CN110360958A - 一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统和方法 - Google Patents

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Ruisvo (chengdu) Technology Co Ltd
Shanghai Jieyan Information Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提出了一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统和方法，包括测试台架和控制系统，所述测试台架包括一定子支撑台面，用于支撑所述旋转变压器的定子；一水平滑台，设置在定子支撑台面下方；一滑台支撑台面；一伺服电机，用于带动所述旋转变压器的转子；以及一数字摄像头；控制系统包括控制水平滑台位移和伺服电机的主控模块以及测试控制误差计算板。该系统能够通过视觉识别算法检测旋转变压器定转子偏心，并通过水平滑台自动调整，其伺服电机带动旋转变压器转动并计算其固有的角度误差。测试出的角度误差能够自动形成与偏心位置关联的误差关系图片，并且存储的误差数据能够用于大数据统计，优化改进设计加工方法。该系统适用于对自动化、智能化要求高的磁阻式旋转变压器开发、生产及应用场合。

Description

一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统和方法
技术领域
本发明属于旋转变压器产品检测系统，涉及磁阻式旋转变压器检测，特别是一种具有偏心自动检测功能的磁阻式旋转变压器检测系统。
背景技术
当前，磁阻式旋转变压器使用的越来越广泛，特别是新能源电驱动领域，对磁阻式旋转变压器的准确性与可靠性要求越来越高，需要磁阻式旋转变压器具备一致性、准确性以及抗偏心运行的能力。磁阻式旋转变压器检测系统作为检测旋转变压器产品出厂及产品入库的关键设备，检测速度缓慢、检测自动化程度低、缺乏偏心识别能力，必将影响磁阻式旋转变压器生产和入库的品质，导致残次品被漏检或者误检，引发灾难性的后果，因此对磁阻式旋转变压器的自动化偏心检测设计是非常有必要的。
此外，自动化的检测系统，不同与常规手动检测，能够将大量的磁阻式旋转变压器检测存储进数据库系统，便于产品技术迭代与关键故障因素的关联识别。使得整个磁阻式旋转变压器设计生产检测链形成快速闭环迭代。提高产品设计能力。
综上，目前还没有一种磁阻式旋转变压器测试系统，能够直接实现偏心自动化的检测能力。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，提供了一种磁阻式旋转变压器的偏心自动化检测系统，来代替传统的手动转台式的磁阻式旋转变压器检测系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统，包括测试台和控制系统，所述测试台包括一定子支撑台面，用于支撑所述旋转变压器的定子；一水平滑台，设置在定子支撑台面下方；一滑台支撑台面；一伺服电机，用于带动所述旋转变压器的转子；以及一数字摄像头；控制系统包括控制水平滑台位移和伺服电机的主控模块以及测试控制误差计算板。
优选地，所述伺服电机端部安装转轴连杆，转轴连杆支撑并固定所述旋转变压器的转子，使该转子能够随伺服电机同轴转动。
优选地，所述测试控制误差计算板包括旋转变压器解码模块和伺服电机位置反馈基准转换模块。
根据上述的一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统的检测方法，包括以下步骤：
1.启动测试，首先数字摄像头(8)检测旋转变压器定子(1)和旋转变压器转子(7)之间的间隙δ，当δ＝(Rsin-Rrout)/n时，其中Rsin为旋转变压器定子的内径，Rrout为旋转变压器转子的外径，n是大于等于5的自然数，向主控模块发送启动测试信号；当δ≠(Rsin-Rrout)/n时，向主控模块发送移动滑台信号，使δ＝(Rsin-Rrout)/n；
2.主控模块收到启动测试信号，转动伺服电机(5)，开始记录旋转变压器角度信息和伺服电机反馈位置角信息，并进行做差计算，并存储数据；当伺服电机(5)转动5个圆周后停止伺服电机(5)；
3.移动水平滑台(3)使δ增加(Rsin-Rrout)/n；检测定子、转子间隙δ，当δ≠(2n-1)(Rsin-Rrout)/n时，n是大于等于5的自然数，转动伺服电机(5)记录旋转变压器角度信息和伺服电机反馈位置角信息，并进行做差计算、存储数据，当δ＝(2n-1)(Rsin-Rrout)/n时，测试完毕停止测试；
4.测试过程中的存储数据，通过主控模块识别出最大误差errormax和最小误差errormin并记录；误差数据传输到上位机系统或云服务器，并根据产品标号及状态字存储，上位机或云系统将误差数据转换成图形展示，并通过数据统计分析工具呈现在客户端界面。
优选地，旋转变压器转子由伺服电机(5)带动旋转，其转速及加速度受控制芯片给定。
优选地，所述角度信息由旋转变压器解码模块计算得出，所述伺服电机反馈位置角信息由伺服电机位置反馈基准转换模块得出。
优选地，旋转变压器误差计算的基准值θref由与旋转变压器同轴的伺服电机位置反馈信号确定。
优选地，每个位置记录的误差数据包含测试初始位置坐标，X方向位移增量、Y方向位移增量，最大间隙值，最大误差errormax、最小误差errormin以及5个机械周期内的所有旋转变压器角度解算值θ与基准值θref之差。间隙δ及伺服电机转速及加速度均作为旋转变压器误差检测的状态字存储。
本发明的有益效果在于：
本发明所述旋转变压器测试偏心系统及方法，能够自动的调整旋转变压器定子的偏心并检测由此产生的偏心误差值，该偏心值通过视觉识别摄像头检测，不需要人为手工测量，其偏心误差检测精度较手工方法更为准确，且XY方向位移增量可以度量，形成旋转变压器输出误差与偏心位移之间的关系。该方法简便，易懂，能够帮助旋转变压器生产和采购单位准确的检测产品的误差范围以及抗偏心能力。其批量上传的检测数据能够帮助旋转变压器开发者通过大数据统计的方式调整设计方案改善产品的精度等级和产品稳定性。
附图说明
图1为本发明的机械结构示意图；
图2为本发明的功能原理框图；
图3为本发明试验操作流程图
图4为旋转变压器解码信号与基准信号示意图
图5为旋转变压器解码信号与基准信号差值示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的
图1，为本发明机械结构示意图，从图中可以看出本发明的结构层次，本发明主要由带动旋转变压器转子7转动的伺服电机5，带动旋转变压器定子1做水平移动的水平滑台3，以及检测旋转变压器转子与定子间气隙间隙的数字摄像头8组成。
测试系统台架如图1所示，被测磁阻式旋转变压器定子1通过定子支撑台面2安装在水平滑台3的上台面，水平滑台3通过滑台支撑台面4与伺服电机5固定，伺服电机5端部安装转轴连杆6，转轴连杆6支撑并固定被测磁阻式旋转变压器转子7，使该转子能够随伺服电机5同轴转动。数字摄像头8安装在转子正上方，用于检测旋转变压器转子7偏心位移，旋转变压器定子1内圈与转子7外圈之间的间隙为δ，当δ≠0.2(Rsin-Rrout)时，其中Rsin为旋转变压器定子的内径，Rrout为旋转变压器转子的外径，调整水平滑台3使定子1内圈与转子7外圈间隙为(Rsin-Rrout)/5，作为起始位置开始测试；使伺服电机5带动转子7转动，开始记录旋转变压器角度信息和伺服电机反馈位置角信息，并进行做差计算，并存储数据；当伺服电机转动5个圆周后停止伺服电机；移动水平滑台3使δ＝0.4(Rsin-Rrout)，继续测试；每调整一个水平滑台3的X，Y方向位置，转动一次伺服电机，转动周期应大于2个机械周期，当δ≧1.8(Rsin-Rrout)时，测试完毕停止测试。
图2，为本发明的功能原理框图，从图中看出，主控芯片是整个测试系统的核心，同时具备视觉检测处理和电机、水平滑台的位移控制功能以及转轴检测和旋变解码、误差计算的功能。旋转变压器定子1和旋转变压器转子7之间的间隙δ是控制水平滑台3的反馈量。而z轴旋转伺服电机的转速则由控制芯片给定做恒速运行或加速运行。间隙δ及伺服电机转速及加速度均作为旋转变压器误差检测的状态字存储。旋转变压器的误差检测基准来源于电机位置反馈信号，与旋转变压器同轴。
误差测试流程如图2所示，主控模块负责调整水平滑台的x,y方向位移，和伺服电机的转动。数字摄像头8检测到的旋转变压器定子1内圈和旋转变压器转子7外圈之间间隙δ代表的偏心位移量传送给主控模块，主控模块通过计算通过调整水平滑台3来调整旋转变压器定子1水平方向的位移，当水平滑台3移动到指定的位置，主控模块将发出信号使伺服电机5转动，转动一次记录5个机械周期的旋转变压器输出信号，旋转变压器输出信号经旋转变压器解算模块计算出转动的角位置，并反馈回主控模块。同时主控模块采集伺服电机5上同轴编码器输出的增量信号。当旋转变压器角位置信号为零时，对增量信号致零并开始计数，改增量计数值为误差检测的基准数值。如图4所示，旋转变压器解码信号与基准信号非常接近无法清晰辨识，需做差存储。图5为旋转变压器解码信号与基准信号做差后的差值，其最大值为errormax为旋转变压器最大误差，差值的最小值errormin为旋转变压器最小误差。通过主控模块做差计算，得到该水平滑台所处位置的误差限值变化范围，通过主控模块识别出最大误差errormax和最小误差errormin并记录。每个位置记录的误差数据包含测试初始位置坐标，X方向位移增量、Y方向位移增量，最大间隙值，最大误差errormax、最小误差errormin以及5个机械周期内的所有旋转变压器角度解算值θ与基准值θref之差。间隙δ及伺服电机转速及加速度均作为旋转变压器误差检测的状态字存储。
误差数据传输到上位机系统或云服务器，并根据产品标号及状态字存储，上位机或云系统将误差数据转换成图形展示，并通过大数据分析工具进行数据统计分析并呈现在客户端界面。
上述实施例只是本发明得较佳实施例，并不是对本发明技术方案得限制，在此基础上还可以做无限延伸变化，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例得基础上实现得技术方案，均应视为落入本发明专利得权利保护范围内。

Claims (8)

1.一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统，包括测试台架和控制系统，所述测试台架包括一定子支撑台面(2)，用于支撑所述旋转变压器的定子；一水平滑台(3)，设置在定子支撑台面下方；一滑台支撑台面(4)；一伺服电机(5)，用于带动所述旋转变压器的转子；以及一数字摄像头(8)；控制系统包括控制水平滑台(3)位移和伺服电机的主控模块以及测试控制误差计算板。
2.根据权利要求1所述的一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统，所述伺服电机(5)端部安装转轴连杆(6)，转轴连杆(6)支撑并固定所述旋转变压器的转子(7)，使该转子(7)能够随伺服电机(5)同轴转动。
3.根据权利要求1或2所述的一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统，所述测试控制误差计算板包括旋转变压器解码模块和伺服电机位置反馈基准转换模块。
4.根据权利要求1-3所述的一种磁阻式旋转变压器偏心自动检测系统的检测方法，包括以下步骤：
1)启动测试，首先数字摄像头(8)检测旋转变压器定子(1)内圈和旋转变压器转子(7)外圈之间的间隙δ，当δ＝(Rsin-Rrout)/n时，其中Rsin为旋转变压器定子的内径，Rrout为旋转变压器转子的外径，n是大于等于5的自然数，向主控模块发送启动测试信号；当δ≠(Rsin-Rrout)/n时，向主控模块发送移动滑台信号，使δ＝(Rsin-Rrout)/n；
2)主控模块收到启动测试信号，转动伺服电机(5)，开始记录旋转变压器角度信息和伺服电机反馈位置角信息，并进行做差计算，并存储数据；当伺服电机(5)转动5个圆周后停止伺服电机(5)；
3)移动水平滑台(3)使δ增加(Rsin-Rrout)/n；检测定子、转子间隙δ，当δ≠(2n-1)(Rsin-Rrout)/n时，n是大于等于5的自然数，转动伺服电机(5)记录旋转变压器角度信息和伺服电机(5)，并进行做差计算、存储数据，当δ≧(2n-1)(Rsin-Rrout)/n时，测试完毕停止测试；
4)测试过程中的存储数据，通过主控模块识别出最大误差errormax和最小误差errormin并记录；误差数据传输到上位机系统或云服务器，并根据产品标号及状态字存储，上位机或云系统将误差数据转换成图形展示，并通过数据统计分析工具呈现在客户端界面。
5.根据权利要求4所述的检测方法，旋转变压器转子由伺服电机(5)带动旋转，其转速及加速度受控制芯片给定。
6.根据权利要求4所述的检测方法，所述角度信息由旋转变压器解码模块计算得出，所述伺服电机反馈位置角信息由伺服电机位置反馈基准转换模块得出。
7.根据权利要求4所述的检测方法，旋转变压器误差计算的基准值θref由与旋转变压器同轴的伺服电机位置反馈信号确定。
8.根据权利要求7所述的检测方法，每个位置记录的误差数据包含测试初始位置坐标，X方向位移增量、Y方向位移增量，最大间隙值，最大误差errormax、最小误差errormin以及5个机械周期内的所有旋转变压器角度解算值θ与基准值θref之差；间隙δ及伺服电机转速及加速度均作为旋转变压器误差检测的状态字存储。
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