JP5100528B2 - Single-phase induction motor air gap eccentricity inspection apparatus, air gap eccentricity inspection method, air gap eccentricity adjustment method, and single-phase induction motor manufactured using the same - Google Patents
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Description
この発明は、ロータ回転中のエアギャップ偏心量及び偏心方向を測定することにより、正確にエアギャップの良否判定を行うことができる単相誘導電動機のエアギャップ偏心検査装置、エアギャップ偏心検査方法及びエアギャップ偏心調整方法、並びにこれらを用いて製造される単相誘導電動機に関するものである。 The present invention relates to an air gap eccentricity inspection device, an air gap eccentricity inspection method, and an air gap eccentricity inspection method capable of accurately determining the quality of an air gap by measuring the amount and direction of air gap eccentricity during rotor rotation. The present invention relates to an air gap eccentricity adjusting method and a single-phase induction motor manufactured using these methods.
従来、単相誘導電動機のエアギャップ偏心状態を計測するものとして、単相誘導電動機に通電し、ロータが回転している状態において発生する振動を計測し、これにより単相誘導電動機のエアギャップの偏心状態を推定するものが提案されている。 Conventionally, as a measure of the air gap eccentricity of a single-phase induction motor, the single-phase induction motor is energized and the vibration generated in the state where the rotor is rotating is measured, whereby the air gap of the single-phase induction motor is measured. Some have been proposed that estimate the eccentricity.
例えば、主巻線または補助巻線に流れる交流電流を調整し、その交流電流の周期より小さい回転周期にてロータが回転することのできる駆動回路を構成し、エアギャップに誘起される磁束が一方に比べて大なる巻線の巻線方向と垂直方向に振動検出センサを装着し、回転駆動中に得られた振動の振動波形の振幅あるいは形状を計測することにより、ロータの位相により変化する上記エアギャップの偏心状態を計算するものがある。(例えば、特許文献1を参照) For example, the AC current that flows through the main winding or auxiliary winding is adjusted, and a drive circuit that allows the rotor to rotate at a rotation cycle smaller than the cycle of the AC current is configured. The vibration detection sensor is mounted in the direction perpendicular to the winding direction of the winding, which is larger than the above, and by measuring the amplitude or shape of the vibration waveform of the vibration obtained during rotation drive, the above changes that change according to the phase of the rotor Some calculate the eccentricity of the air gap. (For example, see Patent Document 1)
このような従来のエアギャップ偏心状態の計測方法においては、ロータの回転速度を調べる機能を持たないため、異なる機種について条件パラメータを設定する際に電動機へ通電する電圧と回転数の関係を逐一、光センサなどを用いて調べる必要があり、手数を要するという問題があった。さらには、同じ機種でも電動機ごとにロータの回転数にばらつきが生じるが、回転数のばらつきを認知することができないため、回転数のばらつきに起因する振動のばらつきによってエアギャップ偏心量の推定精度が低下するという問題があった。 In such a conventional air gap eccentricity measuring method, since it does not have a function of examining the rotational speed of the rotor, when setting the condition parameters for different models, the relationship between the voltage applied to the motor and the rotational speed is determined one by one. There is a problem in that it is necessary to investigate using an optical sensor or the like, which requires time. Furthermore, even if the same model is used, the rotational speed of the rotor varies from one motor to another, but the variation in the rotational speed cannot be recognized. There was a problem of lowering.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、エアギャップの偏心状態(偏心量及び方向)を精度よく測定することができるとともに、得られた偏心計測結果より、エアギャップの良否判定を確実に行い、更にエアギャップ偏心状態のデータを基にエアギャップを調整することができる単相誘導電動機のエアギャップ偏心検査装置及びエアギャップ偏心検査方法並びにエアギャップ調整方法を提供することを目的とする。 This invention has been made to solve the above-described problems, and can accurately measure the eccentric state (the amount and direction of eccentricity) of the air gap, and from the obtained eccentricity measurement result, An air gap eccentricity inspection device, an air gap eccentricity inspection method, and an air gap adjustment method for a single-phase induction motor capable of reliably determining whether an air gap is good and further adjusting the air gap based on air gap eccentricity data. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明に係る単相誘導電動機のエアギャップ偏心検査装置は、主軸と共に回転するロータと、主巻線と補助巻線とを備え上記ロータとの間でエアギャップを有するように配置されたステータとからなる単相誘導電動機において、上記電動機に交流電圧を印加する手段と、上記電動機に流れる電流の電流波形を計測する電流計測手段と、上記電動機に上記交流電圧を印加した際に、上記ロータに発生する不平衡磁気吸引力が最大となる方向の単相誘導電動機の振動波形を計測する振動計測手段と、上記電流計測手段によって計測された結果から上記ロータの回転数を計算し、上記計算したロータの回転数と上記計測した電流波形と振動波形から上記エアギャップの偏心状態を推定し、上記推定したエアギャップの偏心状態に基づいて上記エアギャップの良否を判定する判定手段とを設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an air gap eccentricity inspection apparatus for a single-phase induction motor according to the present invention comprises a rotor that rotates together with a main shaft, a main winding and an auxiliary winding, and an air gap is formed between the rotor and the rotor. In a single-phase induction motor comprising a stator arranged to have, a means for applying an AC voltage to the motor, a current measuring means for measuring a current waveform of a current flowing through the motor, and the AC voltage to the motor The vibration measuring means for measuring the vibration waveform of the single-phase induction motor in the direction in which the unbalanced magnetic attractive force generated in the rotor is maximized when applied, and the rotation of the rotor from the result measured by the current measuring means. The eccentricity state of the air gap is estimated from the calculated rotor speed, the measured current waveform and the vibration waveform, and the estimated air gap deviation is calculated. Condition characterized in that a determination means for determining acceptability of the air gap on the basis of.
また本発明に係る単相誘導電動機のエアギャップ偏心検査方法は、主軸と共に回転するロータと、主巻線と補助巻線とを備えロータとの間でエアギャップを有するように配置されたステータとからなる単相誘導電動機であって、主巻線または補助巻線のどちらか一方の巻線に交流電圧を印加して巻線に流れる電流波形を計測する工程と、回路を切り替えて主巻線及び補助巻線の両方の巻線に交流電圧を印加して巻線に流れる電流波形を計測するとともに、ロータに発生する不平衡磁気吸引力が最大となる方向の電動機の振動の振動波形を計測する工程と、計測した電流波形からロータの回転数を計算する工程と、計算したロータの回転数と計測した電流波形と振動波形とからエアギャップの偏心量と偏心方向を計算する工程と、計算したエアギャップの偏心量及び偏心方向に基づいてエアギャップの良否を判定する工程とを有することを特徴とする。 An air gap eccentricity inspection method for a single-phase induction motor according to the present invention includes a rotor that rotates together with a main shaft, a stator that includes a main winding and an auxiliary winding, and that has an air gap between the rotor and the rotor. A single-phase induction motor comprising: a step of applying an AC voltage to either the main winding or the auxiliary winding to measure a current waveform flowing in the winding; and switching the circuit to the main winding Measure the current waveform flowing in the winding by applying AC voltage to both the auxiliary winding and the auxiliary winding, and measure the vibration waveform of the motor vibration in the direction that maximizes the unbalanced magnetic attraction generated in the rotor Calculating the rotor speed from the measured current waveform, calculating the eccentric amount and direction of the air gap from the calculated rotor speed and the measured current waveform and vibration waveform, and calculating Air And having a step of determining the quality of the air gap on the basis of the eccentricity and the eccentric direction of the cap.
更に、本発明に係る単相誘導電動機のエアギャップ偏心調整方法は、主軸と共に回転するロータと、主巻線と補助巻線とを備えロータとの間でエアギャップを有するように配置されたステータとからなる単相誘導電動機であって、主巻線または補助巻線のどちらか一方の巻線に交流電圧を印加して巻線に流れる電流波形を計測する工程と、回路を切り替えて主巻線及び補助巻線の両方の巻線に交流電圧を印加して巻線に流れる電流波形を計測するとともに、ロータに発生する不平衡磁気吸引力が最大となる方向の電動機の振動の振動波形を計測する工程と、計測した電流波形からロータの回転数を計算する工程と、計算したロータの回転数と計測した電流波形と振動波形とからエアギャップの偏心量と偏心方向を計算する工程と、計算したエアギャップの偏心量及び偏心方向に基づいてエアギャップの良否を判定する工程と、この判定結果に基づいてステータが固定されたシェルを変形させることによりエアギャップを調整する工程とを有することを特徴とする。 Furthermore, an air gap eccentricity adjusting method for a single-phase induction motor according to the present invention includes a rotor that rotates together with a main shaft, a main winding and an auxiliary winding, and is arranged so as to have an air gap between the rotor. A step of measuring the current waveform flowing in the winding by applying an AC voltage to either the main winding or the auxiliary winding, and switching the circuit to the main winding. The AC waveform is applied to both the wire and the auxiliary winding to measure the current waveform flowing in the winding, and the vibration waveform of the motor in the direction that maximizes the unbalanced magnetic attraction generated in the rotor A step of measuring, a step of calculating the rotational speed of the rotor from the measured current waveform, a step of calculating an eccentric amount and an eccentric direction of the air gap from the calculated rotational speed of the rotor and the measured current waveform and vibration waveform, Calculated And determining whether the air gap is good or bad based on the eccentric amount and direction of the gap, and adjusting the air gap by deforming the shell to which the stator is fixed based on the determination result. To do.
この発明によれば、電動機の巻線に流れる電流波形からロータの回転数を計算し、計算したロータの回転数と計測した電流波形と振動波形からエアギャップの偏心状態を計算することにより、様々な機種の電動機であっても共通パラメータを用いて計測条件を簡易に設定できる。さらには、振動計測時のロータの回転数のばらつきによる影響を低減することにより、精度よくエアギャップの偏心状態を推定することができるという効果がある。 According to the present invention, the rotational speed of the rotor is calculated from the current waveform flowing in the winding of the motor, and the eccentric state of the air gap is calculated from the calculated rotational speed of the rotor, the measured current waveform, and the vibration waveform. Even in the case of various types of motors, the measurement conditions can be easily set using common parameters. Furthermore, there is an effect that it is possible to accurately estimate the eccentric state of the air gap by reducing the influence due to variations in the rotational speed of the rotor during vibration measurement.
実施の形態1.
本発明に基づく単相誘導電動機のエアギャップ偏心検査装置、及びエアギャップ偏心検査方法について図を参照して詳細に説明する。
図1に本発明を適用する単相誘導電動機の製品例として単相誘導電動機を内在する冷凍・空調機用のロータリ圧縮機100の縦方向断面図を示す。図2は図1の矢視Aから見た横方向断面図である。
Embodiment 1 FIG.
An air gap eccentricity inspection apparatus and an air gap eccentricity inspection method for a single phase induction motor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a longitudinal cross-sectional view of a
単相誘導電動機は主にロータ102とステータ103から構成される。ロータ102とステータ103の間の円筒状の空間は、エアギャップ101として示される。ステータ103は圧力容器であるシェル104に焼嵌め固定されている。ロータ102は主軸105と焼嵌めにより一体に固定されている。主軸105はフレーム106、シリンダヘッド107内に内在するすべり軸受(図示されていない)において支持されている。フレーム106、シリンダヘッド107はシリンダ108にボルト(図示されていない)にて固定されており、シリンダ108はシェル104に3つの溶接点109(図1にて1点のみ図示している)にて溶接固定されている。
The single-phase induction motor mainly includes a
ステータ103の巻線は主巻線110と補助巻線111と呼ばれる2種類の巻線から構成されている。ステータ103は圧縮機外部の交流電源(図示されていない)から、シェル104に溶接固定された端子112を通して電力を供給される。シェル104には圧縮前の気体の吸入口であるマフラ114及び圧縮した気体を外部へ排出する吐出パイプ113がろう付けにより固定されており、圧縮前の気体はマフラ114より吸入され、シリンダ108内にて圧縮され、フレーム106からシェル104内に吐出された後、吐出パイプ113を通ってロータリ圧縮機100の外に吐出される。
The winding of the
図3は単相誘導電動機を内在する冷凍・空調機用圧縮機を被計測体としたエアギャップ偏心検査装置の概略図である。図4は、図3の矢視Bから見た横方向断面図である。
接続端子120をロータリ圧縮機100の端子112に接続することで、ロータリ圧縮機100内の単相誘導電動機に外部電源(図示しない)から交流電圧を印加することができる。主巻線110に通電する導線に電流計121aが取り付けられており、補助巻線111に通電する導線に電流計121bが取り付けられている。
FIG. 3 is a schematic diagram of an air gap eccentricity inspection apparatus using a compressor for a refrigeration / air conditioner including a single-phase induction motor as a measurement target. 4 is a cross-sectional view in the lateral direction as viewed from the direction of arrow B in FIG.
By connecting the
電動機に通電する回路はスイッチ(図示しない)により自動で切り替え可能である。図5乃至図8は通電回路の例を示している。図5は主巻線110と補助巻線111の両方に通電する(以下では回転通電と称す)回路図であり、回路内には主巻線スイッチ144と補助巻線スイッチ145とを備える。主巻線スイッチ144が接点B143側に接地され、補助巻線スイッチ145が接点C146側に接地されることで補助巻線111に補助巻線抵抗器148と補助巻線コンデンサ149を接続することにより、主巻線110によって誘起される磁束が補助巻線111によって誘起される磁束より大きくなり、ロータ102は回転する(以下ではこのような回転を正回転と称し、正回転となる通電状態を正回転通電と称す)。
A circuit for energizing the motor can be automatically switched by a switch (not shown). 5 to 8 show examples of energization circuits. FIG. 5 is a circuit diagram for energizing both the
また図6は図5と同様の回路図であり、主巻線スイッチ144が接点A142側に接地され、
補助巻線スイッチ145が接点D147側に接地されることで主巻線110に主巻線抵抗器141と主巻線コンデンサ140を接続することにより、補助巻線111によって誘起される磁束が主巻線110によって誘起される磁束よりも大きくなり、ロータ102は正回転と逆方向に回転する(以下ではこのような回転を逆回転と称し、逆回転となる通電状態を逆回転通電と称す)。
FIG. 6 is a circuit diagram similar to FIG. 5, in which the
By connecting the
図7は主巻線と補助巻線のどちらか一方に通電する(以下ではロック通電と称す)回路図であり、回路内には主巻線通電スイッチ151と補助巻線通電スイッチ152とを備える。主巻線通電スイッチ151が接地され、補助巻線通電スイッチ152が接地されない場合、主巻線110にのみ交流電圧が印加され、ロータ102はロック状態で不平衡磁気吸引力が働く(以下ではこのような通電状態を主ロック通電と称す)。
FIG. 7 is a circuit diagram for energizing either the main winding or the auxiliary winding (hereinafter referred to as lock energization). The circuit includes a main winding
また図8は図7と同様の回路図であり、主巻線スイッチ151が接地されず、補助巻線ス
イッチ152が接地されることで、補助巻線111にのみ交流電圧が印加され、ロータ102はロック状態で不平衡磁気吸引力が働く(以下ではこのような通電状態を補助ロック通電と称す)。上記電流計121aと121bは正回転通電、逆回転通電、主ロック通電、補助ロック通電の4種類の通電状態について、それぞれ主巻線と補助巻線に流れる電流の電流波形を計測する。
FIG. 8 is a circuit diagram similar to FIG. 7. When the
電動機に通電した際に発生する振動を加速度ピックアップ122で計測する。加速度ピッ
クアップ122は2つあり、図4のように加速度ピックアップ122aにより主巻線110により誘起される磁束と垂直方向(以下、補助巻線方向と称す)に生ずる振動を計測し、また122bにより補助巻線により誘起される磁束と垂直方向(以下、主巻線方向と記す)に生ずる振動を計測する。加速度ピックアップ122は、加速度ピックアップシリンダ123(図3参照)により、ロータリ圧縮機100の半径方向に移動可能であり、振動計測時にはピックアップ除振材124を介してロータリ圧縮機100に押し付けられ、通電した際に生じる振動を測定する。
The
加速度ピックアップ122をロータリ圧縮機100に押し付けたときにロータリ圧縮機100が横転しないように、クランプ爪125によってロータリ圧縮機100を固定する。クランプ爪125はクランプ除振材126を介してクランプシリンダ127の推力により、ロータリ圧縮機100を横方向から把持することができる。ロータリ圧縮機100はワーク除振材128の上に配置されている。計測ユニットベース板129の下には防振材130が配置されており、計測部に外部からの振動が伝播することを防止している。
The
計測した振動の電気信号はアンプ131によって増幅される。計測された電流の電気信号
と増幅された振動の信号はA/Dボード(図示しない)によってコンピュータ132内に記録される。コンピュータ132は回転通電時の電流値とロック通電時の電流値の差からロータの回転数を計算するとともに、記録した電流波形と振動波形と計算したロータの回転数に基づきエアギャップ偏心方向とエアギャップ偏心量を計算し、計算された結果はコンピュータの表示器133によって表示される。電圧調整器134によって主巻線110と補助巻線111に通電する交流電圧を調整することができる。また抵抗器135、及びコンデンサ136によって電動機に流れる交流電流の大きさを調整する。上記の電気機器類は架台137によって固定される。
The measured vibration electrical signal is amplified by the
次に、エアギャップ偏心状態の検査方法を図9のフローチャートを用いて説明する。本フローチャートのステップは1〜33であり、以後ステップをSTと表記する。
ST1:ロータリ圧縮機100をワーク除振材128の上に設置する。
ST2:クランプ爪125をクランプシリンダ127によって前進させ、ロータリ圧縮機100を固定する。
ST3:接続端子120を端子112に接続する。
ST4:加速度ピックアップ122を加速度ピックアップシリンダ123によって前進させ、ロータリ圧縮機100に押し付ける。
Next, an inspection method for the air gap eccentric state will be described with reference to the flowchart of FIG. The steps of this flowchart are 1 to 33, and the steps are hereinafter denoted as ST.
ST1: The
ST2: The
ST3: Connect the
ST4: The
ST5:正回転通電状態となるように回路を切り替える。具体的には下記ST5-1〜ST5-3による。
ST5-1:図5に示す単相誘導電動機の駆動回路において、主巻線スイッチ144の接続先を接点B143側とする。
ST5-2:図5に示す単相誘導電動機の駆動回路において、補助巻線スイッチ145の接続先を接点C146側とし、補助巻線111に直列に補助巻線抵抗器148と補助巻線コンデンサ149を接続する。これにより主巻線110に流れる電流を大、補助巻線111に流れる電流を小となるように個々の巻線に流れる電流を調整し、通電時に生じる主巻線110により誘起されるエアギャップの磁束の大きさを補助巻線111により誘起される磁束の大きさより大きくする。
ST5-3:交流電源の電圧を電圧調整器134により特定の電圧に調整する。
ST5: The circuit is switched so that the forward rotation energization state is established. Specifically, according to ST5-1 to ST5-3 below.
ST5-1: In the drive circuit for the single-phase induction motor shown in FIG. 5, the connection destination of the main winding
ST5-2: In the drive circuit of the single-phase induction motor shown in FIG. 5, the
ST5-3: The voltage of the AC power supply is adjusted to a specific voltage by the
ST6:ワークに交流電圧を印加し、主巻線110に流れる電流と補助巻線方向の振動の計測を開始する。
ST7:主巻線110に流れる電流波形を電流計121aにより計測する。また補助巻線方向の振動波形を加速度ピックアップ122aにより計測する。
ST8:所定の計測時間が経過したら計測を終了し、同時に通電も終了する。
ST9:計測した電流波形をA/Dボード(図示しない)を通じてコンピュータ132に取り込み、記録する。また計測した振動波形をアンプ131によって増幅し、A/Dボード(図示しない)を通じてコンピュータ132に取り込み、記録する。
ST6: An AC voltage is applied to the workpiece, and measurement of the current flowing through the main winding 110 and vibration in the auxiliary winding direction is started.
ST7: The current waveform flowing through the main winding 110 is measured by the
ST8: When the predetermined measurement time has elapsed, the measurement is terminated, and the energization is also terminated at the same time.
ST9: The measured current waveform is taken into the
ST10:主ロック通電状態となるように回路を切り替える。図7に示す単相誘導電動機の駆動回路において、主巻線通電スイッチ151を接地し、補助巻線152を接地しない状態とする。
ST11:ワークに交流電圧を印加し、主巻線110に流れる電流の電流波形を電流計121aによ
り計測を開始する。
ST12:主巻線110に流れる電流の電流波形を電流計121aにより計測する。
ST13:所定の計測時間が経過したら計測を終了し、同時に通電を終了する。
ST14:計測した電流波形をA/Dボード(図示しない)を通じてコンピュータ132に取り込み、記録する。
ST10: Switch the circuit so that the main lock is energized. In the drive circuit for the single-phase induction motor shown in FIG. 7, the main winding energizing
ST11: An AC voltage is applied to the workpiece, and the current waveform of the current flowing through the main winding 110 is measured by the
ST12: The current waveform of the current flowing through the main winding 110 is measured by the
ST13: When a predetermined measurement time has elapsed, the measurement is terminated and at the same time, the energization is terminated.
ST14: The measured current waveform is taken into the
ST15:正回転通電時に計測した電流波形と主ロック通電時に計測した電流波形から、それぞれの実効値をコンピュータ132により計算する。また、後述する方法により電流の実効値の差からロータの回転数を計算する。
ST16:正回転通電時に計測した電流波形と補助巻線方向の振動波形と上記計算したロータの回転数より、補助巻線方向のエアギャップの偏心方向と偏心量をコンピュータ132によ
り計算する。
ST15: The respective effective values are calculated by the
ST16: The
以上は主巻線磁束が大となる設定の検査フローであり、以下に補助巻線磁束が大となる設定の検査フローを示す。
ST17:逆回転通電状態となるように回路を切り替える。具体的には下記ST17-1〜ST17-3による。
ST17-1:図6に示す単相誘導電動機の駆動回路において、主巻線スイッチ144の接続先を
接点A142側とし、主巻線110に直列に主巻線抵抗器141と主巻線コンデンサ140を接続する。
ST17-2:図6に示す単相誘導電動機の駆動回路において、補助巻線スイッチ145の接続先
を接点D147側とする。これにより主巻線110に流れる電流を小、補助巻線111に流れる電流を大となるように個々の巻線に流れる電流を調整し、通電時に生じる補助巻線111により誘起される磁束の大きさを主巻線110により誘起される磁束の大きさより大きくする。
ST17-3:交流電源の電圧を電圧調整器134により特定の電圧に調整する。
The above is the inspection flow for setting the main winding magnetic flux to be large, and the inspection flow for setting the auxiliary winding magnetic flux to be large is shown below.
ST17: The circuit is switched so that the reverse rotation energization state is established. Specifically, according to ST17-1 to ST17-3 below.
ST17-1: In the drive circuit of the single-phase induction motor shown in FIG. 6, the main winding
ST17-2: In the drive circuit for the single-phase induction motor shown in FIG. 6, the
ST17-3: The voltage of the AC power supply is adjusted to a specific voltage by the
ST18:ワークに交流電圧を印加し、補助巻線111に流れる電流と主巻線方向の振動の計測
を開始する。
ST19:補助巻線111に流れる電流波形を電流計121bにより計測する。また主巻線方向の振
動波形を加速度ピックアップ122bにより計測する。
ST20:所定の計測時間が経過したら計測を終了し、同時に通電も終了する。
ST21:計測した電流波形をA/Dボード(図示しない)を通じてコンピュータ132に取り込み、記録する。また計測した振動波形をアンプ131によって増幅し、A/Dボード(図示しない)を通じてコンピュータ132に取り込み、記録する。
ST18: An AC voltage is applied to the workpiece, and measurement of the current flowing through the auxiliary winding 111 and vibration in the main winding direction is started.
ST19: The current waveform flowing through the auxiliary winding 111 is measured by the
ST20: When the predetermined measurement time has elapsed, the measurement is terminated, and at the same time, the energization is also terminated.
ST21: The measured current waveform is taken into the
ST22:補助ロック通電状態となるように回路を切り替える。図8に示す単相誘導電動機の駆動回路において、主巻線通電スイッチ151を接地せず、補助巻線152を接地する状態とする。
ST23:ワークに交流電圧を印加し、補助巻線111に流れる電流の電流波形を電流計121bにより開始する。
ST24:補助巻線111に流れる電流の電流波形を電流計121bにより計測を計測する。
ST25:所定の計測時間が経過したら計測を終了し、同時に通電を終了する。
ST26:計測した電流波形をA/Dボード(図示しない)を通じてコンピュータ132に取り込み、記録する。
ST22: Switch the circuit so that the auxiliary lock is energized. In the drive circuit of the single-phase induction motor shown in FIG. 8, the main winding energizing
ST23: An AC voltage is applied to the workpiece, and the current waveform of the current flowing through the auxiliary winding 111 is started by the
ST24: The current waveform of the current flowing through the auxiliary winding 111 is measured by the
ST25: When a predetermined measurement time has elapsed, the measurement is terminated, and at the same time, the energization is terminated.
ST26: The measured current waveform is taken into the
ST27:逆回転通電時に計測した電流波形と補助ロック通電時に計測した電流波形から、それぞれの実効値をコンピュータ132により計算する。また、後述する方法により電流の実効値の差からロータの回転数を計算する。
ST28:逆回転通電時に計測した電流波形と補助巻線方向の振動波形と上記計算したロータの回転数より、主巻線方向のエアギャップの偏心方向と偏心量をコンピュータ132により
計算する。
ST29:ST16の結果から推定した補助巻線方向のエアギャップ偏心状態と、ST28の結果から推定した主巻線方向のエアギャップ偏心状態から、エアギャップ101の良否の判定を行い
、その結果をコンピュータの表示器133に表示する。
ST30:加速度ピックアップ122を加速度ピックアップシリンダ123によって後退させる。
ST31:接続端子120を端子112から取外す。
ST32:クランプ爪120をクランプシリンダ127によって後退させる。
ST33:ロータリ圧縮機100をワーク徐振材128の上から取り除く。
ST27: The
ST28: The
ST29: Judge the quality of the
ST30: The
ST31: Remove
ST32: The
ST33: Remove the
ここで、図9のフローチャートのST5-2において接続される補助巻線抵抗器148の大きさ及び補助巻線コンデンサ149の容量、ST5-3において調整される電圧の大きさ、ST17-1において接続される主巻線抵抗器141の大きさ及び主巻線コンデンサ140の容量、ST17-3において調整される電圧の大きさは、各巻線に流れる交流電流の周期の2/3以下のゆっくりとした回転周期にてロータ102が回転するように調整された値であり、様々な値の組み合わせが存在する。ゆっくりとロータを回転させながら振動計測を行うことで、振動波形に現れるノイズの影響を低減することができ、計測精度を向上させることができる。
なお、ここでそれぞれの巻線によりエアギャップに誘起される磁束を調整する手段として、電圧調整器、コンデンサ、抵抗器を用いたが、巻線の電流を調整する電流調整器を用いてもよい。
Here, the size of the auxiliary winding
Here, as a means for adjusting the magnetic flux induced in the air gap by each winding, a voltage regulator, a capacitor, and a resistor are used. However, a current regulator that adjusts the current of the winding may be used. .
次に、回転通電時とロック通電時に巻線に流れる電流の実効値の差からロータの回転数を計算する方法を説明する。単相誘導電動機のロータの回転数はトルクと負荷のバランスによって決まる。単相誘導電動機に交流電圧を印加した場合、回転通電時であれば例えば印加する電圧の変動、負荷の変動、電動機の温度ばらつきやステータやロータの組立ばらつきなどの様々な要因により巻線に流れる電流の実効値はばらつく。一方、ロック通電時であればロータは回転しないため、巻線に流れる電流の実効値のばらつきに負荷の影響は含まれない。そこで、回転通電とロック通電を続けて行い、それぞれの場合に巻線に流れる電流の実効値を計算し、その差をとることで、電動機に印加する電圧の変動や電動機の温度ばらつきやステータやロータの組立ばらつきなどの要因を除き、負荷について調べることができる。 Next, a method for calculating the rotational speed of the rotor from the difference between the effective values of the currents flowing through the windings during energization of rotation and energization of the lock will be described. The rotational speed of the rotor of the single phase induction motor is determined by the balance between torque and load. When AC voltage is applied to a single-phase induction motor, during rotation energization, it flows through the winding due to various factors such as applied voltage fluctuation, load fluctuation, motor temperature fluctuation, stator and rotor assembly fluctuation, etc. The effective value of current varies. On the other hand, since the rotor does not rotate when the lock is energized, the influence of the load is not included in the variation in the effective value of the current flowing through the winding. Therefore, rotation energization and lock energization are continued, and in each case, the effective value of the current flowing in the winding is calculated, and by taking the difference between them, fluctuations in the voltage applied to the motor, temperature variations in the motor, stator and Excluding factors such as rotor assembly variations, the load can be examined.
図10に、異なる3機種について、ロータの回転数と回転通電時とロック通電時の巻線に流れる電流の実効値の差(以下では電流差と記す)の関係を示している。横軸がロータの回転数で、縦軸が電流差である。一般に機種によって関係式は異なるが、ロータがゆっくり回転する場合においては回転数と電流差の関係が機種によらずほぼ同じであるため、ロータがゆっくりと回転するように制御する場合には機種によらず共通のパラメータを用いることができる。このように、この発明は主巻線のみに通電した場合の電流と主巻線及び補助巻線に通電した場合の電流との差が、ある回転数の範囲では機種や個体差によらず回転数と一定の関係を持つ事実を見出したことに基づいており、その結果、多数の機種に容易に展開することができると共に、開発期間の短縮にも大いに寄与するものである。 FIG. 10 shows the relationship between the number of rotor rotations and the difference in effective value of the current flowing through the windings during energization of rotation and energization of lock (hereinafter referred to as current difference) for three different models. The horizontal axis is the rotational speed of the rotor, and the vertical axis is the current difference. In general, the relational expression varies depending on the model, but when the rotor rotates slowly, the relationship between the rotational speed and the current difference is almost the same regardless of the model, so when controlling the rotor so that it rotates slowly, Regardless, common parameters can be used. As described above, according to the present invention, the difference between the current when only the main winding is energized and the current when the main and auxiliary windings are energized is not dependent on the model or individual differences within a certain rotational speed range. This is based on finding a fact that has a certain relationship with the number, and as a result, it can be easily deployed to a large number of models and greatly contributes to shortening the development period.
次に計測した電流波形と振動波形と計算したロータの回転数からエアギャップの偏心量と偏心方向を推定する方法を説明する。事前にエアギャップの偏心量と偏心方向の分っている電動機のサンプルを複数用意して確認実験を行い、各種パラメータを設定する。すなわちロータリ圧縮機を溶接によって密閉する前の段階でエアギャップの偏心状態をゲージ等によって測定し、また所定の交流電圧を印加した場合の振動の大きさを計測し、振動の大きさとエアギャップ偏心量の相関関係からパラメータを設定する。 Next, a method of estimating the eccentric amount and the eccentric direction of the air gap from the measured current waveform and vibration waveform and the calculated rotor rotational speed will be described. Prepare a number of samples of an electric motor with known air gap eccentricity and eccentricity in advance, conduct a confirmation experiment, and set various parameters. That is, before the rotary compressor is sealed by welding, the eccentric state of the air gap is measured with a gauge or the like, and the magnitude of vibration when a predetermined AC voltage is applied is measured, and the magnitude of vibration and the eccentricity of the air gap are measured. Set parameters from quantity correlation.
エアギャップの偏心量と計測した振動の大きさは線形の相関関係にあるため、振動の大きさに上記設定したパラメータをかけることでエアギャップの偏心量を計算できる。振動の大きさを振動波形のRMS振幅により求める。また振動波形の正方向の振動と負方向の振
動のうち振動の絶対値の大きい方向の振動の絶対値の平均値により求めても良い。更には正方向の振動の強さの絶対値の平均値と負方向の振動の強さの絶対値の平均値との間の平均値により求めても良い。
Since the air gap eccentricity and the measured vibration magnitude have a linear correlation, the air gap eccentricity can be calculated by multiplying the vibration magnitude by the parameter set above. The magnitude of vibration is obtained from the RMS amplitude of the vibration waveform. Alternatively, the vibration waveform may be obtained from an average value of absolute values of vibrations in a direction having a larger absolute value of vibrations in a positive direction and a negative direction. Further, it may be obtained by an average value between an average value of absolute values of vibration intensity in the positive direction and an average value of absolute values of vibration intensity in the negative direction.
また振動の大きさはロータの回転数と相関関係にあり、かつロータの回転数と電流差は相関関係にあるため、電流差と振動の大きさは相関関係がある。図11に同じ機種のエアギャップの偏心量が同程度の2つの異なる電動機(No.1とNo.2)について、正回転通電を行った場合の電流差と振動の大きさを示す。横軸が電流差で、縦軸が振動の大きさである。電流差と振動の大きさの間にほぼ線形の関係が見られ、電流差の絶対値が大きくなるにつれて、振動の大きさが大きくなるといえる。 Further, since the magnitude of vibration is correlated with the rotational speed of the rotor, and the rotational speed of the rotor is correlated with the current difference, the current difference and the magnitude of vibration are correlated. FIG. 11 shows the current difference and the magnitude of vibration when forward rotation energization is performed for two different motors (No. 1 and No. 2) having the same air gap eccentricity of the same model. The horizontal axis is the current difference, and the vertical axis is the magnitude of vibration. A substantially linear relationship is observed between the current difference and the magnitude of the vibration, and it can be said that the magnitude of the vibration increases as the absolute value of the current difference increases.
なお、図11の左上付近にNo.1の点が複数あるが、これは回転通電状態であっても起動トルクが不十分でロータが回転しなかった場合の点で、このような場合は振動の大きさのばらつきが大きい。これらのことから、あらかじめ目標電流差を決めておき、計測時の電流差と目標電流差の差から振動の大きさの補正を行うことで、計測精度を高めることができる。 It should be noted that no. Although there are a plurality of points 1, this is a point when the starting torque is insufficient and the rotor does not rotate even in the energized state of rotation. In such a case, the variation in the magnitude of vibration is large. Therefore, the measurement accuracy can be improved by determining the target current difference in advance and correcting the magnitude of vibration from the difference between the current difference during measurement and the target current difference.
一方、エアギャップの偏心方向を推定する方法は、振動波形から推定する方法と振動波形と電流波形の位相差から求める方法がある。振動波形から推定する方法としては、例えば主巻線110と垂直方向にエアギャップ101の不平衡がある場合、主巻線110に電流が流れ磁束が誘起されると磁束と直交する方向に不平衡磁気吸引力が働き、ロータ102はエアギャップの狭い方へ移動する。例えば単相2極誘導電動機に交流電圧が印加された場合、電流の絶対値の増加に伴い磁束が大きくなり、不平衡磁気吸引力も増加する。
On the other hand, there are two methods for estimating the eccentric direction of the air gap: a method of estimating from the vibration waveform and a method of obtaining from the phase difference between the vibration waveform and the current waveform. As a method of estimating from the vibration waveform, for example, when there is an unbalance of the
このように不平衡磁気吸引力は、エアギャップの狭い方向に常に0以上の力が働くため、振動波形の+側の振動の大きさと−側の振動の大きさを比較することで、エアギャップの偏心方向を推定することができる。また振動波形と電流波形の位相差から求める方法としては、電流の絶対値が最大となると(すなわち電流波形が極値となると)、不平衡磁気吸引力も最大となるため、振動波形も電流波形の極値から位相の遅れをもってエアギャップの偏心方向に応じて極大値もしくは極小値をとる。そのため電流波形が極値をとる時刻と振動波形が極大値または極小値をとる時刻をそれぞれ計算し、その差をそれぞれ求めることでエアギャップの偏心方向を推定することができる。 As described above, since the unbalanced magnetic attractive force is always zero or more in the narrow direction of the air gap, the magnitude of the vibration on the + side of the vibration waveform is compared with the magnitude of the − side vibration. Can be estimated. As a method for obtaining the phase difference between the vibration waveform and the current waveform, when the absolute value of the current is maximized (that is, when the current waveform is an extreme value), the unbalanced magnetic attractive force is also maximized. It takes a maximum or minimum value depending on the eccentric direction of the air gap with a phase delay from the extreme value. Therefore, the time when the current waveform takes the extreme value and the time when the vibration waveform takes the maximum value or the minimum value are calculated, and the eccentricity direction of the air gap can be estimated by obtaining the difference.
主巻線110に電流を通電した際に誘起される磁束に垂直方向と、補助巻線111に電流を通電した際に誘起される磁束に垂直方向の2方向について、エアギャップ偏心量とエアギャップ偏心方向の計算結果からエアギャップ偏心状態を2次元座標系として表すことができ、エアギャップの良否を判定することができる。
上記のように構成することにより、様々な機種の単相誘導電動機についても共通のパラメータを用いてエアギャップの偏心状態を検査することができるため、開発期間を短縮することができる。さらにはロータ102とステータ103の位置関係が直接目視することができない製品の完成状態において、単相誘導電動機ごとの加工や組立のばらつきや外乱がある場合でも、エアギャップ偏心状態を精度よく検査することができるようになる。
Air gap eccentricity and air gap in two directions, perpendicular to the magnetic flux induced when current is passed through the main winding 110 and perpendicular to the magnetic flux induced when current is passed through the auxiliary winding 111 From the calculation result of the eccentric direction, the air gap eccentric state can be expressed as a two-dimensional coordinate system, and the quality of the air gap can be determined.
By configuring as described above, the eccentricity state of the air gap can be inspected using the common parameters for various types of single-phase induction motors, so that the development period can be shortened. Furthermore, in the finished state of the product, where the positional relationship between the
実施の形態2.
本実施の形態においては、計測時に通電する電圧の周波数を調整することによりエアギャップ偏心方向とエアギャップ偏心量を精度よく検査する検査装置について説明する。単相誘導電動機を含むロータリ圧縮機100は実施の形態1で説明したものと同様であり、説明を省略する。
検査装置の外観は図3と同様であるが、図12、図13に示す駆動回路に違いがあり、周波数調整器153が付け加えられている。
In the present embodiment, an inspection apparatus for accurately inspecting the air gap eccentric direction and the air gap eccentric amount by adjusting the frequency of the voltage to be energized during measurement will be described. The
The appearance of the inspection apparatus is the same as that of FIG. 3, but there is a difference in the drive circuit shown in FIGS. 12 and 13, and a
図14に本実施の形態での検査フローチャートを示す。ここでは実施の形態1との違いについてのみ説明する。実施の形態1においてST5の駆動回路の切替はST5-1において、主巻線スイッチ144の接続先を接点B143側とし、ST5-2において補助巻線スイッチ145の接続先を接点C146側とし、補助巻線111に直列に補助巻線抵抗器148と補助巻線コンデンサ149を接続し、その後、ST5-3において電圧調整器134により電圧を特定の電圧に調整するようにした。しかし、本実施の形態においては、ST5-1において主巻線スイッチ144の接続先を接点B143側とし、ST5-2において補助巻線スイッチ145の接続先を接点C146側とし、補助巻線111に直列に補助巻線抵抗器148と補助巻線コンデンサ149を接続する点は実施の形態1と同様であるが、その後、ST5-3において周波数調整器153により電源周波数を特定の周波数に調整し、ST5-4において電圧調整器134により電圧を特定の電圧に調整するようにしている点が相違する。
FIG. 14 shows an inspection flowchart in the present embodiment. Here, only differences from the first embodiment will be described. In the first embodiment, the driving circuit of ST5 is switched in ST5-1, the connection destination of the main winding
また、実施の形態1においてはST11の駆動回路の切替はST17-1において、主巻線スイッチ141の接続先を接点A142側とし、ST17-2において補助巻線スイッチ145の接続先を接点D147側とし、主巻線111に直列に主巻線抵抗器141と主巻線コンデンサ140を接続し、その後、ST17-3において電圧調整器134により電圧を特定の電圧に調整する。しかし、本実施の形態においては、ST17-1において主巻線スイッチ141の接続先を接点A142側とし、ST17-2において補助巻線スイッチ145の接続先を接点D147側とし、主巻線111に直列に主巻線抵抗器141と主巻線コンデンサ140を接続する点は実施の形態1と同様であるが、その後、ST17-3において周波数調整器153により電源周波数を特定の周波数に調整し、ST17-4において電圧調整器134により電圧を特定の電圧に調整するようにしている点が相違する。
In the first embodiment, the drive circuit of ST11 is switched in ST17-1, the connection destination of the main winding
ここで、図14のフローチャートのST5-2において接続される補助巻線抵抗器148の大きさ及び補助巻線コンデンサ149の容量、ST5-3において調整される電源周波数、ST5-4において調整される電圧の大きさ、ST17-1において接続される主巻線抵抗器141の大きさ及び主巻線コンデンサ140の容量、ST17-3において調整される電源周波数、ST17-4において調整される電圧の大きさは、磁束の周期の2/3以下のゆっくりとした回転周期にてロータ102が回転するように調整された値であり、様々な値の組み合わせが存在する。 ゆっくりとロータを回転させながら振動計測を行うことで、振動波形に現れるノイズの影響を低減することができ、計測精度を向上させることができる。なお、それぞれの巻線により誘起される磁束を調整する手段として、電圧調整器、コンデンサ、抵抗器を用いたが、巻線の電流を調整する電流調整器を用いてもよい。
Here, the size of the auxiliary winding
本実施の形態による効果としては、電源周波数の整数倍が単相誘導機の固有振動数に等しい場合、共振し計測される振動が大きくなり、振動の方向の判定が困難になる場合があるが、単相誘導機の固有振動数とロータの振動周波数を異なる周波数とすることにより、ロータの振動方向の測定が精度よく行うことができるようになり、エアギャップ偏心状態の良否を正確に判定することができる。 As an effect of the present embodiment, when the integral multiple of the power supply frequency is equal to the natural frequency of the single-phase induction machine, the resonance and the measured vibration become large, and it may be difficult to determine the direction of vibration. By setting the natural frequency of the single-phase induction machine and the vibration frequency of the rotor to different frequencies, the vibration direction of the rotor can be measured with high accuracy and the quality of the air gap eccentricity can be accurately determined. be able to.
なお、実施の形態1または2において、インピーダンス固定型のコンデンサ・抵抗器を駆動回路に組み込むようにしたが、可変型のコンデンサ・抵抗器を使用してもよく、その場合多機種の単相誘導機に対応する駆動回路を比較的安価に構成できる。
また、交流印加時に発生する主巻線110により誘起される磁束と補助巻線111により誘起される磁束の大きさの比を調整する手段にコンデンサと抵抗器を用いたが、リアクタンスを接続して各巻線のインピーダンスを調整してもよい。
図3では計測体に押し付け振動を測定するタイプのピックアップを図示したが、マグネットあるいは接着剤等にて装着するタイプを用いてもよく、その場合、シェルをクランプするクランプ機構を及びシリンダを設置する必要がないため、検出装置を安価に構成することができる。
In the first or second embodiment, the fixed impedance type capacitor / resistor is incorporated in the drive circuit. However, a variable type capacitor / resistor may be used. The drive circuit corresponding to the machine can be configured at a relatively low cost.
In addition, a capacitor and a resistor were used as means for adjusting the ratio of the magnitude of the magnetic flux induced by the main winding 110 and the auxiliary winding 111 generated when alternating current was applied. The impedance of each winding may be adjusted.
FIG. 3 shows a type of pickup that presses against a measuring body and measures vibration, but a type that is attached with a magnet or an adhesive may be used. In that case, a clamp mechanism for clamping the shell and a cylinder are installed. Since this is not necessary, the detection device can be configured at low cost.
さらに、振動を検出する手段として加速度ピックアップを例示したが、例えば変位や位置情報から振動を検出するタイプの振動検出手段であってもよい。
また図3では電流を計測するための電流計として、クランプ式の電流計を図示したが、あらかじめ駆動回路中に電流計を組み込んで使用してもよい。
実施の形態1または2において、電流差とロータの回転数との関係に基づいてロータの回転数を計算する方法を説明したが、電動機の機種ごとにロータの回転数と主巻線と補助巻線に流れる電流、あるいは印加電圧の位相差の関係を調べ、位相差とロータの回転数の関係に基づいてロータの回転数を計算する方法を用いたとしても、エアギャップ偏心状態を精度よく検査することができることには変わりない。
また図9と図14のフローチャートにおいて、正回転通電を行ったあと、主ロック通電を行い、その後逆回転通電を行った後、補助ロック通電を行っているが、順番に変更があってもよい。例えば逆回転通電を行った後、正回転通電を行い、その後主ロック通電を行った後、補助ロック通電を行って電流、及び振動を計測したとしても本発明による効果を得ることができる。また、さらには計測を行う前に、電動機に計測時よりも高電圧を印加する予備通電を行い、電動機のウォームアップを行ってもよい。
Furthermore, although the acceleration pickup is exemplified as the means for detecting vibration, for example, a vibration detecting means for detecting vibration from displacement or position information may be used.
In FIG. 3, a clamp-type ammeter is shown as an ammeter for measuring current. However, an ammeter may be incorporated in the drive circuit in advance.
In the first or second embodiment, the method for calculating the rotational speed of the rotor based on the relationship between the current difference and the rotational speed of the rotor has been described. However, the rotational speed of the rotor, the main winding, and the auxiliary winding for each motor model. Investigate the relationship between the current flowing through the wire or the phase difference of the applied voltage, and accurately check the eccentricity of the air gap even when using the method of calculating the rotor speed based on the relationship between the phase difference and the rotor speed There is no change to what you can do.
Further, in the flowcharts of FIGS. 9 and 14, the main lock energization is performed after the forward rotation energization is performed, and then the auxiliary lock energization is performed after the reverse rotation energization is performed. However, the order may be changed. . For example, even if reverse rotation energization is performed, then forward rotation energization is performed, then main lock energization is performed, and then auxiliary lock energization is performed to measure current and vibration, the effects of the present invention can be obtained. Further, before the measurement, the motor may be warmed up by performing preliminary energization to apply a higher voltage to the motor than at the time of measurement.
実施の形態3.
本実施の形態においては、エアギャップ偏心状態を検査した後、調整するエアギャップ偏心調整方法について説明する。図15はエアギャップ偏心状態を2次元的に表すためのuv座標系を示す断面図、図16はエアギャップ偏心状態を調整するための方法を示す断面図である。
Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, an air gap eccentricity adjustment method that adjusts after checking the air gap eccentricity state will be described. FIG. 15 is a sectional view showing a uv coordinate system for two-dimensionally expressing the air gap eccentric state, and FIG. 16 is a sectional view showing a method for adjusting the air gap eccentric state.
検査の対象となる単相誘導電動機を含むロータリ圧縮機100は実施の形態1で説明した
ものと同様であるとともに、ロータリ圧縮機100のエアギャップ偏心状態を検査する方法
も実施の形態1の場合と同じである。以下では、検査した結果を元にエアギャップ偏心状態を調整する方法について詳細に説明する。
The
ロータリ圧縮機100は、製品の完成状態において密閉された容器の内部に単相誘導電動
機が組みつけられているため、エアギャップ偏心状態を目視やギャップゲージによる測定などの直接的な手段で検査することができない。上記実施の形態1においては、そのような状態の単相誘導電動機のエアギャップ状態を検査することができ、検査した結果は図15に示すuv座標系においてベクトルとして表すことができる。
Since the
図15において、加速度ピックアップ122aをu軸、加速度ピックアップ122bをv軸とする。上記実施の形態1においては、図9のST16において計算した補助巻線方向のエアギャップ偏心方向と偏心量の結果をu軸上の座標で表し、また図9のST28において計算した主巻線方向のエアギャップ偏心方向と偏心量の結果をv軸上の座標で表すことにより、単相誘導電動機のエアギャップが狭くなる方向を2次元的に表すことができる。
In FIG. 15, the
検査の対象となる単相誘導電動機はシェル104の内部に固定されているため、シェル104を変形させることにより単相誘導電動機のエアギャップ状態を調整することができる。シェル104を変形させる方法として、例えばシェル104を加熱して歪ませる方法があり、図16に示すように、バーナー160によりシェル104を変形させることができる。
ロータリ圧縮機100をサーボモータ(図示しない)によって回転させられる回転機構を
有する回転テーブル162上に設置し、ステータ103と溶接点109の間にバーナー160の火炎161が当たるようにバーナー160の高さを固定する。バーナー160に着火した後に回転テーブル162を回転させ、シェル104の周上に加熱する。
Since the single-phase induction motor to be inspected is fixed inside the
The
一般にシェル104を外部より加熱した場合、冷却された後に加熱した方向へ凹となるよ
うにシェル104は変形する。ステータ103はシェル104に焼嵌め固定されているため、シェル104の変形に従ってステータ103の中心軸が傾き、エアギャップ偏心状態が変化する。前記エアギャップ偏心状態の検査結果に従い、エアギャップの狭い方向から加熱し、エアギャップ偏心量に応じて加熱量を調整することで、エアギャップ偏心状態を調整することができる。その結果、電動機の騒音を低減し、高効率な電動機を安定して実現することができる。
Generally, when the
図16においてはバーナー160によって加熱する方法を示したが、シェル104の加熱手段はバーナーに限らず、例えば高周波加熱、レーザー及びTIG溶接等を使用しても良い。高周波加熱、レーザー及びTIG溶接では、シェル104に対する加熱量をバーナーより制御しやすいため、精度よくエアギャップ偏心状態を調整することができる。また本実施の形態においてはシェル104を変形させる手段として、加熱による方法を説明したが、例えばハンマーなどで叩いてシェル104を変形させてもよい。
Although FIG. 16 shows a method of heating by the
実施の形態4.
本実施の形態では、本発明による単相誘導電動機のエアギャップ偏心状態の検査方法及び調整方法を用いて製造された単相誘導電動機について説明する。一般に、単相誘導電動機の出力を向上するためには電動機の大型化を図ることが考えられるが、以下のような問題がある。
例えば、径方向に大型化を図る場合、ステータの製造時に使用されるプレス金型や電動機を保持するシェルのサイズを変更する必要がある。そのため様々な出力の電動機のラインナップを持つ場合、製造設備や周辺部材の変更が大掛かりになりコストが高くつく。
また、高さ方向に大型化を図る場合、電動機の組立時にロータがステータの軸心からわずかに傾いて組立てられるだけで大きくエアギャップが偏心することとなり、そのため高精度の組立技術が必要となる。
Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, a single-phase induction motor manufactured using an inspection method and an adjustment method for an air gap eccentricity of a single-phase induction motor according to the present invention will be described. In general, in order to improve the output of a single-phase induction motor, it is conceivable to increase the size of the motor, but there are the following problems.
For example, in the case of increasing the size in the radial direction, it is necessary to change the size of the press die used at the time of manufacturing the stator and the size of the shell holding the electric motor. For this reason, when there is a lineup of motors with various outputs, it is expensive to change manufacturing equipment and peripheral members.
In addition, when the size is increased in the height direction, the air gap is greatly decentered only when the rotor is assembled slightly inclined from the axis of the stator at the time of assembling the electric motor. Therefore, a highly accurate assembly technique is required. .
本実施の形態によれば、機種毎に巻線スペックが変更されていたとしても、主巻線と補助巻線に流れる電流あるいは印加電圧の位相差からロータの回転数を計算する従来の方法と違い、共通のパラメータを用いてロータの回転数を計算することが可能であるため、巻線スペックの異なる機種に対しても立ち上げに時間をかけることなく適用することができ、開発期間を短縮することができる。
また、容器に密閉された状態において、実施の形態1で説明したエアギャップ偏心検査装置によってエアギャップ偏心状態を検査し、実施の形態3で説明した方法でエアギャップ偏心状態を調整することにより、電動機の高さが高い機種であっても高精度に組立てることが可能であり、低騒音で高効率な電動機を実現することができる。実施の形態3においてはエアギャップ偏心状態を調整する方法を示したが、もちろんこの方法を用いた製造設備を製作し、エアギャップ偏心の調整に用いてもよい。
According to this embodiment, even if the winding specifications are changed for each model, the conventional method for calculating the rotational speed of the rotor from the phase difference between the current flowing through the main winding and the auxiliary winding or the applied voltage, and In contrast, it is possible to calculate the rotor speed using common parameters, so it can be applied to models with different winding specifications without taking time to start up, shortening the development period. can do.
Further, in the state of being sealed in the container, the air gap eccentric state is inspected by the air gap eccentricity inspection apparatus described in the first embodiment, and the air gap eccentric state is adjusted by the method described in the third embodiment. Even a model with a high motor height can be assembled with high accuracy, and a low-noise and high-efficiency motor can be realized. In the third embodiment, the method for adjusting the air gap eccentric state has been described. Of course, manufacturing equipment using this method may be manufactured and used for adjusting the air gap eccentricity.
100 ロータリ圧縮機、101 エアギャップ、102 ロータ、103 ステータ、104 シェル、
105 主軸、106 フレーム、107 シリンダヘッド、108 シリンダ、109 溶接点、
110 主巻線、111 補助巻線、112 端子、113 吐出管、114 マフラ、
120 接続端子、121a 電流計、121b 電流計、122 加速度ピックアップ、
122a 加速度ピックアップ、122b 加速度ピックアップ、
123 加速度ピックアップシリンダ、124 ピックアップ除振材、125 クランプ爪、
126 クランプ除振材、127 クランプシリンダ、128 ワーク除振材、
129 計測ユニットベース板、130 防振材、131 アンプ、132 コンピュータ、
133 コンピュータの表示器、134 電圧調整器、135 抵抗器、136 コンデンサ、
137 架台、
140 主巻線コンデンサ、141 主巻線抵抗器、142 接点A、143 接点B、
144 主巻線スイッチ、145 補助巻線スイッチ、146 接点C、147 接点D、
148 補助巻線抵抗器、149 補助巻線コンデンサ、150 交流電源、
151 主巻線通電スイッチ、152 補助巻線通電スイッチ、153 電源周波数調整器。
100 rotary compressor, 101 air gap, 102 rotor, 103 stator, 104 shell,
105 spindle, 106 frame, 107 cylinder head, 108 cylinder, 109 welding point,
110 main winding, 111 auxiliary winding, 112 terminals, 113 discharge pipe, 114 muffler,
120 connection terminals, 121a ammeter, 121b ammeter, 122 accelerometer,
122a accelerometer, 122b accelerometer,
123 Acceleration pickup cylinder, 124 pickup vibration isolator, 125 clamp claw,
126 Clamp vibration isolator, 127 Clamp cylinder, 128 Workpiece vibration isolator,
129 Measurement unit base plate, 130 Anti-vibration material, 131 Amplifier, 132 Computer,
133 computer display, 134 voltage regulator, 135 resistor, 136 capacitor,
137 mount,
140 Main winding capacitor, 141 Main winding resistor, 142 Contact A, 143 Contact B,
144 Main winding switch, 145 Auxiliary winding switch, 146 Contact C, 147 Contact D,
148 Auxiliary winding resistor, 149 Auxiliary winding capacitor, 150 AC power supply,
151 Main winding energization switch, 152 Auxiliary winding energization switch, 153 Power frequency adjuster.
Claims (8)
上記電動機に交流電圧を印加する手段と、
上記電動機に流れる電流の電流波形を計測する電流計測手段と、
上記電動機に上記交流電圧を印加した際に、上記ロータに発生する不平衡磁気吸引力が最大となる方向の単相誘導電動機の振動波形を計測する振動計測手段と、
上記電流計測手段によって計測された結果から上記ロータの回転数を計算し、上記計算したロータの回転数と上記計測した電流波形と振動波形から上記エアギャップの偏心状態を推定し、上記推定したエアギャップの偏心状態に基づいて上記エアギャップの良否を判定する判定手段と、
を設けたことを特徴とする単相誘導電動機のエアギャップ偏心検査装置。 In a single-phase induction motor comprising a rotor that rotates with a main shaft, and a stator that is provided with a main winding and an auxiliary winding and that is arranged to have an air gap between the rotor,
Means for applying an alternating voltage to the motor;
Current measuring means for measuring the current waveform of the current flowing through the motor;
Vibration measuring means for measuring the vibration waveform of the single-phase induction motor in the direction in which the unbalanced magnetic attractive force generated in the rotor is maximized when the AC voltage is applied to the motor;
The rotational speed of the rotor is calculated from the result measured by the current measuring means, the eccentric state of the air gap is estimated from the calculated rotational speed of the rotor and the measured current waveform and vibration waveform, and the estimated air Determination means for determining the quality of the air gap based on the eccentric state of the gap;
An air gap eccentricity inspection device for a single-phase induction motor, characterized by comprising:
主巻線または補助巻線のどちらか一方の巻線に交流電圧を印加して巻線に流れる電流波形を計測するステップと、
回路を切り替えて主巻線及び補助巻線の両方の巻線に交流電圧を印加して巻線に流れる電流波形を計測するとともに、ロータに発生する不平衡磁気吸引力が最大となる方向の電動機の振動の振動波形を計測するステップと、
計測した電流波形からロータの回転数を計算するステップと、
計算したロータの回転数と計測した電流波形と振動波形とからエアギャップの偏心量と偏心方向を計算するステップと、
計算したエアギャップの偏心量及び偏心方向に基づいてエアギャップの良否を判定するステップと、
を有することを特徴とする単相誘導電動機のエアギャップ偏心検査方法。 A single-phase induction motor comprising a rotor that rotates together with a main shaft, and a stator that includes a main winding and an auxiliary winding and is arranged to have an air gap between the rotor,
Applying an alternating voltage to either the main winding or the auxiliary winding to measure the current waveform flowing in the winding;
Switch the circuit and apply AC voltage to both the main and auxiliary windings to measure the current waveform flowing in the windings, and the motor in the direction that maximizes the unbalanced magnetic attractive force generated in the rotor Measuring the vibration waveform of the vibration of
Calculating the rotor speed from the measured current waveform;
Calculating an eccentric amount and an eccentric direction of the air gap from the calculated rotational speed of the rotor and the measured current waveform and vibration waveform;
Determining whether the air gap is good or not based on the calculated eccentric amount and eccentric direction of the air gap;
An air gap eccentricity inspection method for a single-phase induction motor.
主巻線及び補助巻線の両方の巻線に交流電圧を印加し、巻線に流れる電流波形を計測し、
回路を切り替えて、主巻線または補助巻線のどちらか一方の巻線に交流電圧を印加し、巻線に流れる電流波形を計測するとともに、上記ロータに発生する不平衡磁気吸引力が最大となる方向の単相誘導電動機の振動の振動波形を計測し、
上記計測した電流波形からロータの回転数を計算し、
上記計測した電流波形と振動波形と上記計算したロータの回転数から上記エアギャップの偏心量と偏心方向とを計算し、
上記計算したエアギャップの偏心量及び偏心方向に基づいて上記エアギャップの良否を判定し、
この判定結果に基づいて上記ステータが固定されたシェルを変形させることにより上記単相誘導電動機のエアギャップを調整することを特徴とする単相誘導電動機のエアギャップ調整方法。 A single-phase induction motor comprising a rotor that rotates together with a main shaft, and a stator that includes a main winding and an auxiliary winding and is disposed so as to have an air gap between the rotor,
Apply AC voltage to both the main and auxiliary windings, measure the current waveform flowing in the windings,
Switch the circuit, apply an AC voltage to either the main winding or the auxiliary winding, measure the current waveform flowing in the winding, and maximize the unbalanced magnetic attractive force generated in the rotor. Measure the vibration waveform of the single-phase induction motor vibration in the direction
Calculate the rotor speed from the measured current waveform,
Calculate the eccentric amount and the eccentric direction of the air gap from the measured current waveform and vibration waveform and the calculated rotor speed,
The quality of the air gap is determined based on the calculated eccentric amount and direction of the air gap,
An air gap adjustment method for a single-phase induction motor, wherein the air gap of the single-phase induction motor is adjusted by deforming a shell to which the stator is fixed based on the determination result.
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