CN105044443A - 一种检测电机轴电压的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测电机轴电压的装置，该装置包括：轴电压采集模块，其与电机转轴连接，用于采集电机的轴电压，得到轴电压数据；轴电压处理模块，其与轴电压采集模块连接，用于对轴电压数据进行分析处理；信号发射天线，其与轴电压处理模块连接，用于将轴电压处理模块传输来的信号转换为无线信号并向外发送。该装置实现了对电机轴电压的无线测量，在使用时不会受到地理环境的限制，同时，还不会出现因震动造成信号传输线脱落而导致无法采集电压信号的问题。

Description

一种检测电机轴电压的装置

技术领域

本发明涉及自动检测技术领域，具体地说，涉及一种检测电机轴电压的装置。

背景技术

以IGBT为功率器件的PWM逆变器在作为电机的驱动电源时，会在逆变器输出端形成高频的共模电压，而高频工模电压会在电机转轴上感应出高的轴电压。如果轴电压超过电机轴承所允许的值，那么就会通过油膜放电或者导电形成轴电流。该放电现象或轴电流将在轴瓦和轴承处产生点状微孔或者凹槽，甚至烧毁瓦面，严重时甚至可能造成轴颈和轴承的损坏。

因此对于电机轴电压的检测有助于减小电机轴承因电腐蚀而造成的损坏，其具有很强的工程实用价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种检测电机轴电压的装置，所述装置包括：

轴电压采集模块，其与电机转轴连接，用于采集电机的轴电压，得到轴电压数据；

轴电压处理模块，其与所述轴电压采集模块连接，用于对所述轴电压数据进行分析处理；

信号发射天线，其与所述轴电压处理模块连接，用于将所述轴电压处理模块传输来的信号转换为无线信号并向外发送。

根据本发明的一个实施例，所述轴电压采集模块包括：第一外接端和第二外接端，其中，所述第一外接端与所述电机的外壳连接，所述第二外接端安装在电机转轴上。

根据本发明的一个实施例，所述第二外接端包括电刷。

根据本发明的一个实施例，所述轴电压采集模块还包括：

电压转换电路，其与所述第一外接端和第二外接端连接，用于对所述第一外接端和第二外接端传输来的电压进行降压；

模数转换电路，其与所述电压转换电路连接，用于对所述电压转换电路传输来的电压信号进行模数转换，得到所述轴电压数据。

根据本发明的一个实施例，所述轴电压采集模块还包括：

电气隔离电路，其连接在所述电压转换电路与模数转换电路之间，用于对所述电压转换电路与模数转换电路进行电气隔离。

根据本发明的一个实施例，所述轴电压处理模块能够将接收到的所述轴电压数据与预设电压数据进行比较，如果所述轴电压数据所表示的电压大于所述预设电压数据所表示的电压，所述轴电压处理模块则产生告警信号。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：

信号接收天线，其用于将来自所述信号发射天线的无线信号转换为电信号；

协议转换器，其与所述信号接收天线连接，其用于对所述信号接收天线传输来的电信号进行转换，以满足预设接口协议的要求。

根据本发明的一个实施例，所述预设接口协议为RS232接口协议、USB接口协议或以太网接口协议。

目前已有的轴电压检测装置均是采用有线传输，在使用时通常需要临时对电机进行改造，操作起来极不方便。而本发明所提供的检测装置采用的是无线检测的方式，在进行轴电压检测时无需对电机进行改造。

同时，现有的轴电压检测装置采用有线传输的方式，这也就造成了在某些场合下被测电机与信号观察端可能需要较长的绕线，而被测电机与信号观察端之间的直线距离可能并不太远。而本发明所提供的检测装置采用了无线传输的方式，无线传输能够应用在一些布线较为困难的环境当中。因此相较于采用有线传输的轴电压检测装置，本发明所提供的采用无线传输的轴电压检测装置具有更广泛的适应性，其在使用时几乎不受地理环境的限制。

此外，对于现有的轴电压检测装置，当电机转速过快时，由于电机产生振动震动而很容易导致信号传输线的脱落，以致无法采集电压信号。而本发明所提供的轴电压检测装置由于采用无线传输的方式，也就不存在传输线脱落的可能。同时，本发明所提供的轴电压无线检测装置由于采用无线数据传输方式，因此对其维护时只需要维护数据传输电路，出现故障时也能快速找出原因，便于设备维护。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图示出了本发明的各方面的各种实施例，并且它们与说明书一起用于解释本发明的原理。本技术领域内的技术人员明白，附图所示的特定实施例仅是实例性的，并且它们无意限制本发明的范围。应该认识到，在某些示例中，被示出的一个元件也可以被设计为多个元件，或者多个元件也可以被设计为一个元件。在某些示例中，被示出为另一元件的内部部件的元件也可以被实现为该另一元件的外部部件，反之亦然。为了更加清楚、详细地本发明的示例性实施例以使本领域技术人员能够对本发明的各方面及其特征的优点理解得更加透彻，现对附图进行介绍，在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的轴电压检测装置的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的轴电压采集模块的外接端的装配示意图；

图3是根据本发明一个实施例的轴电压采集模块的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的轴电压检测装置的信号接收端的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

目前已有的轴电压检测装置有多种，但这些装置均是以有线传输的方式来实现的。有线传输在设备出现故障时，需要沿线路检查，一般很难及时找出故障点，不利于设备维护。现有的轴电压检测装置经常在使用当中碰到由于电机转速过快而导致电刷和示波器之间连接线脱落的情况，对于一些特殊应用不方便布线的场合，重新布线将相当麻烦。针对以上缺点，本发明提供了一种轴电压无线检测装置。

图1示出了本实施例所提供的轴电压检测装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例所提供的轴电压检测装置包括：轴电压采集模块101、轴电压处理模块102和信号发射天线103。其中，轴电压采集模块101与电机转轴连接，其用于采集电机的轴电压，并根据采集到的电机的轴电压转换得到轴电压数据。

本实施例中，轴电压采集模块101通过两个外接端(即第一外接端和第二外接端)来获取电机转轴的轴电压。其中，第一外接端与电机的外壳连接，在这种情况下，第一外接端也就等效于接地。第二外接端安装在电机转轴上。具体地，如图2所示，本实施例中，第二外接端为电刷。当然，在本发明的其他实施例中，第二外接端还可以采用其他合理的器件来实现，本发明不限于此。

如图3所示，本实施例中，轴电压采集模块101还包括：电压转换电路301、电气隔离电路302和模数转换电路303。其中，电气隔离电路302连接在电压转换电路301与模数转换电路303，其能够实现对电压转换电路301与模数转换电路303的电气隔离，从而在前端电路出现故障时保护后续电路不被损坏。

本实施例中，电气隔离电路302优选地采用光耦隔离电路来实现。当然，在本发明的其他实施例中，电气隔离电路302还可以采用其他合理的元器件或电路来实现，本发明不限于此。

同时，需要指出的是，电气隔离电路302并不是必须的，在本发明的一些实施例中，电压转换电路301还可以直接与模数转换电路303连接，本发明同样不限于此。

电压转换电路301与用于获取电机轴电压的第一外接端和第二外接端连接，其能够对第一外接端和第二外接端传输来的电压进行降压，从而将电机轴电压这一强电信号转换为弱电信号。弱电信号不仅方便处理，还能够提高后续电路以及工作人员的安全。模数转换电路303与电气隔离电路302连接，其能够对电气隔离电路302传输来的电压信号进行模数转换，得到轴电压数据。

再次如图1所示，电压采集模块101将采集到的轴电压数据发送给轴电压处理模块102，轴电压处理模块102能够对接收到的轴电压数据进行处理、分析以及记录。具体地，轴电压处理模块102能够将接收到的所述轴电压数据与预设电压数据进行比较，如果轴电压数据所表示的电压大于预设电压数据所表示的电压，轴电压处理模块102则产生告警信号。

轴电压处理模块102将处理后的数据发送给信号发射天线103，以由信号发射天线103将轴电压处理模块102传输来信号转换为无线信号并向外发送。

本实施例中，电机轴电压检测装置还包括了信号接收端，图4示出了信号接收端的结构示意图。

如图4所示，本实施例中，信号接收端包括信号接收天线401和协议转换器402。其中，信号接收天线401能够将来自于信号发射天线103的携带有电机轴电压信息的无线信号转换为相应的电信号。协议转换器402与信号接收天线401连接，其能够对信号接收天线401传输来的电信号进行转换，使得转换得到的信号能满足预设接口协议的要求。协议转换器402能够通过相应的协议接口将转换得到的信号传输给PC机403，以由PC机403将电机的轴电压信息进行还原并显示。

本实施例中，协议转换器402与PC机403之间采用以太网连接，因此上述预设接口协议即为以太网接口协议。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，协议转换器402与PC机403之间还可以采用其他合理的方式进行连接，本发明不限于此。例如在本发明的其他实施例中，协议转换器402与PC机403之间还可以采用RS232总线或是USB总线连接，相应地，上述预设接口协议则为RS232接口协议或USB接口协议。

从上述描述中可以看出，目前已有的轴电压检测装置均是采用有线传输，在使用时通常需要临时对电机进行改造，操作起来极不方便。而本实施例所提供的检测装置采用的是无线检测的方式，在进行轴电压检测时无需对电机进行改造。

同时，现有的轴电压检测装置由于采用有线传输的方式，这也就造成了在某些场合下被测电机与信号观察端可能需要较长的绕线，而被测电机与信号观察端之间的直线距离可能并不太远。而本发明所提供的检测装置采用了无线传输的方式，而无线传输能够应用在一些布线较为困难的环境当中。因此相比于采用有线传输的轴电压检测装置，本发明所提供的采用无线传输的轴电压检测装置具有更广泛的适应性，其在使用时几乎不受地理环境的限制。

此外，对于现有的轴电压检测装置，当电机转速过快时，由于电机产生振动震动而很容易导致信号传输线的脱落，以致无法采集电压信号。而本发明所提供的轴电压检测装置由于采用无线传输的方式，也就不存在传输线脱落的可能。同时，本实施例所提供的轴电压无线检测装置采用了无线数据传输方式，因此对其维护时只需要维护数传模块，出现故障时也能快速找出原因，便于设备维护。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元和/或组成单元可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (8)

1.一种检测电机轴电压的装置，其特征在于，所述装置包括：

轴电压采集模块，其与电机转轴连接，用于采集电机的轴电压，得到轴电压数据；

轴电压处理模块，其与所述轴电压采集模块连接，用于对所述轴电压数据进行分析处理；

信号发射天线，其与所述轴电压处理模块连接，用于将所述轴电压处理模块传输来的信号转换为无线信号并向外发送。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴电压采集模块包括：第一外接端和第二外接端，其中，所述第一外接端与所述电机的外壳连接，所述第二外接端安装在电机转轴上。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二外接端包括电刷。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述轴电压采集模块还包括：

电压转换电路，其与所述第一外接端和第二外接端连接，用于对所述第一外接端和第二外接端传输来的电压进行降压；

模数转换电路，其与所述电压转换电路连接，用于对所述电压转换电路传输来的电压信号进行模数转换，得到所述轴电压数据。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述轴电压采集模块还包括：

电气隔离电路，其连接在所述电压转换电路与模数转换电路之间，用于对所述电压转换电路与模数转换电路进行电气隔离。

6.如权利要求1～5中任一项所述的装置，其特征在于，所述轴电压处理模块能够将接收到的所述轴电压数据与预设电压数据进行比较，如果所述轴电压数据所表示的电压大于所述预设电压数据所表示的电压，所述轴电压处理模块则产生告警信号。

7.如权利要求1～6中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

信号接收天线，其用于将来自所述信号发射天线的无线信号转换为电信号；

协议转换器，其与所述信号接收天线连接，其用于对所述信号接收天线传输来的电信号进行转换，以满足预设接口协议的要求。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设接口协议为RS232接口协议、USB接口协议或以太网接口协议。