CN112504115B - 一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置及方法 - Google Patents

一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置及方法，属于机电结构技术领域，检测时，三相电源给变频器供电，人机交互系统下达使能和频率信号给变频器，变频器输出电流给电机。旋变安装在转台的固定位置，电机驱动转台旋转，旋变采集模块向旋变提供激磁信号从而采集旋变旋转时送出的正余弦信号，通过算法解析，将数据转变为SSI信号传递给人机交互系统，电机启动前，记录旋变初始角度，人机交互系统实时记录旋变的角度信息并绘制时间与角度关系曲线图，分析是否存在异常角度数据，从而检测旋变安装平面度。本发明可适用于检测不同尺寸方位转台旋变的安装平面度，且操作简单、数据记录详实指向性强，对转台旋变安装调整具有指导性意义。

Description

一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置及方法
技术领域
本发明涉及机电结构技术领域，具体涉及一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置及方法。
背景技术
旋转变压器是一种输出电压与转子转角保持一定函数关系的感应式微电机。它是一种将角位移转换为电信号的位移传感器，也是能进行坐标换算和函数运算的解算元件。它由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。旋转变压器是目前国内的专业名称，简称“旋变”。
双通道旋变精度高、可靠性高且安装接口尺寸柔性度高，特别适用于高精度、高可靠性以及大尺寸的转台的方位角度反馈。
传统的双通道旋变在转台上安装时，由于缺乏有效的安装平面度检测手段，通常安装人员仅依赖塞尺或肉眼观察进行调整，安装平面度难以得到保证。双通道旋变一旦安装平面度超出误差，转台旋转过程中，即会出现误码，若双通道旋变中的精机出错，则出现乘以速比大小的角度跳动。上述问题亟待解决，提出一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决转台安装旋变后安装平面度无法保证，从而引起转台旋转时旋变采集角度数据跳变的问题，提供了一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置及方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括三相电源、变频器、三相异步电机、旋变采集模块、旋变采集模块；
所述三相电源，用于给所述变频器供电，为所述三相异步电机提供动力；
所述变频器，用于改变所述三相电源的频率，以改变所述三相异步电机的运转速度；
所述三相异步电机，用于与所述转台上设置的齿轮减速机连接，通过旋转带动转台的旋转使旋转角度均匀变化；
所述旋变采集模块，用于给所述双通道旋变提供一定频率电压的激磁信号，并采集所述双通道旋变收集的正余弦信号，通过算法计算将正余弦信号转换为绝对值信号通过SSI接口送达给所述人机交互系统完成角度记录；
所述人机交互系统，用于接收所述旋变采集模块提供的角度绝对数值，绘制所述双通道旋变的角度曲线图，并用于下达指令给所述变频器。
更进一步地，所述三相电源的额定电压为380V，额定频率为50Hz。
本发明还提供了一种转台上双通道旋变安装平面度的检测方法，采用上述的检测装置对双通道旋变安装平面度进行检测，包括以下步骤：
S1：用三相电源给变频器供电，并通过人机交互系统给变频器设定工作频率，驱动三相异步电机按照设定转速驱动转台转动，转台转动带动双通道旋变的转子转动；
S2：用旋变采集模块输出一定幅值和频率正弦信号作为双通道旋变的激磁信号，同时采集双通道旋变反馈的正弦信号V1和余弦信号V2：
V1＝kUm×Sinωt×Sinθ,V2＝kUmCosωt×Cosθ
其中，k为原边和副边的变压比,Um为原边励磁电压，ω为转子角速度，θ为定子绕组和转子绕组之间的角度；
S3：在旋变采集模块内，分别对双通道旋变的粗精通道正余弦信号添加正余弦乘法器，分别给V1和V2信号增加数字角f，V1乘以cosf，V2乘以sinf，并将上述信号经误差放大后相减得：
kUmsinωt(sinθcosf-cosθsinf)＝kUmsinωtsin(θ-f)
其中，k为原边和副边的变压比,Um为原边励磁电压，ω为转子角速度，θ为定子绕组和转子绕组之间的角度，f为数字角；
S4：通过积分、解调处理令数字角f等于信号输入角θ1，并根据双通道旋变粗精通道的速比进行数据处理，得出19位绝对数值，f即得出的绝对数值；
S5：人机交互系统通过SSI协议从旋变采集模块获取双通道旋变角度的绝对数值，并将获取的绝对数值通过与时间的比例关系，绘制出双通道旋变角度变化曲线；
S6：通过曲线分析是否存在异常拐点即可检测双通道旋变安装平台度是否满足标准，若出现异常拐点，则平面度不满足要求，未出现异常拐点，则平面满足要求。
更进一步地，在所述步骤S1中，所述工作频率根据转台的实际工作额定转速进行调整，检测过程应从低转速设定调整到额定转速。
更进一步地，在所述步骤S2中，所述一定幅值和频率的正弦信号按照旋变的参数进行设定。
更进一步地，在所述步骤S4中，所述速比数据处理应根据双通道旋变实际粗精机的速比进行处理。
更进一步地，在所述步骤S5中，所述人机交互系统绘制的曲线图坐标轴大小范围可调，精度可达0.01度,对异常数据能够快速记录绘制。
更进一步地，该方法应用于转台双通道旋变安装平面度检测。
本发明相比现有技术具有以下优点：该转台上双通道旋变安装平面度的检测装置，能够适用于检测不同尺寸方位转台上旋变的安装平面度，且操作简单、数据记录详实指向性强，对转台旋变的安装调整具有指导性意义，值得被推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例中检测装置的原理图；
图2是双通道旋变的工作原理图；
图3是本发明实施例中旋变采集模块内部算法工作原理图；
图4是本发明实施例中人机交互系统记录绘制的曲线示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1～4所示，本实施例提供一种技术方案：一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置，包括：
三相电源，用于给变频器供电，为三相异步电机提供动力，参数为380V、50Hz；
变频器，用于改变三相电源的频率，以改变三相异步电机的运转速度；
三相异步电机，用于与转台的齿轮减速机相连，通过旋转带动转台的旋转使旋转角度均匀变化；
旋变采集模块，用于给双通道旋变提供一定频率电压的激磁信号，并采集双通道旋变收集的正余弦信号，通过算法计算将正余弦信号转换为绝对值信号通过SSI接口送达给人机交互系统实现角度记录；
人机交互系统，用于接收旋变采集模块提供的角度绝对数值，绘制双通道旋变角度曲线图；并用于下达指令给变频器被控元件。
本实施例还提供了一种利用上述的检测装置实现检测双通道旋变安装平面度检测的方法，包括如下步骤：
第一步：用三相电源给变频器供电，并通过人机交互系统给变频器设定工作频率，驱动三相异步电机按照一定转速驱动转台转动，转台转动带动双通道旋变的转子转动；
第二步：用旋变采集模块输出一定幅值和频率正弦信号作为双通道旋变的激磁信号，同时采集双通道旋变反馈的正弦信号V1和余弦信号V2，根据双通道旋变工作的原理，见图2可得，V1＝kUm×Sinωt×Sinθ,V2＝kUmCosωt×Cosθ，其中k为原边和副边的变压比,Um为原边励磁电压，ω为转子角速度，θ为定子绕组和转子绕组之间的角度。旋变采集模块内部采用两个14位数字转换器，如图3所示，分别对旋变粗精通道正余弦信号添加正余弦乘法器，分别给V1和V2信号增加数字角f，V1乘以cosf，V2乘以sinf，并将这些信号经误差放大后相减得：
kUmsinωt(sinθcosf-cosθsinf)＝kUmsinωtsin(θ-f)
通过积分、解调等处理令计数器数字角f等于信号输入角θ1，并根据双通道旋变粗精通道的速比如1:32，进行数据处理，得出19位绝对数值，f即得出的绝对数值；
第三步：用人机交互系统通过SSI协议从旋变采集模块获取双通道旋变角度的绝对数值，并将获取的绝对数值通过与时间呈比例关系，绘制出双通道旋变角度变化曲线，如图4所示；
第四步：通过曲线分析是否存在异常拐点即可检测双通道旋变安装平面度是否满足标准，若平面度不满足要求，则会出现异常拐点。
在本实施例中，所述一定幅值和频率的正弦信号按照旋变的参数进行设定，旋变参数一般有36V/400Hz,26V/2000Hz多种类型，参照具体旋变型号的电气参数说明书。
在本实施例中，所述工作频率根据转台的实际工作额定转速进行调整，检测过程应从低转速设定调整到额定转速。
在本实施例中，所述速比数据处理应根据双通道旋变实际粗精机的速比进行处理。
在本实施例中，所述人机交互系统绘制的曲线图坐标轴大小范围可调，精度可达0.01度,对异常数据能够快速记录绘制。
在本实施例中，该方法应用于转台双通道旋变安装平面度检测。
综上所述，本实施例的转台上双通道旋变安装平面度的检测装置，能够适用于检测不同尺寸方位转台上旋变的安装平面度，且操作简单、数据记录详实指向性强，对转台旋变的安装调整具有指导性意义，值得被推广使用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置，其特征在于：包括三相电源、变频器、三相异步电机、旋变采集模块、人机交互系统；
所述三相电源，用于给所述变频器供电，为所述三相异步电机提供动力；
所述变频器，用于改变所述三相电源的频率，以改变所述三相异步电机的运转速度；
所述三相异步电机，用于与所述转台上设置的齿轮减速机连接，通过旋转带动转台的旋转使旋转角度均匀变化；
所述旋变采集模块，用于给所述双通道旋变提供一定频率电压的激磁信号，并采集所述双通道旋变收集的正余弦信号，通过算法计算将正余弦信号转换为绝对数值信号通过SSI接口送达给所述人机交互系统完成角度记录；
通过算法计算将正余弦信号转换为绝对数值信号的具体过程如下：
用旋变采集模块输出一定幅值和频率正弦信号作为双通道旋变的激磁信号，同时采集双通道旋变反馈的正弦信号V1和余弦信号V2：
V1＝kUm×Sinωt×Sinθ，V2＝kUmCosωt×Cosθ
其中，k为原边和副边的变压比,Um为原边励磁电压，ω为转子角速度，θ为定子绕组和转子绕组之间的角度；
在旋变采集模块内，分别对双通道旋变的粗精通道正余弦信号添加正余弦乘法器，分别给V1和V2信号增加数字角f，V1乘以cosf，V2乘以sinf，并将上述信号经误差放大后相减得：
kUm sinωt(sinθcosf-cosθsinf)＝kUmsinωtsin(θ-f)
其中，k为原边和副边的变压比,Um为原边励磁电压，ω为转子角速度，θ为定子绕组和转子绕组之间的角度，f为数字角；
通过积分、解调处理令数字角f等于信号输入角θ1，并根据双通道旋变粗精通道的速比进行数据处理，得出19位绝对数值，f即得出的绝对数值；
所述人机交互系统，用于接收所述旋变采集模块提供的角度绝对数值，绘制所述双通道旋变的角度曲线图，并用于下达指令给所述变频器。
2.根据权利要求1所述的一种转台上双通道旋变安装平面度的检测装置，其特征在于：所述三相电源的额定电压为380V，额定频率为50Hz。
3.一种转台上双通道旋变安装平面度的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的检测装置对双通道旋变安装平面度进行检测，包括以下步骤：
S1：用三相电源给变频器供电，并通过人机交互系统给变频器设定工作频率，驱动三相异步电机按照设定转速驱动转台转动，转台转动带动双通道旋变的转子转动；
S2：用旋变采集模块输出一定幅值和频率正弦信号作为双通道旋变的激磁信号，同时采集双通道旋变反馈的正弦信号V1和余弦信号V2：
V1＝kUm×Sinωt×Sinθ，V2＝kUmCosωt×Cosθ
其中，k为原边和副边的变压比,Um为原边励磁电压，ω为转子角速度，θ为定子绕组和转子绕组之间的角度；
S3：在旋变采集模块内，分别对双通道旋变的粗精通道正余弦信号添加正余弦乘法器，分别给V1和V2信号增加数字角f，V1乘以cosf，V2乘以sinf，并将上述信号经误差放大后相减得：
kUm sinωt(sinθcosf-cosθsinf)＝kUmsinωtsin(θ-f)
其中，k为原边和副边的变压比,Um为原边励磁电压，ω为转子角速度，θ为定子绕组和转子绕组之间的角度，f为数字角；
S4：通过积分、解调处理令数字角f等于信号输入角θ1，并根据双通道旋变粗精通道的速比进行数据处理，得出19位绝对数值，f即得出的绝对数值；
S5：人机交互系统通过SSI协议从旋变采集模块获取双通道旋变角度的绝对数值，并将获取的绝对数值通过与时间的比例关系，绘制出双通道旋变角度变化曲线；
S6：通过曲线分析是否存在异常拐点即可检测双通道旋变安装平台度是否满足标准，若出现异常拐点，则平面度不满足要求，未出现异常拐点，则平面满足要求。
4.根据权利要求3所述的一种转台上双通道旋变安装平面度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述工作频率根据转台的实际工作额定转速进行调整，检测过程从低转速设定调整到额定转速。
5.根据权利要求4所述的一种转台上双通道旋变安装平面度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S5中，所述人机交互系统绘制的曲线图坐标轴精度最大为0.01度。
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