CN114325055A - 一种电机轴电压的测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机轴电压的测试装置，包括安装在固定夹具上的测试探头、与测试探头连接的电刷，所述电刷与被测电机的旋变端转轴接触，该被测电机的转轴通过绝缘联接器与电力测功机连接，所述测试探头还通过线缆与被测电机的壳体连接，其特征是：所述测试探头通过线缆与一示波器连接，该示波器通过网线与一PC端连接；还设包括在空白电路板上的电容组件，所述电容组件分别与被测电机、测试探头和示波器电连接。本发明还提供一种电机轴电压的测试方法。本发明能够准确实时的显示电机轴电压数据，并通过PC将轴电压实时记录并保存下来，以便提前了解电机轴承运行状态，并能保证现场操作人员的安全。

Description

一种电机轴电压的测试装置及方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电机，具体涉及一种电机轴电压的测试装置及方法。

背景技术

目前，常用的电机轴电压测试方式是采用万用表直接测量。试验时，需临时制作接线碳刷或采用测试棒等工具，将轴电压从旋转的大轴上导入测量万用表，试验危险性较大。使用万用表测量的是轴电压的有效值，而且无法显示得到轴电压变化波形。因此，常规电机轴电压测试时，仅能够显示测试时刻电压有效值。

电机台架在运行中，由于电机磁路和电路的不对称会导致磁通不对称，从而引起轴电压。当轴电压足以击穿轴与轴承之间的油膜时，便会发生放电现象。虽然轴电压不高，但由于回路电阻很小，因此，产生的轴电流可能很大，有时达数百安。对滚动轴承会在轴承内外圈滚道上留下类似搓板一样的纹路，这是由于轴电流流经滚道与滚动体的接触面时产生放电火花使局部金属材料熔化，熔化物被高速旋转的内圈和滚动体碾压形成搓板纹；对滑动轴承，会在轴瓦合金表面形成放电火花烧灼的痕迹。这些都会对轴承造成严重伤害。因此，检测电机轴电压是十分必要的。

CN205176102U公开了“一种电机轴的电压测试装置”，其包括轴电压探头和配套的示波器，在电机轴一侧设有固定底座，所述轴电压探头固定安装于固定底座上，所述轴电压探头保持与电机轴表面的连接接触，所述轴电压探头的输出端连接示波器，所述示波器的接地引线接地。其在电机轴一侧设置轴电压探头，轴电压探头与电机轴转动表面连续接触，从而可利用与轴电压探头串联的示波器对电机轴两端产生的电压进行检测。当电机轴上的电压过大时，对电机内部的部件进行调整，降低电机轴两端的电压后再将电机出厂，以避免电机轴运转过程中产生的电流对轴承及滚珠造成电腐蚀，提高电机的使用寿命。

CN112213639A公开了“一种便携式发电机轴电压测试仪及测量方法”，该测试仪包括电池单元、轴电压采集模块、处理模块和集成串口显示屏；将便携式发电机轴电压测试仪安装在绝缘手持测试杆上，由绝缘测试杆轴电压端部碳刷与发电机大轴相连，将轴电压信号引入轴电压采集模块交流电压输入端口，进一步将轴电压交流电压信号转换为与AD采样芯片兼容的电压信号，再转换为与之有效值对应的直流电压，并传输至处理模块模拟量采集端口，处理模块处理分析得到输入直流电压真实值，结合轴电压交流电压信号转换系数，还原出发电机轴电压实际交流电压有效值，并记录保存，通过集成串口显示屏将有效值及波形显示出来，方便现场操作人员记录和观察有效值波形是否在合理范围内。

上述专利文献公开的技术方案都是所述技术领域的一种有益的尝试。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机轴电压的测试装置，其能够准确实时的显示电机轴电压数据，并通过PC将轴电压实时记录并保存下来，以便提前了解电机轴承运行状态，并能保证现场操作人员的安全。本发明还提供一种电机轴电压的测试方法。

本发明所述的一种电机轴电压的测试装置，包括安装在固定夹具上的测试探头、与测试探头连接的电刷，所述电刷与被测电机的旋变端转轴接触，该被测电机的转轴通过绝缘联接器与电力测功机连接，所述测试探头还通过线缆与被测电机的壳体连接，其特征是：所述测试探头通过线缆与一示波器连接，该示波器通过网线与一PC端连接；还设包括在空白电路板上的电容组件，所述电容组件分别与被测电机、测试探头和示波器电连接。

进一步，所述电容组件具有六个电容，每两个电容串联为一路，共三路，三路的一端形成三个输入端、三路的另一端合并形成一个输出端；三个输入端分别用铜导线与被测电机的三相端子连接，一个输出端与测试探头和示波器电连接。

本发明所述的一种电机轴电压的测试方法，在权利要求2所述的电机轴电压的测试装置进行，其特征是：包括以下步骤：

第一步，搭建测试台架；按照电机系统试验要求，将被测电机的转轴通过绝缘联接器与电力测功机连接；再取下被测电机的接线盒盖，将电刷连接到测试探头上，并将测试探头安装到固定夹具上，调整测试探头的位置，使电刷与被测电机的旋变端转轴接触；然后，通过线缆将测试探头与被测电机的壳体连接；

第二步，设置电容组件；将六个电容固定在空白电路板上，每两个电容串联为一路，共三路，三路的一端形成三个输入端、三路的另一端合并形成一个输出端构成电容组件；再将电容组件的三个输入端分别用铜导线与被测电机的三相端子连接，并将电容组件的一个输出端分别与测试探头和示波器电连接；然后，将示波器通过网线与PC端连接；

第三步，设定试验工况；试验工况按电动状态和发动状态分别设定，分别在额定电压下按低转速/特定扭矩、特定转速/特定扭矩、额定转速/特定扭矩的试验工况测试，每一试验工况下被测电机运行1min，示波器记录30-40s信号波形；

第四步，进行电机轴电压测试；

首先，检查确认搭建测试台架合符要求，检查电机系统的绝缘耐压正常；电刷到示波器的回路和电机三相端子到示波器回路正常接通，示波器上有信号显示；确认电机转轴与测功机转轴的绝缘可靠；再预热示波器10-20min；然后，通过示波器上的“run”和“stop”键，记录各个工况下示波器采集的信号，并根据工况进行命名保存；

第五步，确定轴电压测试数据；使用Xnview软件对采集的信号波形进行分析，确定轴电压测试数据。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

能将数据更准确安全的展示出来，而传统方式对电机轴电压测试时，由功能工作人员手拿测试棒，使测试棒的测试端与电机轴抵接，来测量电机轴的电压值，由于轴高速转动，由人拿测试棒与电机轴抵接易引发安全隐患。

能够通过PC端的记录，不仅能有效的将示波器的数据展示出来，而且能保证现场操作人员的安全。传统使用电压表测试时，无法显示其波形，不能准确实时显示数据。

附图说明

图1 是本发明的测试装置示意图；试验工况

图2 是本发明设定的测试电机轴电压的试验工况列表图。

图中：1—测试探头，2—电刷，3—被测电机，4—电力测功机，5—示波器，6—PC端，7—电容组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作详细说明。

参见图1所示的一种电机轴电压的测试装置，包括安装在固定夹具上的测试探头1、与测试探头连接的电刷2，电刷2与被测电机3的旋变端转轴接触，该被测电机3的转轴通过绝缘联接器与电力测功机4连接，测试探头1还通过线缆与被测电机3的壳体连接，其特征是：测试探头1通过线缆与一示波器5连接，该示波器通过网线与一PC端6连接；能够从PC端读出示波器的显示轴电压数值；还设包括设在空白电路板上的电容组件7，电容组件7分别与被测电机3、测试探头1和示波器5电连接。设置电容组件的作用是：隔直通交，稳定电压，保持示波器测量的准确性。

电容组件7具有六个电容，每两个电容串联为一路，共三路，三路的一端形成三个输入端、三路的另一端合并形成一个输出端；三个输入端分别用铜导线与被测电机3的三相端子连接，一个输出端与测试探头1和示波器5电连接。

本发明所述的一种电机轴电压的测试方法，在权利要求2所述的电机轴电压的测试装置进行，其特征是：包括以下步骤：

第一步，搭建测试台架；按照电机系统试验要求，将被测电机3的转轴通过绝缘联接器与电力测功机4连接；再取下被测电机3的接线盒盖，将电刷2连接到测试探头1上，并将测试探头1安装到固定夹具上，调整测试探头1的位置，使电刷2与被测电机3的旋变端转轴接触；然后，通过线缆将测试探头1与被测电机3的壳体连接；

第二步，设置电容组件；将六个电容固定在空白电路板上，每两个电容串联为一路，共三路，三路的一端形成三个输入端、三路的另一端合并形成一个输出端构成电容组件7；再将电容组件7的三个输入端分别用铜导线与被测电机3的三相端子连接，并将电容组件7的一个输出端分别与测试探头1和示波器5电连接；然后，将示波器5通过网线与PC端6连接；

参见图2，第三步，设定试验工况；试验工况按电动状态和发动状态分别设定（可根据具体试验情况进行调整），分别在额定电压下按低转速/特定扭矩、特定转速/特定扭矩、额定转速/特定扭矩的试验工况测试，每一试验工况下被测电机3运行1min，示波器5记录30-40s信号波形；

第四步，进行电机轴电压测试；

首先，检查确认搭建测试台架合符要求，检查电机系统的绝缘耐压正常；电刷到示波器的回路和电机三相端子到示波器回路正常接通，示波器上有信号显示；确认电机转轴与测功机转轴的绝缘可靠；

再预热示波器510-20min；试验人员注意必须穿劳保鞋，必须带绝缘手套，试验开始前、试验中、试验后进入试验区域必须先断电再确认；

然后，通过示波器5上的“run”和“stop”键，记录各个工况下示波器采集的信号，并根据工况进行命名保存；一个工况完成后检查电刷磨损情况，确认电刷正常，连接无问题后进行下一个工况测试；一旦发现采集信号异常，应立即停止试验，待检查处理无问题后方可继续试验。

第五步，确定轴电压测试数据；使用Xnview软件对采集的信号波形进行分析，确定轴电压测试数据；之后，按照试验室常规要求对试验台架进行拆卸。

Claims (3)

1.一种电机轴电压的测试装置，包括安装在固定夹具上的测试探头（1）、与测试探头连接的电刷（2），所述电刷（2）与被测电机（3）的旋变端转轴接触，该被测电机（3）的转轴通过绝缘联接器与电力测功机（4）连接，所述测试探头（1）还通过线缆与被测电机（3）的壳体连接，其特征是：所述测试探头（1）通过线缆与一示波器（5）连接，该示波器通过网线与一PC端（6）连接；还设包括在空白电路板上的电容组件（7），所述电容组件（7）分别与被测电机（3）、测试探头（1）和示波器（5）电连接。

2.根据权利要求1所述的电机轴电压的测试装置，其特征是：所述电容组件（7）具有六个电容，每两个电容串联为一路，共三路，三路的一端形成三个输入端、三路的另一端合并形成一个输出端；三个输入端分别用铜导线与被测电机（3）的三相端子连接，一个输出端与测试探头（1）和示波器（5）电连接。

3.一种电机轴电压的测试方法，在权利要求2所述的电机轴电压的测试装置进行，其特征是：包括以下步骤：

第一步，搭建测试台架；按照电机系统试验要求，将被测电机（3）的转轴通过绝缘联接器与电力测功机（4）连接；再取下被测电机（3）的接线盒盖，将电刷（2）连接到测试探头（1）上，并将测试探头（1）安装到固定夹具上，调整测试探头（1）的位置，使电刷（2）与被测电机（3）的旋变端转轴接触；然后，通过线缆将测试探头（1）与被测电机（3）的壳体连接；

第二步，设置电容组件；将六个电容固定在空白电路板上，每两个电容串联为一路，共三路，三路的一端形成三个输入端、三路的另一端合并形成一个输出端构成电容组件（7）；再将电容组件（7）的三个输入端分别用铜导线与被测电机（3）的三相端子连接，并将电容组件（7）的一个输出端分别与测试探头（1）和示波器（5）电连接；然后，将示波器（5）通过网线与PC端（6）连接；

第三步，设定试验工况；试验工况按电动状态和发动状态分别设定，分别在额定电压下按低转速/特定扭矩、特定转速/特定扭矩、额定转速/特定扭矩的试验工况测试，每一试验工况下被测电机（3）运行1min，示波器（5）记录30-40s信号波形；

第四步，进行电机轴电压测试；

首先，检查确认搭建测试台架合符要求，检查电机系统的绝缘耐压正常；电刷到示波器的回路和电机三相端子到示波器回路正常接通，示波器上有信号显示；确认电机转轴与测功机转轴的绝缘可靠；

再预热示波器（5）10-20min；

然后，通过示波器（5）上的“run”和“stop”键，记录各个工况下示波器采集的信号，并根据工况进行命名保存；

第五步，确定轴电压测试数据；使用Xnview软件对采集的信号波形进行分析，确定轴电压测试数据。

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