本技术涉及电机设备生产,特别涉及一种电机定子加热装置、电机定子滴漆系统及控制方法。
背景技术:
1、电机定子是指电机或发电机中静止不动的部分,通常包含线圈(绕组)和铁芯。电机定子滴漆绝缘涂敷工艺涉及滴漆和凝胶阶段。滴漆是将绝缘漆通过特定的滴漆设备(如滴漆头)点滴到定子上的线圈上,以形成一层均匀的绝缘涂层。凝胶是绝缘漆在定子线圈上固化形成的一种固态或半固态物质。在滴漆完成后,绝缘漆需要经历一定的化学反应和时间,才能从液态转变为固态或半固态的凝胶状态。因此,电机定子滴漆绝缘涂敷工艺要求进行加热,以在滴漆阶段促进绝缘漆的流动和渗透,在凝胶阶段促进绝缘漆的化学反应和固化。
2、目前,市场上主流的加热工艺路线大致可以分为:1、热风式加热,2、电加热,3、感应加热,这三种方式均存在一些缺陷。热风式加热的加热效率低下,电加热会对定子造成较大线路损耗,感应加热采用钢片叠压结构降低涡流损耗,导致加热效率低、能耗大,还存在线圈通电带来的散热问题。
3、因此,亟需一种定子的加热技术,能够克服上述缺陷,提升定子的加热能效。
技术实现思路
1、为了实现上述目的,本技术提供了一种电机定子加热装置、电机定子滴漆系统及控制方法,能够提升定子的加热能效。
2、第一方面,本技术提供了一种电机定子加热装置,
3、机架;
4、磁体结构,其装设于待加热定子内腔并适于相对待加热定子旋转;所述待加热定子的绕组三相短接并固定于所述机架;
5、第一驱动机构,其装设于所述机架且与所述磁体结构连接,用于驱动所述磁体结构相对待加热定子旋转;
6、控制模块,其与所述第一驱动机构连接,用于控制所述第一驱动机构的驱动参数。
7、在一种可能实施方式中,所述定子内三相绕组线圈短接后产生短路电流,使得三个相位的电流变为同相,所述定子内因三相电流产生的旋转磁场消失。
8、进一步技术效果:通过三相短接目标定子避免定子进行电磁感应而产生磁阻力,再通过驱动机构驱旋转即可高效将机械能转化为定子线圈热能,有效提升加热能效。
9、在一种可能实施方式中,所述磁体结构沿所述定子的延伸方向设置所述磁体结构的旋转方向与所述延伸方向满足垂直条件,所述驱动参数包括所述磁体结构的旋转方向和转速中至少一个。
10、在一种可能实施方式中,磁体结构是永磁转子,由永磁电机提供。
11、在一种可能实施方式中,永磁转子对应电机和固定工位之间间隔预设距离,第一驱动机构的一端固定在电机内,从电机内伸出后另一端连接至固定工位的永磁转子;第一驱动机构和永磁转子的转轴相配合,向转轴输入旋转力矩。
12、在一种可能实施方式中,装置还包括固定机构,固定机构用于将磁体结构和第一驱动机构固定在一起。
13、第二方面,提供一种电机定子滴漆系统,包括温度检测模块、滴漆装置和第一方面提供的电机定子加热装置;
14、所述温度检测模块装设于所述机架,用于根据待加热定子的绕组的实测温度发送温度检测信号;
15、所述滴漆装置包括滴漆阀和第二驱动机构;所述滴漆阀固定于所述机架并朝向待加热定子的绕组设置;所述第二驱动机构装设于所述机架,其用于装夹待加热定子并适于带动待加热定子旋转;
16、所述电机定子加热装置的控制模块用于接收所述温度检测信号,根据所述温度检测信号调整所述第一驱动机构的驱动参数,并在所述待加热定子的绕组的实测温度达到预设温度的情况下控制所述第二驱动机构旋转。
17、在一种可能实施方式中,控制模块包括:第一控制器和第二控制器;
18、所述第一控制器用于控制所述第二驱动机构的驱动参数,所述第二控制器用于控制所述第一驱动机构的驱动参数。
19、第三方面,提供一种用于第三方面所提供电机定子滴漆系统的控制方法,所述方法包括:
20、获取驱动参数并接收温度检测信号;
21、根据所述温度检测信号对应的实测温度与预设温度之间的偏差值,调整所述第一驱动机构的驱动参数,以控制所述磁体结构的转速。
22、在一种可能实施方式中,所述方法还包括:
23、获得工序状态,确定所述工序状态对应的预设温度;
24、所述驱动参数包括:所述磁体结构的旋转方向、所述预设温度对应的目标转速和旋转持续时长中至少一个。
25、在一种可能实施方式中,根据所述温度检测信号对应的实测温度与预设温度之间的偏差值,调整所述第一驱动机构的驱动参数,以控制所述磁体结构的转速,包括:
26、采用预设的比例系数消除所述偏差值,采用预设的积分系数减少偏差值消除后的静态误差,采用预设的微分系数调整所述偏差值的消除速度;
27、以最快速度消除所述偏差值且所述静态误差达到最小后,输出所述转速控制参数。
28、进一步技术效果:采用pid算法闭环控制转子转速即可调节目标感应电流,从而控制目标定子的加热功率,采用非接触式温度传感器获得温度反馈,实现闭环控制,易于精准控温。
29、在一种可能实施方式中,所述磁体结构为永磁转子,所述方法还包括:
30、根据工况需求数据和所述电机定子加热装置的结构参数,确定符合强度条件的永磁转子参数,所述强度条件包括:感应电流条件和结构刚度条件。
31、进一步技术效果:永磁转子的设计根据固定结构刚度和工况需求来定制,可充分保证加热效率。
32、在一种可能实施方式中,根据工况需求数据和所述电机定子加热装置的结构参数,确定符合强度条件的永磁转子参数,包括:
33、根据工况需求估计永磁转子的温度上限、加热功率和散热功率,根据加热功率确定目标感应电流;
34、根据所述第一驱动机构的结构参数、第二驱动机构的结构参数以及永磁电机的型号参数,采用有限元分析法确定永磁转子的偏心力和最大转矩;
35、根据偏心力、目标感应电流和最大转矩,确定永磁转子的极数、磁路结构和材料类型中至少一项。
36、在一种可能实施方式中,根据偏心力、目标感应电流和最大转矩,确定永磁转子的极数、磁路结构和材料类型中至少一项,包括:
37、根据偏心力对应的径向合力选取目标材料类型,目标材料类型对应的径向合力至少小于电机定子加热装置中任意驱动机构/关联结构件的结构刚度上限;
38、根据目标感应电流,选取目标极数和目标磁路结构,目标极数和目标磁路结构对应的感应电流强度大于目标感应电流;
39、选取使永磁电机最大输出转矩小于最大转矩的目标材料类型、目标极数或目标磁路结构。
40、进一步技术效果:综合考虑结构刚度、偏心力和电流强度来设计永磁转子,保证加热、传动效率的同时,提升以及整个设备的稳定性、可靠性和使用寿命。
41、在一种可能实施方式中,根据所述第一驱动机构的结构参数、第二驱动机构的结构参数以及永磁电机的型号参数,采用有限元分析法确定永磁转子的偏心力和最大转矩,包括:
42、根据永磁转子、定子、所述第一驱动机构和所述第二驱动机构所构成的零件尺寸公差链,得到永磁转子的预估偏心量;
43、根据预估偏心量,采用有限元分析法确定永磁转子和目标定子之间的径向合力以及最大转矩。
44、进一步技术效果:估算工况和加热功率来精心设计永磁转子,可使其输入转矩及目标定子感应电流达到平衡,提升整个设备的稳定性、可靠性和使用寿命。
45、在一种可能实施方式中,所述方法还包括:
46、响应于所述定子的实测温度达到预设温度和所述定子的转动时长达到预设时长中的至少一个,通过控制所述第二驱动机构驱动所述定子旋转,以执行目标工序,所述定子的旋转方向与所述定子的延伸方向满足垂直条件。
47、进一步技术效果:针对前后存在温差的连续工序,可实现连贯温控,保证工艺的连贯性和工艺效果。
48、第四方面,提供一种芯片,芯片包括处理器和接口电路,接口电路用于接收指令并传输至处理器,处理器执行指令以实现如第三方面提供的控制方法。
49、第五方面,提供一种计算机可读存储介质,该存储介质中存储有至少一段程序,至少一段程序由处理器执行以实现如第三方面提供的控制方法。
50、第六方面,提供一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,所述计算机程序/指令被处理器执行时实现如第三方面提供的控制方法。
51、本技术通过将待加热的定子三相短接以使定子转轴锁定,进而驱动磁体结构相对于定子旋转,即可通过感应电流动态调整定子温度,有效解决定子内外加热不均和热能损耗大的问题,节省能耗且加热效率高,显著提升定子加热能效。
1.一种电机定子加热装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电机定子加热装置,其特征在于,所述磁体结构沿所述定子的延伸方向设置所述磁体结构的旋转方向与所述延伸方向满足垂直条件,所述驱动参数包括所述磁体结构的旋转方向和转速中至少一个。
3.一种电机定子滴漆系统,其特征在于,包括温度检测模块、滴漆装置和权利要求1或2所述的电机定子加热装置;
4.一种基于权利要求3所述电机定子滴漆系统的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
5.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
6.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述磁体结构为永磁转子,所述方法还包括:
7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述根据工况需求数据和所述定子加热装置的结构参数,确定符合强度条件的永磁转子参数,包括:
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述根据偏心力、目标感应电流和最大转矩,确定永磁转子的极数、磁路结构和材料类型中至少一项,包括:
9.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述第一驱动机构的结构参数、第二驱动机构的结构参数以及永磁电机的型号参数,采用有限元分析法确定永磁转子的偏心力和最大转矩,包括:
10.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括: