CN110567427B - 一种非同轴度检测系统、方法及处理装置 - Google Patents

一种非同轴度检测系统、方法及处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非同轴度检测系统、方法及处理装置，通过在电机转轴的两端分别设置位置传感器，采集位置传感器的位置信号，并通过对位置信号进行分析得到轨迹圆。基于对两个位置传感器采集信号对应的轨迹圆进行对比，得到电机的转轴的圆度及同轴度检测结果，并且能够生成预警信号，从而可以控制电机的运行。因此，解决了电机运行过程中非同轴度导致电机零部件损坏及电机运行安全的问题。

Description

一种非同轴度检测系统、方法及处理装置
技术领域
本发明涉及电机检测技术领域，特别是涉及一种非同轴度检测系统、方法及处理装置。
背景技术
在现有技术中对电机轴的同轴检测，通常是在电机的制造和安装过程中进行的。但是在电机运转过程中若存在非同轴问题，会导致电机内各部件磨损严重，甚至振动导致电机损坏的问题。
因此，如何在电机运行过程中实现非同轴度检测，是保证电机运行过程中安全性时所要面临的技术问题。
发明内容
针对于上述问题，本发明提供一种非同轴度检测系统、方法及处理装置，解决了电机运行过程中非同轴度导致电机零部件损坏及电机运行安全的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种非同轴度检测系统，该系统包括：设置在电机的转轴第一端的旋变结构、设置在电机的转轴第二端的第一位置传感器和辅助圆盘以及与所述第一位置传感器连接的处理装置；
其中，所述电机的转轴的第一端与所述旋变结构之间设置有第一挡圈，所述第一挡圈与第二位置传感器贴合，且所述第二位置传感器与所述处理装置连接；
所述旋变结构包括旋变转子和旋变定子；
所述电机的转轴的第二端与所述第一位置传感器之间具有第二挡圈。
一种非同轴度检测方法，应用于如上述所述的非同轴度检测系统中的处理装置，该方法包括：
获取通过所述第一位置传感器和所述第二位置传感器采集到的位置信号；
分别对所述位置信号进行轨迹分析，得到与所述第一位置传感器采集信号对应的第一轨迹圆以及与所述第二位置传感器采集信号对应的第二轨迹圆；
对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆完全相等，输出所述电机的转轴的同轴度满足预设要求；
若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆不相等，生成预警信号。
可选地，该方法还包括：
将所述预警信号发送至所述电机的控制器，使得所述电机的控制器根据所述预警信号控制所述电机停止运行。
可选地，所述对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，包括：
判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆轨迹及半径是否相等，如果是，判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线是否与基准轴线平行；
如果否，则输出偏差信号，所述偏差信号表征所述电机的转轴的圆度出现偏差。
可选地，该方法还包括：
若所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线与基准轴线不平行，且超过预设同轴度阈值，生成预警信号。
一种处理装置，应用于如上述所述的非同轴度检测系统，该装置包括：
获取单元，用于获取通过所述第一位置传感器和所述第二位置传感器采集到的位置信号；
分析单元，用于分别对所述位置信号进行轨迹分析，得到与所述第一位置传感器采集信号对应的第一轨迹圆以及与所述第二位置传感器采集信号对应的第二轨迹圆；
对比单元，用于对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆完全相等，输出所述电机的转轴的同轴度满足预设要求；
信号生成单元，用于若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆不相等，生成预警信号。
可选地，该装置还包括：
信号发送单元，用于将所述预警信号发送至所述电机的控制器，使得所述电机的控制器根据所述预警信号控制所述电机停止运行。
可选地，所述对比单元包括：
第一判断子单元，用于判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆轨迹及半径是否相等，如果是，判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线是否与基准轴线平行；
如果否，则输出偏差信号，所述偏差信号表征所述电机的转轴的圆度出现偏差。
可选地，所述对比单元还包括：
第二判断子单元，用于若所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线与基准轴线不平行，且超过预设同轴度阈值，生成预警信号。
相较于现有技术，本发明提供了一种非同轴度检测系统、方法及处理装置，通过在电机转轴的两端分别设置位置传感器，采集位置传感器的位置信号，并通过对位置信号进行分析得到轨迹圆。基于对两个位置传感器采集信号对应的轨迹圆进行对比，得到电机的转轴的圆度及同轴度检测结果，并且能够生成预警信号，从而可以控制电机的运行。因此，解决了电机运行过程中非同轴度导致电机零部件损坏及电机运行安全的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种非同轴度检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种非同轴度检测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
在本发明实施例中提供了一种非同轴度检测系统，参见图1，该系统包括：
设置在电机的转轴10第一端的旋变结构、设置在电机的转轴10第二端的第一位置传感器11和辅助圆盘12以及与第一位置传感器11连接的处理装置13；
其中，电机的转轴10的第一端与旋变结构之间设置有第一挡圈14，第一挡圈14与第二位置传感器15贴合，且第二位置传感器15与处理装置13连接；
旋变结构包括旋变转子16和旋变定子17；
电机的转轴10的第二端与第一位置传感器11之间具有第二挡圈18。
对应的，该系统还包括机壳端盖19和螺栓20，其中，机壳端盖19用于保护所述旋变结果，螺栓20设置在所述机壳端盖19上。
具体的，该系统的旋变结构上安装有第二位置传感器，且在电机转轴的另一端安装有辅助圆盘及第一位置传感器。电机运行时，旋变装置和辅助圆盘跟随转轴一起旋转，旋转过程中，第一位置传感器和第二位置传感器将采集的位置信号实时传输回进行数据处理的处理装置，处理装置通过采集到的位置信号进行轨迹分析，然后可以获得圆度及同轴度的检测结果。
参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种非同轴度检测方法，应用于上述系统中的处理装置，该方法包括：
S201、获取通过所述第一位置传感器和所述第二位置传感器采集到的位置信号；
S202、分别对所述位置信号进行轨迹分析，得到与所述第一位置传感器采集信号对应的第一轨迹圆以及与所述第二位置传感器采集信号对应的第二轨迹圆；
S203、对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆完全相等，输出所述电机的转轴的同轴度满足预设要求；
S204、若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆不相等，生成预警信号。
其中，电机的转轴的同轴度满足预设要求，表示当前电机运行的转轴不存在非同轴的安全隐患。
具体的，处理装置通过采集到的位置信号进行轨迹分析，分别对第一位置传感器和第二位置传感器形成的轨迹圆进行对比分析，若两个轨迹圆是完全相等的，则该旋转轴表面的圆度是较好的，反之，该轴的表面出现机械磨损，导致产生的轨迹圆不相等；若轨迹圆相等但是其圆心连线与基准轴线不平行，则该轴的同轴度出现偏差，即产生非同轴度问题，则生成预警信号，对应的可以发出报警信号，如蜂鸣声。同时会将预警信号发送到电机控制器，电机控制器接收到报警信号后停止电机的运行，以及保证电机运行安全。
在本发明实施例中还提供了一种轨迹圆对比方法，包括：
判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆轨迹及半径是否相等，如果是，判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线是否与基准轴线平行；
如果否，则输出偏差信号，所述偏差信号表征所述电机的转轴的圆度出现偏差；
若所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线与基准轴线不平行，且超过预设同轴度阈值，生成预警信号。
具体的，电机运行时，电机转轴带动电机旋变及辅助圆盘一起旋转，从而位置传感器旋转产生位置轨迹信号，由信号接收器将信号采集并传输到数据处理终端进行轨迹分析，根据轨迹分析可以得出：
当轨迹分析得到的两个轨迹圆的轨迹及半径不一致且超过转轴的圆度阈值时，将触发预警装置，发出报警信号，同时电机控制器控制电机停止工作；
当轨迹分析得到的两个轨迹圆的轨迹及半径一致时，进一步的对其同轴度进行分析：当轨迹分析得出的轨迹圆的圆心连线与基准轴线不平行且超过其同轴度阈值时，将触发预警装置，发出报警信号，同时电机控制器控制电机停止工作；反之，其同轴度符合基准要求，电机正常运行。
现有的旋转变压器主要是实现其固有的角位移及角速度的测量，功能性相对单一，因而可根据其旋转的特性实现对电机转轴圆度与同轴度的检测及预警。
该系统基于原有的电机用旋转变压器结构，对其进行结构改进，在其上面加装位置传感器并在另一侧轴端加装辅助圆盘以便于安装位置传感器，借助于转轴的旋转带动位置传感器旋转产生的轨迹信号进行轨迹分析，进一步地对轨迹分析进行比较，判断电机转轴的圆度和同轴度是否在其合理的公差范围内，若超出其阈值要求，则触发报警系统产生报警时候并且电机控制器控制电机停止运行，及时避免安全隐患。因此，该系统及方法不仅可以实现旋变固有的角位移及角速度测量功能，还能实现对电机转轴圆度与同轴度的检测及预警功能。
对应的，在本发明的实施例中还提供了一种处理装置，该处理装置为非同轴度检测系统中的处理装置，参见图3，该装置包括：
获取单元30，用于获取通过所述第一位置传感器和所述第二位置传感器采集到的位置信号；
分析单元31，用于分别对所述位置信号进行轨迹分析，得到与所述第一位置传感器采集信号对应的第一轨迹圆以及与所述第二位置传感器采集信号对应的第二轨迹圆；
对比单元32，用于对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆完全相等，输出所述电机的转轴的同轴度满足预设要求；
信号生成单元33，用于若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆不相等，生成预警信号。
在上述实施例的基础上，该装置还包括：
信号发送单元，用于将所述预警信号发送至所述电机的控制器，使得所述电机的控制器根据所述预警信号控制所述电机停止运行。
在上述实施例的基础上，所述对比单元包括：
第一判断子单元，用于判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆轨迹及半径是否相等，如果是，判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线是否与基准轴线平行；
如果否，则输出偏差信号，所述偏差信号表征所述电机的转轴的圆度出现偏差。
在上述实施例的基础上，所述对比单元还包括：
第二判断子单元，用于若所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线与基准轴线不平行，且超过预设同轴度阈值，生成预警信号。
本发明提供了一种处理装置，通过在电机转轴的两端分别设置位置传感器，采集位置传感器的位置信号，并通过对位置信号进行分析得到轨迹圆。基于对两个位置传感器采集信号对应的轨迹圆进行对比，得到电机的转轴的圆度及同轴度检测结果，并且能够生成预警信号，从而可以控制电机的运行。因此，解决了电机运行过程中非同轴度导致电机零部件损坏及电机运行安全的问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种非同轴度检测系统，其特征在于，该系统包括：设置在电机的转轴第一端的旋变结构、设置在电机的转轴第二端的第一位置传感器和辅助圆盘以及与所述第一位置传感器连接的处理装置；
其中，所述电机的转轴的第一端与所述旋变结构之间设置有第一挡圈，所述第一挡圈与第二位置传感器贴合，且所述第二位置传感器与所述处理装置连接；
所述旋变结构包括旋变转子和旋变定子；
所述电机的转轴的第二端与所述第一位置传感器之间具有第二挡圈。
2.一种非同轴度检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的非同轴度检测系统中的处理装置，该方法包括：
获取通过所述第一位置传感器和所述第二位置传感器采集到的位置信号；
分别对所述位置信号进行轨迹分析，得到与所述第一位置传感器采集信号对应的第一轨迹圆以及与所述第二位置传感器采集信号对应的第二轨迹圆；
对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆完全相等，输出所述电机的转轴的同轴度满足预设要求；
若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆不相等，生成预警信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
将所述预警信号发送至所述电机的控制器，使得所述电机的控制器根据所述预警信号控制所述电机停止运行。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，包括：
判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆轨迹及半径是否相等，如果是，判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线是否与基准轴线平行；
如果否，则输出偏差信号，所述偏差信号表征所述电机的转轴的圆度出现偏差。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
若所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线与基准轴线不平行，且超过预设同轴度阈值，生成预警信号。
6.一种处理装置，其特征在于，应用于如权利要求1所述的非同轴度检测系统，该装置包括：
获取单元，用于获取通过所述第一位置传感器和所述第二位置传感器采集到的位置信号；
分析单元，用于分别对所述位置信号进行轨迹分析，得到与所述第一位置传感器采集信号对应的第一轨迹圆以及与所述第二位置传感器采集信号对应的第二轨迹圆；
对比单元，用于对所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆进行对比，若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆完全相等，输出所述电机的转轴的同轴度满足预设要求；
信号生成单元，用于若所述第一轨迹圆与所述第二轨迹圆不相等，生成预警信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
信号发送单元，用于将所述预警信号发送至所述电机的控制器，使得所述电机的控制器根据所述预警信号控制所述电机停止运行。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述对比单元包括：
第一判断子单元，用于判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆轨迹及半径是否相等，如果是，判断所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线是否与基准轴线平行；
如果否，则输出偏差信号，所述偏差信号表征所述电机的转轴的圆度出现偏差。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述对比单元还包括：
第二判断子单元，用于若所述第一轨迹圆和所述第二轨迹圆的圆心连线与基准轴线不平行，且超过预设同轴度阈值，生成预警信号。
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