CN106353678A - 电机质量管控数据监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机质量监测领域，尤其涉及了一种电机质量管控数据监测系统，包括监控界面及管理系统(1)和测试平台(2)，监控界面及管理系统(1)包括调试模块、监控模块和外置分流器(12)，测试平台(2)包括电力测功机(23)、温度测试装置和震动装置，电力测功机(23)、温度测试装置和震动装置固定于支架台上；震动装置包括震动体和震动传感器(244)，用于模拟各种工况。本发明通过监控及管理系统对待测电机(21)进行监测，实时查看测试的数据，并且可以形成有效的数据曲线图，可以使操作人员更加地直观查看测试中不同数值变化的过程，对电机的质量进行有效地控制和监测，达到良好的检测效果。

Description

电机质量管控数据监测系统

技术领域

本发明涉及电机质量监测领域，尤其涉及了一种电机质量管控数据监测系统。

背景技术

电机是一种能够实现电能和机械能之间相互转换的电器设备。根据其功能不同可分为电动机和发电机，根据所使用和产生电源不同可分为直流电机和交流电机。广泛应用与汽车、家用电器、数控机床等许多场合。

目前，在汽车上自动化程度越高使用电击的数量就越多，某些高档轿车电机的使用量能达到80多台。不论是高档汽车还是低档汽车，发电机和起动机是汽车上必不可少的电机。

发电机是汽车上的主电源，它与电压调节器互相配合工作，其主要作用是对除起动机以外的所有用电设备供电并向汽车上的蓄电池充电。电动机在实际生产中应用很广，电动机和机械系统不可避免地劣化并发生故障，这些故障可能使生产停顿，导致代价昂贵的维修和停机损失。因此如何在运行中更早知道电机的运行状态，做出维修计划。在故障来临之际如何快速、及时、准确地在线检测出电机的故障，是运行部门和维护部门十分关心的一个重要议题。根据EPRI的报告，电机故障的53％源于机械原因，如轴承故障、不平衡、松动等；47％源于电气原因。这其中，10％源于转子，如铸件缺陷导致的不平衡气隙、断条等；37％源于定子绕组。

对于电机故障的监测和故障诊断，我国工厂中大部分目前仍在采用的检测方法就是：电机定期检查和故障维修，这种方法的缺点是可能造成人力的浪费和电机使用效率的降低，更不能杜绝意外事故停机的发生。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种电机质量管控数据监测系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

电机质量管控数据监测系统，包括监控界面及管理系统和测试平台，监控界面及管理系统包括调试模块、监控模块和外置分流器，监控模块包括显示屏和计算机，用于实时展现待测电机的监控数据、数据曲线图、故障信息、工作状态和通讯状态；调试模块用于对待测电机的测试参数进行设置，对工作模式进行调整，对数据库进行管理；外置分流器用于测量测试通过的电流大小，将数据传递至计算机中显示；

测试平台包括电力测功机、温度测试装置和震动装置，电力测功机、温度测试装置和震动装置固定于支架台上，电力测功机用于测试待测电机扭矩、转速、电流电压、频率和功率，并且将完成后的数据处理、报表和曲线，连接并传递至计算机；温度测试装置用于对电机在不同温度的情况下进行测试并且上传数据；震动装置包括震动体和震动传感器，用于模拟各种工况，震动体包括震动弹簧、第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板之间通过震动弹簧相连接，第一固定板固定于待测电机上，第二固定板上设有震动传感器。

作为优选，温度测试装置包括测试外壳、温度测量计、进液管和出液管，测试外壳于待测电机外，测试外壳内设有进液通道，进液通道的上方连接出液管，进液通道的下方连接进液管；测试外壳内侧设有温度测量计，用于读取测试外壳内部的温度，并且将读取的数据传递至计算机中显示，方便操作人员的监控和后续工作。

作为优选，震动体在待测电机的下方设有4个，在待测电机的两侧端面分别设有2个，第一固定板与待测电机的测试点相固定，可以更好地使待测电机进行受力测试，达到测试效果。

作为优选，外置分流器连接有外置直流电源和汽车控制器，汽车控制器连接有变频柜，变频柜用于对待测电机进行变频供电、改变转速，可以有效地模拟汽车在行驶中的状态。

作为优选，变频柜包括变频器、电流互感器和散热风机，电流互感器连接汽车控制器和待测电机之间，变频器连接电力测功机，散热风机用于内部散热，减少了内部温度的干扰。

作为优选，电力测功机与待测电机之间设有转矩转速传感器，转矩转速传感器与汽车电机和电力测功机直接通过联轴器相连接，待测电机在运行的过程中将物理变化转换成精确的电信号，使扭矩力数据能够准确的反馈，方便操作人员进行监测。

作为优选，电力测功机还包括电机，电机安装在电机安装座上，伺服电机安装座的轴向方向的一端安装有传感器安装座，传感器安装座上安装有用于测定伺服电机转轴的转速的光电转速传感器；传感器安装座与光电转速传感器相配合的安装面上设有安装通道，安装通道设有摆动杆杠，摆动杆杠的摆动支点设有支撑的摆动钢珠，摆动杆杠的右端的上方的安装面上设有按钮通道，按钮通道设有按钮弹簧，按钮弹簧的下端抵触摆动杆杠的右端，按钮弹簧的上端抵触按钮；摆动杆杠的左端向下设有第一竖杆，第一竖杆的尾端设有第一斜面；在摆动杆杠的左端的上方设有受压弹簧；光电转速传感器上固定设有安装滑块，安装滑块在安装通道内滑动。

作为优选，摆动杆杠的中部设有第二竖杆，第二竖杆横向连接横杆，横杆向下竖向连有第三竖杆，第三竖杆的尾端设有用于间隙补偿的第二斜面。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明通过监控及管理系统对待测电机进行监测，监控模块可以实时查看测试的数据，并且可以形成有效的数据曲线图，可以使操作人员更加地直观查看测试中不同数值变化的过程，对电机的质量进行有效地控制和监测。通过调试模块，对测试的数值进行调整和设置，并且将调整后的反馈结果储存入数据库，方便后续进行比对。待测电机放入测试平台，对待测电机进行质量检测，包括待测电机的转速转矩、温度、电流电压、频率和功率数据；通过震动装置，可以模拟不同工况下的震动程度，并且监测出不同情况下的待测电机的运行数值，达到良好的检测效果。

附图说明

图1是本发明电机质量管控数据监测系统结构示意图；

图2是本发明电机质量管控数据监测系统中震动装置结构示意图；

图3是本发明电机质量管控数据监测系统中温度测试装置结构示意图；

图4是本发明电机质量管控数据监测系统中电机的安装示意图；

图5是本发明电机质量管控数据监测系统中光电转速传感器与传感器安装座的安装示意图。

图中：1—监控界面及管理系统、11—计算机、12—外置分流器、2—测试平台、21—待测电机、22—转矩转速传感器、23—电力测功机、241—第一固定板、242—第二固定板、243—震动弹簧、244—震动传感器、251—测试外壳、252—温度测量计、253—出液管、254—进液管、3—变频柜、31—电流互感器、32—变频器、33—散热风机、4—外置直流电源、5—汽车控制器、61—传感器安装座、62—光电转速传感器、63—伺服电机、64—伺服电机安装座、65—安装面、81—第一竖杆、82—受压弹簧、83—摆动杆杠、85—摆动钢珠、86—按钮、87—按钮弹簧、88—按钮通道、92—第二竖杆、93—横杆、94—第三竖杆、95—第二斜面、96—安装滑块、97—第一斜面、98—安装通道。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图3所示，电机质量管控数据监测系统，包括监控界面及管理系统1和测试平台2，监控界面及管理系统1包括调试模块、监控模块和外置分流器12，监控模块包括显示屏和计算机11，用于实时展现待测电机21的监控数据、数据曲线图、故障信息、工作状态和通讯状态；调试模块用于对待测电机21的测试参数进行设置，对工作模式进行调整，对数据库进行管理；外置分流器12用于测量测试通过的电流大小，将数据传递至计算机11中显示，外置分流器12连接有外置直流电源4和汽车控制器5，汽车控制器5连接有变频柜3，变频柜3用于对待测电机21进行变频供电、改变转速，可以有效地模拟汽车在行驶中的状态，变频柜3包括变频器32、电流互感器31和散热风机33，电流互感器31连接汽车控制器5和待测电机21之间，变频器32连接电力测功机23，散热风机33用于内部散热，减少了内部温度的干扰。电力测功机23与待测电机21之间设有转矩转速传感器22，转矩转速传感器22与汽车电机和电力测功机23直接通过联轴器相连接，待测电机21在运行的过程中将物理变化转换成精确的电信号，使扭矩力数据能够准确的反馈，方便操作人员进行监测。电力测功机(23)还包括电机(63)，电机(63)安装在电机安装座(64)上，电机安装座(64)的轴向方向的一端安装有传感器安装座(61)，传感器安装座(61)上安装有用于测定电机转轴的转速的光电转速传感器(62)；传感器安装座(61)与光电转速传感器(62)相配合的安装面(65)上设有安装通道(98)，安装通道(98)设有摆动杆杠(83)，摆动杆杠(83)的摆动支点设有支撑的摆动钢珠(85)，摆动杆杠(83)的右端的上方的安装面上设有按钮通道(88)，按钮通道(88)设有按钮弹簧(87)，按钮弹簧(87)的下端抵触摆动杆杠(83)的右端，按钮弹簧(87)的上端抵触按钮(86)；摆动杆杠(83)的左端向下设有第一竖杆(81)，第一竖杆(81)的尾端设有第一斜面(97)；在摆动杆杠(83)的左端的上方设有受压弹簧(82)；光电转速传感器(62)上固定设有安装滑块(96)，安装滑块(96)在安装通道(98)内滑动。摆动杆杠(83)的中部设有第二竖杆(92)，第二竖杆(92)横向连接横杆(93)，横杆(93)向下竖向连有第三竖杆(94)，第三竖杆(94)的尾端设有用于间隙补偿的第二斜面(95)。

将光电转速传感器62安装到传感器安装座61上时，外力将光电转速传感器62的安装滑块96滑入安装通道98内，当安装滑块96接触到第一竖杆81的尾端的第一斜面97时，由于受到挤压，第一竖杆81向上运动，安装滑块96继续前行，直到安装滑块96完全越过第一竖杆81，此时第一竖杆81在受压弹簧82的作用下复位，阻止安装滑块96往外滑出，基本将光电转速传感器62快速安装在传感器安装座61上。同时由于安装存在一定间隙，第三竖杆94的尾端设有的第二斜面95会慢慢与安装滑块96接触，同时因为第二竖杆92横向连接横杆93，第三竖杆94受到挤压时可以有适当的往上回弹的位移，不至于将整个摆动杆杠83的左端往上顶起，可以实现安装间隙的补偿。当需要更换不同规格的光电转速传感器62时，只需要按压按钮通道88上的按钮86，通过杠杆的原理，第一竖杆81往上抬起，安装滑块96可以退出安装通道98。

测试平台2包括电力测功机23、温度测试装置和震动装置，电力测功机23、温度测试装置和震动装置固定于支架台上，电力测功机23用于测试待测电机21扭矩、转速、电流电压、频率和功率，并且将完成后的数据处理、报表和曲线，连接并传递至计算机11；温度测试装置用于对电机在不同温度的情况下进行测试并且上传数据，温度测试装置包括测试外壳251、温度测量计252、进液管254和出液管253，测试外壳251于待测电机21外，测试外壳251内设有进液通道，进液通道的上方连接出液管253，进液通道的下方连接进液管254；测试外壳251内侧设有温度测量计252，用于读取测试外壳251内部的温度，并且将读取的数据传递至计算机11中显示，方便操作人员的监控和后续工作；震动装置包括震动体和震动传感器244，用于模拟各种工况，震动体在待测电机21的下方设有4个，在待测电机21的两侧端面分别设有2个，第一固定板241与待测电机21的测试点相固定，可以更好地使待测电机21进行受力测试，达到测试效果。震动体包括震动弹簧243、第一固定板241和第二固定板242，第一固定板241和第二固定板242之间通过震动弹簧243相连接，第一固定板241固定于待测电机21上，第二固定板242上设有震动传感器244。

首先将待测电机21放置于测试平台2上，确定测试的项目，对待测电机21进行有效地测试，测试项目包括：

1、转矩转速测试，将待测电机21连接电力测功机23，电力测功机23通过转矩转速传感器22进行读取数据并且进行转换成电信号，传递至电力测功机23，监控界面及管理系统1对电力测功机23的初始数据进行读取，并且通过监控模块对测试时间内的测试设备的转矩转速数据进行持续读取和监视，形成实时的监控数据和数据曲线图，方便操作人员对数据的直观观察。

2、电流、电压和功率读取，在运行的过程中，电力测功机23连接变频柜3中的变频器32，通过电力测功机23内的电量综合测量仪表检测电流、电压、频率和功率数据，并且传回至计算机11，通过显示屏显示；通过调试模块对输入电流的大小进行设置，并且通过外置分流器12连接外置直流电源4，同时也读取设置的电流大小，并且返回至计算机11显示。

3、震动测试，通过震动体和震动传感器244对待测电机21进行不同工况下测试，将震动体放在待测电机21的测试点上，分别在待测电机21的两个端面和下方，用于对待测电机21的横向和垂直方向进行测试，第一固定板241固定在测试点上，起到固定装置的作用，通过震动弹簧243来进行模拟震动情况，第二固定板242上设有震动传感器244来感应震动强度，并且传递至计算机11显示。

4、温度测试，在待测电机21运行的过程中，在其外侧安装温度测试装置，使待测电机21置于测试外壳251内，通过进液管254将冷却液或加温液通入到测试外壳251的进液通道内，再通过出液管253排出液体，使内部温度达到预期设定值，模拟低温或者高温的情况，通过温度测量计252，对内部的温度进行监测并且返回至计算机11，并且读取待测电机21其他的数值数据，以达到测试效果。

总之，以上仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.电机质量管控数据监测系统，包括监控界面及管理系统(1)和测试平台(2)，其特征在于：

监控界面及管理系统(1)包括调试模块、监控模块和外置分流器(12)，监控模块包括显示屏和计算机(11)，用于实时展现待测电机(21)的监控数据、数据曲线图、故障信息、工作状态和通讯状态；调试模块用于对待测电机(21)的测试参数进行设置，对工作模式进行调整，对数据库进行管理；外置分流器(12)用于测量测试通过的电流大小，将数据传递至计算机(11)中显示；

测试平台(2)包括电力测功机(23)、温度测试装置和震动装置，电力测功机(23)、温度测试装置和震动装置固定于支架台上，电力测功机(23)用于测试待测电机扭矩、转速、电流电压、频率和功率，并且将完成后的数据处理、报表和曲线，连接并传递至计算机(11)；温度测试装置用于对电机在不同温度的情况下进行测试并且上传数据；震动装置包括震动体和震动传感器(244)，用于模拟各种工况，震动体包括震动弹簧(243)、第一固定板(241)和第二固定板(242)，第一固定板(241)和第二固定板(242)之间通过震动弹簧(243)相连接，第一固定板(241)固定于待测电机(21)上，第二固定板(242)上设有震动传感器(244)。

2.根据权利要求1所述的电机质量管控数据监测系统，其特征在于：温度测试装置包括测试外壳(251)、温度测量计(252)、进液管(254)和出液管(253)，测试外壳(251)于待测电机(21)外，测试外壳(251)内设有进液通道，进液通道的上方连接出液管(253)，进液通道的下方连接进液管(254)；测试外壳(251)内侧设有温度测量计(252)，用于读取测试外壳(251)内部的温度，并且将读取的数据传递至计算机(11)中显示。

3.根据权利要求1所述的电机质量管控数据监测系统，其特征在于：震动体在待测电机(21)的下方设有4个，在待测电机(21)的两侧端面分别设有2个，第一固定板(241)与待测电机(21)的测试点相固定。

4.根据权利要求1所述的电机质量管控数据监测系统，其特征在于：外置分流器(12)连接有外置直流电源(251)和汽车控制器(251)，汽车控制器(251)连接有变频柜(3)，变频柜(3)用于对待测电机(21)进行变频供电、改变转速。

5.根据权利要求4所述的电机质量管控数据监测系统，其特征在于：变频柜(3)包括变频器(32)、电流互感器(31)和散热风机(33)，电流互感器(31)连接汽车控制器(251)和待测电机之间，变频器(32)连接电力测功机(23)，散热风机(33)用于内部散热。

6.根据权利要求1所述的电机质量管控数据监测系统，其特征在于：电力测功机(23)与待测电机之间设有转矩转速传感器(22)，转矩转速传感器(22)与汽车电机和电力测功机(23)直接通过联轴器相连接。

7.根据权利要求6所述的一种伺服控制驱动测功系统，其特征在于：电力测功机(23)还包括电机(63)，电机(63)安装在电机安装座(64)上，电机安装座(64)的轴向方向的一端安装有传感器安装座(61)，传感器安装座(61)上安装有用于测定电机转轴的转速的光电转速传感器(62)；传感器安装座(61)与光电转速传感器(62)相配合的安装面(65)上设有安装通道(98)，安装通道(98)设有摆动杆杠(83)，摆动杆杠(83)的摆动支点设有支撑的摆动钢珠(85)，摆动杆杠(83)的右端的上方的安装面上设有按钮通道(88)，按钮通道(88)设有按钮弹簧(87)，按钮弹簧(87)的下端抵触摆动杆杠(83)的右端，按钮弹簧(87)的上端抵触按钮(86)；摆动杆杠(83)的左端向下设有第一竖杆(81)，第一竖杆(81)的尾端设有第一斜面(97)；在摆动杆杠(83)的左端的上方设有受压弹簧(82)；光电转速传感器(62)上固定设有安装滑块(96)，安装滑块(96)在安装通道(98)内滑动。

8.根据权利要求7所述的一种伺服控制驱动测功系统，其特征在于：摆动杆杠(83)的中部设有第二竖杆(92)，第二竖杆(92)横向连接横杆(93)，横杆(93)向下竖向连有第三竖杆(94)，第三竖杆(94)的尾端设有用于间隙补偿的第二斜面(95)。