情況，以下對所測量的振動波形包括較多的電流頻率的 2倍頻率至6倍頻率的頻率分量時的偏心的測量進行說明。如上所述 在所測量的振動波形包括較多的電流頻率的2倍頻率至6倍頻率的頻 率分量的情況下，作為特定的范圍Ap選擇至電流周期的1/12 ~ 1/4左 右的范圍。進而在如上所述選擇特定的范圍Ap時，優(yōu)選將時間p設(shè) 為正且接近0的范圍，所以如圖10所示，選擇特定的范圍Ap為至電 流周期的1/12 ~ 1/4左右的范圍、且時間p為正且接近0的范圍。
然后在該特定的范圍Ap中，如上所述計算出kl (Ap)之和hl =Zkl (Ap)，并計算k2 (Ap)之和h2-^k2 ( Ap )，通過對時刻 之差處于特定的范圍Ap的極大值的個數(shù)hl與極小值的個數(shù)h2進行 比較而判定氣隙101的偏心方向。即在hl〉h2的情況下，判定為氣隙 101向加速度拾取器的+側(cè)的方向偏心。另外在hl<h2的情況下，判 定為氣隙101向加速度拾取器的-側(cè)的方向偏心。然后根據(jù)振動的大 小計算氣隙101的偏心量。
針對每個電流波形半周期，電流波形的極值和振動波形的極大
值、極小值存在幾m秒左右的偏移，該偏移存在偏差。例如如圖10 所示，預(yù)先設(shè)定時間p成為Ap的范圍，通過對該范圍內(nèi)的極大值的 數(shù)量之和Zkl (Ap)與極小值的數(shù)量之和Zk2 (Ap)進行比較，可以 判定氣隙偏心方向。
例如在氣隙101向與主繞組110的繞組方向垂直的方向偏心的情 況下，如果電流流過主繞組110而感應(yīng)出磁通，則不平衡磁吸引力沿 著與磁通正交的方向作用，轉(zhuǎn)子102向氣隙101窄的方向移動。例如 在對單相2極感應(yīng)電動機施加了交流電壓的情況下，磁通伴隨電流的 絕對值的增加而變大，不平衡磁吸引力也增加。
如果電流的絕對值成為最大(即如果電流波形成為極值)，則不 平衡磁吸引力也成為最大，振動波形也向氣隙窄的方向取極值。作為 電流波形與振動波形之間的關(guān)系的典型例子，如圖14所示，考慮振 動波形成為電流波形的倍頻的振動的例子。
18但是在實際測量的電流波形的極值的相位和作為電流頻率的倍 頻的振動波形的極大值、極小值的相位中存在相位偏移的情況下，還
測量出電流頻率的4倍頻率和6倍頻率這樣的高次的振動或干擾，所 以所測量的振動波形例如成為圖8所示的波形，而難以判定氣隙偏心 方向。
此處如上所述，通過針對每個電流波形半波長計算出電流波形成 為極值的時刻與振動波形成為極大值以及極小值的時刻之差的頻數(shù) 分布，可以明確地掌握電流波形與振動波形的偏移。對于時間的偏移 通過如上所述預(yù)先i殳定特定的范圍Ap，可以進行氣隙偏心方向的正 確的判定。
另外在上述說明中，對計算電流波形的時刻t"或t、的情況進行 了說明，但也可以例如代替電流波形成為極值的時刻而計算電流波形 成為零的時刻來求ti、或tV另外在上述說明中，說明了使用對單相 感應(yīng)電動機通電的電流波形和振動波形來推定氣隙偏心方向的情況， 但例如也可以不測量對單相感應(yīng)電動機通電的電流波形，而是通過測 量對單相感應(yīng)電動才幾施加的電壓的波形，來求電壓波形與振動波形的 相位差。
接下來對判定氣隙是否良好的單元進行說明。對轉(zhuǎn)子102作用的 不平衡磁吸引力是通過磁通的大小和氣隙偏心量來確定的，所以通過 預(yù)先對測量振動的方向分別調(diào)查氣隙偏心量與振動的大小的關(guān)系，可 以根據(jù)振動的大小推定氣隙偏心量。即在通過焊接密封旋轉(zhuǎn)式壓縮機 100之前的階段中利用測量計等測量氣隙偏心量，并且測量施加了規(guī) 定的交流電壓時的振動的大小，制成表示振動的大小和氣隙偏心量的 相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)。
在組裝了旋轉(zhuǎn)式壓縮機100之后，關(guān)于與在對主繞組110流過電 流時感應(yīng)出的磁通垂直的方向、以及與在對輔助繞組111流過了電流 時感應(yīng)出的磁通垂直的方向這2個方向，對分別測量出的振動的大小 與預(yù)先制成的上述數(shù)據(jù)進行比較，從而可以推定氣隙偏心量，所以根 據(jù)上述說明的氣隙偏心量和氣隙偏心方向的計算結(jié)果將氣隙偏心狀態(tài)表示成二維坐標系，可以判定氣隙是否良好。
通過如上述那樣構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明在無法直接目視轉(zhuǎn)子102與定 子103的位置關(guān)系的產(chǎn)品的完成狀態(tài)下，即使在存在每個單相感應(yīng)電 動機的加工或組裝的偏差或干擾的情況下，也無需在驅(qū)動電路或測量
系統(tǒng)中安裝噪聲濾波器等噪聲去除單元，而可以高精度地檢查氣隙偏 心狀態(tài)。
實施方式2
在本實施方式中，將在測量時流過電流的繞組僅設(shè)為主繞組 110、和輔助繞組111中的某一方，而檢查轉(zhuǎn)子102為鎖定狀態(tài)時的 氣隙偏心方向和氣隙偏心量。包括單相感應(yīng)電動才幾的旋轉(zhuǎn)式壓縮才幾 100與圖1以及圖2中示出的部分相同，并且將內(nèi)藏單相感應(yīng)電動機 的冷凍.空調(diào)機用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機100設(shè)為被測量體的單相感應(yīng)電動 機的氣隙偏心檢查裝置的外觀也與圖3、圖4所示的部分相同，但驅(qū) 動電路不同。
圖15、圖16是示出本發(fā)明的實施方式2的氣隙偏心檢查裝置中 的驅(qū)動電路的電路圖，在圖中，在用于使電流流過旋轉(zhuǎn)式壓縮機100 的驅(qū)動電路中設(shè)置主繞組通電開關(guān)151和輔助繞組通電開關(guān)152。在 圖15所示的驅(qū)動電路圖中，當主繞組開關(guān)151為on且輔助繞組開關(guān) 152為off時，電流僅流過主繞組110。另外在圖16所示的驅(qū)動電路 圖中，當主繞組開關(guān)151為off且輔助繞組開關(guān)152為on時，電流僅 流過輔助繞組111。
在本實施方式中，驅(qū)動電路的切換與實施方式1的情況不同。即 在本實施方式l中，對電動機施加交流電壓，而將轉(zhuǎn)子102設(shè)為旋轉(zhuǎn) 狀態(tài)，但在本實施方式中，由于僅向主繞組110或輔助繞組111施加 交流電壓，所以轉(zhuǎn)子102不旋轉(zhuǎn)，而在鎖定狀態(tài)下振動。
在上述實施方式l中的步驟ST 504的驅(qū)動電路的切換中，如圖 6所示，將主繞組開關(guān)144的連接目的地設(shè)為接點143側(cè)，將輔助繞 組開關(guān)145的連接目的地設(shè)為接點146側(cè)，而對輔助繞組lll串聯(lián)連 接輔助繞組電阻器148和輔助繞組電容器149。與其相對在本實施方式中，如圖15所示，通過將主繞組通電開關(guān)151設(shè)為on，并將輔助 繞組通電開關(guān)152設(shè)為off,而使電流僅流過主繞組110。
另外在實施方式1中的步驟ST 700的驅(qū)動電路的切換中，如圖 12所示，將主繞組開關(guān)144的連接目的地設(shè)為接點142側(cè)，將輔助繞 組開關(guān)145的連接目的地設(shè)為接點147側(cè)，而對主繞組110串聯(lián)連接 主繞組電阻器141和主繞組電容器140。與其相對在本實施方式中， 如圖16所示，通過將主繞組通電開關(guān)1S1設(shè)為off，并將輔助繞組通 電開關(guān)152設(shè)為on，而使電流僅流過輔助繞組111。
通過如上述那樣構(gòu)成，在對單相感應(yīng)電動機施加交流電壓的情況 下，轉(zhuǎn)子102不旋轉(zhuǎn)而成為鎖定狀態(tài)，可以根據(jù)鎖定狀態(tài)下的振動波 形和電流波形推定出氣隙偏心方向和偏心量。另外與在上述實施方式 1中說明的情況同樣地進行推定氣隙偏心方向和偏心量的手段。
在本實施方式中，由于在轉(zhuǎn)子102不旋轉(zhuǎn)的鎖定狀態(tài)下進行振動 測量，所以例如即使在主軸105與主軸承(未圖示)之間沒有充分的 潤滑油的情況下，也不會損傷主軸承(未圖示)，而可以測量氣隙偏 心方向和氣隙偏心量。
實施方式3
在本實施方式中，在測量時通過調(diào)整所施加的電壓的頻率，高精 度地檢查氣隙偏心方向和氣隙偏心量。包括單相感應(yīng)電動機的旋轉(zhuǎn)式 壓縮機100與圖1以及圖2中示出的部分相同，并且將內(nèi)藏單相感應(yīng) 電動機的冷凍.空調(diào)機用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機100設(shè)為被測量體的單相感 應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置的外觀也與圖3、圖4所示的部分相同， 但驅(qū)動電路不同，在本實施方式中，附加有頻率調(diào)整器153。
圖17、圖18是示出本發(fā)明的實施方式3的氣隙偏心檢查裝置中 的驅(qū)動電路的電路圖。在上述實施方式1中的步驟ST 504的驅(qū)動電 路的切換中，如圖6所示，將主繞組開關(guān)144的連接目的地設(shè)為接點 143側(cè)，將輔助繞組開關(guān)145的連接目的地設(shè)為接點146側(cè)，而對輔 助繞組111串聯(lián)連接輔助繞組電阻器148和輔助繞組電容器149，進 而利用電壓調(diào)整器134將電壓調(diào)整成特定的電壓。
21與其相對在本實施方式中，如圖17所示，將主繞組開關(guān)144的 連接目的地設(shè)為接點143側(cè)，同時將輔助繞組開關(guān)145的連接目的地 設(shè)為接點146側(cè)，而對輔助繞組lll串聯(lián)連接輔助繞組電阻器148和 輔助繞組電容器149。之后，利用頻率調(diào)整器153將電源頻率調(diào)整成 特定的頻率，利用電壓調(diào)整器134將電壓調(diào)整成特定的電壓。
另外在實施方式1中的步驟ST 700的驅(qū)動電路的切換中，如圖 12所示，將主繞組開關(guān)144的連接目的地設(shè)為接點142側(cè)，同時將輔 助繞組開關(guān)145的連接目的地設(shè)為接點147側(cè)，而對主繞組110串聯(lián) 連接主繞組電阻器141和主繞組電容器140，之后利用電壓調(diào)整器134 將電壓調(diào)整成特定的電壓。
與其相對在本實施方式中，如圖18所示，將主繞組開關(guān)144的 連接目的地設(shè)為接點142側(cè)，并將輔助繞組開關(guān)145的連接目的地設(shè) 為接點147側(cè)，而對主繞組110串聯(lián)連接主繞組電阻器141和主繞組 電容器140，之后利用頻率調(diào)整器153將電源頻率調(diào)整成特定的頻率， 利用電壓調(diào)整器134將電壓調(diào)整成特定的電壓。
此處，輔助繞組電阻器148的大小、輔助繞組電容器149的電容、 主繞組電阻器141的大小、主繞組電容器140的電容、利用頻率調(diào)整 器153調(diào)整的電源頻率以及利用電壓調(diào)整器153調(diào)整的電壓的大小是 被調(diào)整成可以使轉(zhuǎn)子102以磁通的周期的2/3以下的旋轉(zhuǎn)周期旋轉(zhuǎn)的 電阻器的大小、電容器電容、電壓的大小以及頻率，存在各種值的組 合。另外此處將電壓調(diào)整器、電容器、電阻器用作調(diào)整由各個繞組感 應(yīng)出的磁通的手段，但也可以使用調(diào)整繞組的電流的電流調(diào)整器。
在本實施方式中，在電源頻率的整數(shù)倍等于單相感應(yīng)電動機的固 有振動數(shù)(頻率)的情況下，發(fā)生共振現(xiàn)象，所測量的振動變大，而 難以判定振動的方向，但通過利用頻率調(diào)整器153調(diào)整電源頻率，可 以避免共振頻率來進行測量，可以高精度地判定氣隙偏心狀態(tài)是否良 好。
另外在上述實施方式1或3中，在驅(qū)動電路中安裝有阻抗固定型 的電容器以及電阻器，但也可以使用可變型的電容器以及電阻器，在該情況下，可以比較廉價地構(gòu)成能夠應(yīng)對多機種單相感應(yīng)電動機的驅(qū)
動電路。另外在上述實施方式1或3中，示出了將電容器以及電阻器 用作對在流過交流電流時發(fā)生的由主繞組110感應(yīng)出的磁通與由輔助 繞組111感應(yīng)出的磁通的大小之比進行調(diào)整的手段的例子，但也可以 連接電抗來調(diào)整各繞組的阻抗。
進而在圖3中，示出了使用了作為通過對測量體進行按壓而測量 振動的類型的加速度拾取器122a、 122b的情況，但也可以使用利用 磁鐵或粘接劑等來安裝的類型，在該情況下無需設(shè)置用于夾緊殼體 104的夾緊機構(gòu)以及缸體，所以可以廉價地構(gòu)成檢查裝置。
另外在圖3中，示出了利用放大器131對由加速度拾取器122a、 122b測量出的振動進行放大的例子，但也可以通過將加速度拾取器構(gòu) 成為前置放大器內(nèi)置式，并且另外設(shè)置對前置放大器供給電力的功 能，而無需在外部設(shè)置放大器131。
另外例示出作為檢測振動的單元設(shè)置了加速度拾取器122a、 122b的情況，但例如也可以設(shè)置根據(jù)移位和位置信息來檢測振動的類 型的振動檢測單元。進而在圖3中，作為用于測量電流的電流計，示 出了設(shè)置了夾緊式的電流計121a、 121b的情況，但也可以構(gòu)成為預(yù) 先在驅(qū)動電路中安裝電流計。
實施方式4
在本實施方式中，將在測量時施加電壓的繞組僅設(shè)為主繞組 110、或輔助繞組111而將轉(zhuǎn)子102設(shè)為鎖定狀態(tài)，并且利用頻率調(diào) 整器153調(diào)整在測量時施加的電壓的頻率，從而高精度地檢查氣隙偏 心方向和氣隙偏心量。
包括單相感應(yīng)電動才幾的旋轉(zhuǎn)式壓縮才幾100與圖1以及圖2中示出 的部分相同，并且將內(nèi)藏單相感應(yīng)電動^L的冷凍'空調(diào)^i用的旋轉(zhuǎn)式壓 縮機100設(shè)為被測量體的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置的外觀 也與圖3、圖4所示的部分相同，但驅(qū)動電路不同，設(shè)置有頻率調(diào)整 器153。
圖19、圖20是示出本發(fā)明的實施方式4的氣隙偏心檢查裝置中
23的驅(qū)動電路的電路圖。在圖中，在用于使電流流過旋轉(zhuǎn)式壓縮機100 的驅(qū)動電路中設(shè)置有主繞組通電開關(guān)151和輔助繞組通電開關(guān)152。 在圖19所示的驅(qū)動電路圖中，當主繞組開關(guān)151為on且輔助繞組開 關(guān)152為off時，電流僅流過主繞組110。另外在圖20所示的驅(qū)動電 路圖中，當主繞組開關(guān)151為off且輔助繞組開關(guān)152為on時，電流 僅流過輔助繞組111。
以下對于本實施方式中的動作的說明，對與實施方式2的差異點 進行說明。在上述實施方式2中，如圖15所示，將主繞組通電開關(guān) 151設(shè)為on，同時將輔助繞組通電開關(guān)152設(shè)為off,而使電流僅流 過主繞組110,之后利用電壓調(diào)整器134將電壓調(diào)整成特定的電壓。
與其相對在本實施方式中，如圖19所示，將主繞組通電開關(guān)151 設(shè)為on，同時將輔助繞組通電開關(guān)152 i殳為off，而4吏電流僅流過主 繞組110，之后利用頻率調(diào)整器153將電源頻率調(diào)整成特定的頻率， 進而利用電壓調(diào)整器134將電壓調(diào)整成特定的電壓。
另外在上述實施方式2中，如圖16所示，通過將主繞組通電開 關(guān)151設(shè)為off,同時將輔助繞組通電開關(guān)152設(shè)為on，而使電流僅 流過輔助繞組111，之后利用電壓調(diào)整器134將電壓調(diào)整成特定的電 壓。
與其相對在本實施方式中，如圖20所示，通過將主繞組通電開 關(guān)151設(shè)為off,同時將輔助繞組通電開并且關(guān)152設(shè)為on，而使電 流僅流過輔助繞組111，之后利用頻率調(diào)整器153將電源頻率調(diào)整成 特定的頻率，進而利用電壓調(diào)整器134將電壓調(diào)整成特定的電壓。
此處，利用頻率調(diào)整器153調(diào)整的電源頻率以及利用電壓調(diào)整器 134調(diào)整的電壓的大小被調(diào)整成電源頻率不成為單相感應(yīng)電動機的固 有振動數(shù)(頻率)的整數(shù)倍，并且使由于噪聲引起的影響變得微小， 存在各種值的組合。另外此處作為調(diào)整由各個繞組感應(yīng)出的磁通的單 元，使用了電壓調(diào)整器134，但也可以使用調(diào)整繞組的電流的電流調(diào) 整器。
在本實施方式中與實施方式2的情況同樣地，在轉(zhuǎn)子102不旋轉(zhuǎn)的鎖定狀態(tài)下進行振動測量，所以例如即使在主軸105與主軸承(未 圖示)之間沒有充分的潤滑油的情況下，也不會損傷主軸承(未圖示)， 而可以測量氣隙偏心方向和氣隙偏心量。
進而在本實施方式中與實施方式3的情況同樣地，在電源頻率的 整數(shù)倍等于單相感應(yīng)電動機的固有振動數(shù)(頻率)的情況下，發(fā)生共 振現(xiàn)象，所測量的振動變大，而難以判定振動的方向，但通過利用頻 率調(diào)整器153調(diào)整電源頻率，可以避免共振頻率來進行測量，可以高 精度地判定氣隙偏心狀態(tài)是否良好。
實施方式5
在本實施方式中，對在檢查了氣隙偏心檢查裝置之后，執(zhí)行修正 的方法進行說明。圖21是示出用于二維地表示氣隙偏心狀態(tài)的uv坐 標系的剖面圖，圖22是示出用于修正氣隙偏心狀態(tài)的方法的剖面圖。
成為檢查對象的包括單相感應(yīng)電動機的旋轉(zhuǎn)式壓縮機100與上 述實施方式l中說明的部分相同，并且檢查旋轉(zhuǎn)式壓縮4幾100的氣隙 偏心狀態(tài)的方法也與實施方式1的情況相同。以下，對4艮據(jù)所檢查的 結(jié)果來修正氣隙偏心狀態(tài)的方法進行詳細說明。
旋轉(zhuǎn)式壓縮機100由于在產(chǎn)品的完成狀態(tài)下在密封的容器內(nèi)部 安裝有單相感應(yīng)電動機，所以無法直接通過目視或間隙測量計等手段 檢查氣隙偏心狀態(tài)。在上述實施方式l中，可以檢查這樣的狀態(tài)的單 相感應(yīng)電動機的氣隙狀態(tài)，所檢查出的結(jié)果可以在圖21所示的uv坐 標系中表示成向量。
在圖21中，將加速度拾取器122a設(shè)為u軸，將加速度拾取器 122b設(shè)為v軸。在上述實施方式1中，通過用u軸上的坐標表示在圖 5的步驟ST 509中計算出的輔助繞組方向的氣隙偏心方向和偏心量的 結(jié)果，并且用v軸上的坐標表示在圖11的步驟ST 705中計算出的主 繞組方向的氣隙偏心方式和偏心量的結(jié)果，可以二維地表示單相感應(yīng) 電動機的氣隙變窄的方向。
成為檢查的對象的單相感應(yīng)電動機由于被固定于殼體104的內(nèi) 部，所以通過使殼體104變形而修正單相感應(yīng)電動機的氣隙狀態(tài)。作
25為使殼體104變形的方法，例如有對殼體104加熱而使其變形的方法， 如圖22所示，可以利用噴燒器160使殼體104變形。
將旋轉(zhuǎn)式壓縮機100設(shè)置在具有利用伺服電動機(未圖示)使其 旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)臺162上，固定噴燒器160的高度以使噴燒器 160的火焰161接觸到定子103與焊接點109之間。在使噴燒器160 點火之后使旋轉(zhuǎn)臺162旋轉(zhuǎn)，而對殼體104的周圍進行加熱。
一般在從外部加熱殼體104的情況下，在冷卻之后殼體104變形 成向所加熱的方向成為凹形。定子103被熱套固定于殼體104，定子 103的中心軸隨著殼體104的變形而傾斜，由此氣隙偏心狀態(tài)變化。 按照上述氣隙偏心狀態(tài)的檢查結(jié)果，從氣隙窄的方向進行加熱，并根 據(jù)氣隙偏心量調(diào)整加熱量，從而可以修正氣隙偏心狀態(tài)。
在圖22中示出了利用噴燒器160進行加熱的方法，但殼體104 的加熱手段不限于噴燒器，例如也可以使用高頻加熱、激光以及TIG 焊接等。在高頻加熱、激光以及TIG焊接中，由于與噴燒器相比易于 控制針對殼體104的加熱量，所以可以高精度地修正氣隙偏心狀態(tài)。 另外在本實施方式中作為使殼體104變形的手段，說明了進行加熱的 方向，但例如也可以使用錘子等進行敲擊來^f吏殼體104變形。
權(quán)利要求
1.一種單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，該單相感應(yīng)電動機包括轉(zhuǎn)子，與主軸一起旋轉(zhuǎn)；以及定子，被配置成具備主繞組和輔助繞組且在與上述轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，其中，該氣隙偏心檢查裝置的特征在于，設(shè)置有對上述主繞組以及輔助繞組施加交流電壓的單元；電流測量單元，測量流過上述主繞組以及輔助繞組的電流的電流波形；振動測量單元，在對上述主繞組以及輔助繞組施加了上述交流電壓時，測量在上述轉(zhuǎn)子中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最大的方向的單相感應(yīng)電動機的振動的振動波形；以及判定單元，利用上述振動波形的振幅計算出上述氣隙的偏心量，并且利用上述振動波形與上述電流波形的相位差的時間變化來計算上述氣隙的偏心方向，根據(jù)上述計算出的氣隙的偏心量以及偏心方向判定上述氣隙是否良好。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，其特征在于，設(shè)置有驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路在對上述主繞組以及輔助繞組施加了交流電壓時，在由上述主繞組以及輔助繞組中的一個繞組在氣隙中感應(yīng)出的磁通大于由另 一個繞組在氣隙中感應(yīng)出的磁通的狀態(tài)下，使上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，其特征在于，設(shè)置有驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路以所施加的交流電壓的頻率的2/3以下的旋轉(zhuǎn)周期使上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，其特征在于，設(shè)置有驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路僅對上述主繞組和上述輔助繞組中的一個施加交流電壓，并且切換施加上述交流電壓的繞組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項所述的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，其特征在于，具備用于變更上述交流電壓的電壓調(diào)整機構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項所述的單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置，其特征在于，具備用于變更上述交流電壓的頻率的頻率變換機構(gòu)。
7. —種單相感應(yīng)電動機的氣隙修正方法，該單相感應(yīng)電動才幾包括轉(zhuǎn)子，與主軸一起旋轉(zhuǎn)；以及定子，被配置成具備主繞組和輔助繞組且在與上述轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，其中，該氣隙修正方法的特征在于，對上述主繞組以及輔助繞組施加交流電壓，測量流過上述主繞組以及輔助繞組的電流的電流波形，并且在對上述主繞組以及輔助繞組施加了上述交流電壓時，測量在上述轉(zhuǎn)子中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最大的方向的單相感應(yīng)電動機的振動的振動波形，利用所測量出的上述振動波形的振幅計算上述氣隙的偏心量，并且利用所測量出的上述振動波形與所測量出的上述電流波形的相位差的時間變化計算出上述氣隙的偏心方向，根據(jù)上述計算出的氣隙的偏心量以及偏心方向判定上述氣隙是否良好，根據(jù)該判定結(jié)果使固定有上述定子的殼體變形，從而修正上述單相感應(yīng)電動才幾的氣隙。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單相感應(yīng)電動機的氣隙偏心檢查裝置以及氣隙修正方法，即使存在每個單相感應(yīng)電動機的偏差和干擾也無需設(shè)置噪聲濾波器等噪聲去除單元，而可以高精度地檢查氣隙的偏心狀態(tài)。設(shè)置有電流計(121a、121b)，測量流過主繞組(110)以及輔助繞組(111)的電流的電流波形；以及加速度拾取器(122a、122b)，在對主繞組(110)以及輔助繞組(111)施加了交流電壓時，測量在轉(zhuǎn)子中發(fā)生的不平衡磁吸引力成為最大的方向上的單相感應(yīng)電動機的振動的振動波形，利用所測量出的振動波形的振幅計算出氣隙(101)的偏心量，并且利用所測量出的振動波形與電流波形的相位差的時間變化計算出偏心方向，根據(jù)如此計算出的偏心量以及偏心方向來判定氣隙(101)是否良好。
文檔編號H02K15/16GK101494410SQ200810166620
公開日2009年7月29日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者國分忍, 苗村尚史 申請人:三菱電機株式會社