CN115268359A - 一种测功机安全防护装置及控制方法 - Google Patents

一种测功机安全防护装置及控制方法 Download PDF

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CN115268359A CN202210979216.1A CN202210979216A CN115268359A CN 115268359 A CN115268359 A CN 115268359A CN 202210979216 A CN202210979216 A CN 202210979216A CN 115268359 A CN115268359 A CN 115268359A
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张凤娇
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顾义兵
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Abstract

本发明公开了一种测功机安全防护装置及控制方法，设置有台架基座，第一底座，第二底座，转速转矩传感器，振动传感器，转轴偏移检测系统，电动液压推杆机构和控制器；转速转矩传感器获取被测电机的转速为第一转速值；振动传感器获取被测电机的振动参数为第一振动参数；控制器比较第一转速值与第一转速阀值，比较第一振动参数与第一振动阀值；当第一转速值>第一转速阀值，和/或第一振动参数>第一振动阀值，处于严重故障状态；控制器检查转轴偏移检测系统是否断电，出现断电，处于过度状态；控制器断开测功机和被测电机的电源，被测电机与测功机分开；克服了测试时，出现被测电机转速不受控制快速增长，被测电机烧毁，存在安全隐患的技术问题。

Description

一种测功机安全防护装置及控制方法
技术领域
本发明涉及电机检测技术领域，具体的说是一种测功机安全防护装置及控制方法。
背景技术
随着新能源车辆的增多，车用电机的数量也呈现快速增长趋势，各大电机厂商开始不断研发效率更高、转速更快、扭矩更大的电机，目前市场上主流电机转速为每分钟12000转，也有每分钟20000转的乘用车电机，电机在研发的过程中需要通过测功机台架测试来检验是否达到设计标准；
现有技术中的测功机台架测试，在测试阶段，会出现转速不受控制的快速增长现象，俗称“飞车”，当电机转速不受控制到一定程度时会导致被测电机烧毁，同时损毁昂贵的测功机台架，造成严重的经济损失，甚至威胁测试人员的生命安全。
发明内容
针对相关技术中存在的上述不足之处，目的是提供一种测功机安全防护装置及控制方法，以解决相关技术中的测功机台架测试，会出现被测电机转速不受控制的快速增长，造成被测电机烧毁，存在安全隐患的技术问题。
实现目的的技术方案是：一种测功机安全防护装置，包括：测功机，所述测功机上具有第一输出轴，所述第一输出轴通过爪式联轴器连接被测电机上的第二输出轴；还包括：
台架基座；
第一底座，连接在所述台架基座的顶部上，用于连接所述测功机；
第二底座，连接在所述台架基座的顶部上，与所述第一底座间隔设置，用于连接所述被测电机；
转速转矩传感器，连接在所述第一输出轴上，用于获取所述被测电机的转速；
振动传感器，连接在所述第二底座上，用于获取所述被测电机的振动参数；
转轴偏移检测系统，连接在所述第一底座上，用于检测所述第一输出轴的弯曲偏移；
电动液压推杆机构，一端连接在所述第一底座上，另一端与所述第二底座连接，用于联动所述第二底座顺着所述台架基座移动位置，所述第二底座联动所述爪式联轴器分开，所述被测电机与所述测功机断开；
以及控制器，与所述测功机、所述被测电机、所述转速转矩传感器、所述振动传感器、所述转轴偏移检测系统和所述电动液压推杆机构电性连接。
进一步的：所述转轴偏移检测系统包括：座体，连接在所述第一底座上，所述座体上对称设置有两个斜孔，并且所述座体的中间部位具有弧形凹槽，所述弧形凹槽与所述斜孔连通，所述弧形凹槽处环绕所述第一输出轴的局部；四个导电件，两个为一组，每组连接在所述座体的侧壁上，间隔设置在所述斜孔的两侧；以及两个伸缩件，一对一连接在所述斜孔处，所述伸缩件一端凸出所述斜孔，设置在所述弧形凹槽处，在所述第一输出轴弯曲偏移时，所述伸缩件与所述第一输出轴接触，另一端凸出所述斜孔与所述导电件接触，导通所述导电件。
进一步的：所述导电件包括：固定板，连接在所述座体的侧壁上；第一弹簧，一端与所述固定板连接；以及第一金属杆，一端穿出所述固定板和所述第一弹簧，另一端与所述第一弹簧连接。
进一步的：所述伸缩件包括：第二弹簧，一端与所述斜孔连接；第二杆，穿在所述第二弹簧上，两端凸出在所述斜孔的外部；以及导电螺帽，与所述第二杆螺纹连接，用于与第一金属杆接触，导电所述导电件。
一种测功机安全防护装置的控制方法，包括：
第一控制方法：
所述转速转矩传感器获取所述被测电机的转速，为第一转速值；
所述振动传感器获取所述被测电机的振动参数，为第一振动参数；
所述控制器比较所述第一转速值与第一转速阀值，比较所述第一振动参数与第一振动阀值；
当所述第一转速值<所述第一转速阀值，所述第一振动参数<所述第一振动阀值时，处于正常工作状态；
当所述第一转速值>所述第一转速阀值的95％，和/或所述第一振动参数>所述第一振动阀值的95％时，处于异常状态，发出预警信号；
当所述第一转速值>所述第一转速阀值，和/或所述第一振动参数>所述第一振动阀值时，处于严重故障状态，所述控制器断开所述测功机和所述被测电机的电源，并且指令所述电动液压推杆机构动作，联动所述第二底座顺着所述台架基座移动位置，所述被测电机与所述测功机分开；
第二控制方法：
所述控制器同时检查所述转轴偏移检测系统是否断电，若出现断电，则所述第一输出轴弯曲偏移处于过度状态，所述控制器断开所述测功机和所述被测电机的电源，并且指令所述电动液压推杆机构动作，联动所述第二底座顺着所述台架基座移动位置，所述被测电机与所述测功机分开。
采用了上述技术方案，具有以下的有益效果：一种测功机安全防护装置及控制方法，与相关技术相比，设置有台架基座，第一底座，第二底座，转速转矩传感器，振动传感器，转轴偏移检测系统，电动液压推杆机构和控制器；台架基座、第一底座和第二底座形成了可靠的支撑结构；转速转矩传感器获取被测电机的转速，为第一转速值；振动传感器获取被测电机的振动参数，为第一振动参数；控制器比较第一转速值与第一转速阀值，比较第一振动参数与第一振动阀值；当第一转速值>第一转速阀值，和/或第一振动参数>第一振动阀值时，处于严重故障状态；控制器同时检查转轴偏移检测系统是否断电，若出现断电，则第一输出轴弯曲偏移处于过度状态；在严重故障状态和/或第一输出轴弯曲偏移处于过度状态时，控制器断开测功机和被测电机的电源，并且指令电动液压推杆机构动作，联动第二底座顺着台架基座移动位置，被测电机与测功机分开；实现了两路检测保护，安全性较好；从而克服了测功机台架测试，会出现被测电机转速不受控制的快速增长，造成被测电机烧毁，存在安全隐患的技术问题，达到了采用两路检测保护，及时断开测功机和被测电机的电源，并且分开测功机与被测电机，安全性较好的技术效果，有利于推广使用。
附图说明
图1为装置的结构示意图；
图2为台架基座和第二底座的右视图；
图3为转轴偏移检测系统的结构示意图；
图4为电气原理图；
图5为方法流程图；
图中：10.台架基座，20.第一底座，30.第二底座，40.转速转矩传感器，50.振动传感器，60.转轴偏移检测系统，61.座体，611.斜孔，612.弧形凹槽，62.导电件，621.固定板，622.第一弹簧，623.第一金属杆，63.伸缩件，631.第二弹簧，632.第二杆，633.导电螺帽，70.电动液压推杆机构，80.控制器，100.测功机，101.第一输出轴，200.爪式联轴器，300.被测电机，301.第二输出轴。
具体实施方式
为了使内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，作进一步详细的说明；
一种测功机安全防护装置及控制方法，解决了相关技术中的测功机台架测试，会出现被测电机转速不受控制的快速增长，造成被测电机烧毁，存在安全隐患的技术问题，达到了采用两路检测保护，及时断开测功机和被测电机的电源，并且分开测功机与被测电机，安全性较好的积极效果，总体思路如下：
一实施方式：
如图1、图2、图4、图5所示；一种测功机安全防护装置及控制方法，所述测功机安全防护装置，包括：测功机100，所述测功机100上具有第一输出轴101，所述第一输出轴101通过爪式联轴器200连接被测电机300上的第二输出轴301；还包括：
台架基座10；
第一底座20，连接在所述台架基座10的顶部上，用于连接所述测功机100；
第二底座30，连接在所述台架基座10的顶部上，与所述第一底座20间隔设置，用于连接所述被测电机300；
转速转矩传感器40，连接在所述第一输出轴101上，用于获取所述被测电机300的转速；
振动传感器50，连接在所述第二底座30上，用于获取所述被测电机300的振动参数；
转轴偏移检测系统60，连接在所述第一底座20上，用于检测所述第一输出轴101的弯曲偏移；
电动液压推杆机构70，一端连接在所述第一底座20上，另一端与所述第二底座30连接，用于联动所述第二底座30顺着所述台架基座10移动位置，所述第二底座30联动所述爪式联轴器200分开，所述被测电机300与所述测功机100断开；
以及控制器80，与所述测功机100、所述被测电机300、所述转速转矩传感器40、所述振动传感器50、所述转轴偏移检测系统60和所述电动液压推杆机构70电性连接；
具体来说，实施时，设置有台架基座10，第一底座20，第二底座30，转速转矩传感器40，振动传感器50，转轴偏移检测系统60，电动液压推杆机构70和控制器80；台架基座10、第一底座20和第二底座30形成了可靠的支撑结构；转速转矩传感器40获取被测电机300的转速，为第一转速值；振动传感器50获取被测电机300的振动参数，为第一振动参数；控制器80比较第一转速值与第一转速阀值，比较第一振动参数与第一振动阀值；当第一转速值>第一转速阀值，和/或第一振动参数>第一振动阀值时，处于严重故障状态；控制器80同时检查转轴偏移检测系统60是否断电，若出现断电，则第一输出轴101弯曲偏移处于过度状态；在严重故障状态和/或第一输出轴101弯曲偏移处于过度状态时，控制器80断开测功机100和被测电机300的电源，并且指令电动液压推杆机构70动作，联动第二底座30顺着台架基座10移动位置，被测电机300与测功机100分开；实现了两路检测保护，安全性较好；
另一实施方式：
如图1、图2所示；实施时，台架基座10的外形大致为长方体形结构，与地基础上预留的地脚螺栓连接，形成了可靠的支撑结构；第一底座20的外形大致为长方体形结构，与台架基座10之间穿入螺栓件连接，用于连接支撑测功机100；第二底座30的外形大致为长方体形结构，与台架基座10之间通过燕尾槽活动连接，第二底座30能够顺着台架基座10移动位置；
另一实施方式：
如图1、图4所示；实施时，转速转矩传感器40用于获取被测电机300的转速、转矩；振动传感器50用于获取被测电机300的振动参数；电动液压推杆机构70用于联动第二底座30顺着台架基座10移动位置，实现测电机300与测功机100分开；控制器80采用PLC控制器；
测功机100，第一输出轴101，爪式联轴器200，被测电机300和第二输出轴301为现有技术中的常用结构；测功机100，测功机控制器，测功机电源和继电器1电性连接，控制器80指令控制继电器1的通断，实现了测功机100的开启或者停止；被测电机300，被测电机控制器，被测电机电源和继电器2电性连接，控制器80指令控制继电器2的通断，实现了被测电机300的开启或者停止；爪式联轴器200有利于第一输出轴101与第二输出轴301分开；
本领域的普通技术人员，在看到公开的内容后，能够直接地、毫无疑义地知晓如何设置转速转矩传感器40，振动传感器50，电动液压推杆机构70，控制器80，测功机100，第一输出轴101，爪式联轴器200，被测电机300和第二输出轴301，并不需要付出创造性的劳动，也不需要进行过度的试验；
另一实施方式：
如图1、图3、图4所示；实施时，所述转轴偏移检测系统60包括：座体61，连接在所述第一底座20上，所述座体61上对称设置有两个斜孔611，并且所述座体61的中间部位具有弧形凹槽612，所述弧形凹槽612与所述斜孔611连通，所述弧形凹槽612处环绕所述第一输出轴101的局部；四个导电件62，两个为一组，每组连接在所述座体61的侧壁上，间隔设置在所述斜孔611的两侧；以及两个伸缩件63，一对一连接在所述斜孔611处，所述伸缩件63一端凸出所述斜孔611，设置在所述弧形凹槽612处，在所述第一输出轴101弯曲偏移时，所述伸缩件63与所述第一输出轴101接触，另一端凸出所述斜孔611与所述导电件62接触，导通所述导电件62；
座体61为外形为“T”形结构，与第一底座20之间穿入螺栓件连接，安装拆卸较方便，形成了稳定的支撑结构；斜孔611为阶梯通孔；
所述导电件62包括：固定板621，连接在所述座体61的侧壁上；第一弹簧622，一端与所述固定板621连接；以及第一金属杆623，一端穿出所述固定板621和所述第一弹簧622，另一端与所述第一弹簧622连接；固定板621为四方形板状结构，与座体61的侧壁之间焊接；第一弹簧622为圆柱形弹簧，一端与固定板621之间焊接；第一金属杆623为阶梯状结构，第一金属杆623与第一弹簧622的另一端焊接，顺着固定板621移动位置，第一金属杆623的一端连接导线，另一端与导电螺帽633接触，第一弹簧622处于压缩状态，导电螺帽633与第一金属杆623贴紧，导电件62和伸缩件63导通电；
所述伸缩件63包括：第二弹簧631，一端与所述斜孔611连接；第二杆632，穿在所述第二弹簧631上，两端凸出在所述斜孔611的外部；以及导电螺帽633，与所述第二杆632螺纹连接，用于与第一金属杆623接触，导电所述导电件62；第二弹簧631为圆柱形弹簧，第二弹簧631的一端与斜孔611焊接；第二杆632为阶梯状结构，与第二弹簧631的另一端焊接；导电螺帽633与第二杆632螺纹连接，导电螺帽633与第一金属杆623贴紧，导电件62和伸缩件63导通电；
当第一输出轴101弯曲偏移处于过度状态时，第一输出轴101抵靠第二杆632，第二杆632压缩第二弹簧631，联动导电螺帽633与第一金属杆623分开，转轴偏移检测系统60处断电；
另一实施方式：
如图1、图4、图5所示；所述测功机安全防护装置的控制方法，包括：
第一控制方法：
所述转速转矩传感器40获取所述被测电机300的转速，为第一转速值；
所述振动传感器50获取所述被测电机300的振动参数，为第一振动参数；
所述控制器80比较所述第一转速值与第一转速阀值，比如：第一转速阀值为每分钟20000转；比较所述第一振动参数与第一振动阀值，第一振动阀值按照国家标准，比如：额定转速为3000r/min的被测电机300，第一振动阀值不超过0.05mm，额定转速为12000r/min的被测电机300，第一振动阀值不超过0.012mm；
当所述第一转速值<所述第一转速阀值，所述第一振动参数<所述第一振动阀值时，处于正常工作状态；
当所述第一转速值>所述第一转速阀值的95％，和/或所述第一振动参数>所述第一振动阀值的95％时，处于异常状态，发出预警信号；
当所述第一转速值>所述第一转速阀值，和/或所述第一振动参数>所述第一振动阀值时，处于严重故障状态，所述控制器80断开所述测功机100和所述被测电机300的电源，并且指令所述电动液压推杆机构70动作，联动所述第二底座30顺着所述台架基座10移动位置，所述被测电机300与所述测功机100分开；
第二控制方法：
所述控制器80同时检查所述转轴偏移检测系统60是否断电，若出现断电，则所述第一输出轴101弯曲偏移处于过度状态，所述控制器80断开所述测功机100和所述被测电机300的电源，并且指令所述电动液压推杆机构70动作，联动所述第二底座30顺着所述台架基座10移动位置，所述被测电机300与所述测功机100分开；
第一控制方法和第二控制方法，没有必然的先后顺序关系，同时进行，两路检测控制，准确度相对较高，安全性较好；
工作原理如下：转速转矩传感器40获取被测电机300的转速，为第一转速值；振动传感器50获取被测电机300的振动参数，为第一振动参数；控制器80比较第一转速值与第一转速阀值，比较第一振动参数与第一振动阀值；当第一转速值>第一转速阀值，和/或第一振动参数>第一振动阀值时，处于严重故障状态；控制器80同时检查转轴偏移检测系统60是否断电，若出现断电，则第一输出轴101弯曲偏移处于过度状态；在严重故障状态和/或第一输出轴101弯曲偏移处于过度状态时，控制器80断开测功机100和被测电机300的电源，并且指令电动液压推杆机构70动作，联动第二底座30顺着台架基座10移动位置，被测电机300与测功机100分开；
描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示方位或位置关系是基于附图所述的位置关系，仅是为了便于描述或简化描述，而不是指示必须具有的特定的方位；实施例中描述的操作过程不是绝对的使用步骤，实际使用时，可以做相应的调整；
除非个别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义；说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分，同样，“一个”或者“一”等类似词语也不决定表示数量限制，而是表示存在至少一个，需根据实施例的内容确定；
以上所述，仅为较佳的具体实施方式，但保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员揭露的技术范围内，根据技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在保护范围之内。

Claims (5)

1.一种测功机安全防护装置，包括：测功机(100)，所述测功机(100)上具有第一输出轴(101)，所述第一输出轴(101)通过爪式联轴器(200)连接被测电机(300)上的第二输出轴(301)；其特征在于：还包括：
台架基座(10)；
第一底座(20)，连接在所述台架基座(10)的顶部上，用于连接所述测功机(100)；
第二底座(30)，连接在所述台架基座(10)的顶部上，与所述第一底座(20)间隔设置，用于连接所述被测电机(300)；
转速转矩传感器(40)，连接在所述第一输出轴(101)上，用于获取所述被测电机(300)的转速；
振动传感器(50)，连接在所述第二底座(30)上，用于获取所述被测电机(300)的振动参数；
转轴偏移检测系统(60)，连接在所述第一底座(20)上，用于检测所述第一输出轴(101)的弯曲偏移；
电动液压推杆机构(70)，一端连接在所述第一底座(20)上，另一端与所述第二底座(30)连接，用于联动所述第二底座(30)顺着所述台架基座(10)移动位置，所述第二底座(30)联动所述爪式联轴器(200)分开，所述被测电机(300)与所述测功机(100)断开；
以及控制器(80)，与所述测功机(100)、所述被测电机(300)、所述转速转矩传感器(40)、所述振动传感器(50)、所述转轴偏移检测系统(60)和所述电动液压推杆机构(70)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种测功机安全防护装置，其特征在于：所述转轴偏移检测系统(60)包括：座体(61)，连接在所述第一底座(20)上，所述座体(61)上对称设置有两个斜孔(611)，并且所述座体(61)的中间部位具有弧形凹槽(612)，所述弧形凹槽(612)与所述斜孔(611)连通，所述弧形凹槽(612)处环绕所述第一输出轴(101)的局部；四个导电件(62)，两个为一组，每组连接在所述座体(61)的侧壁上，间隔设置在所述斜孔(611)的两侧；以及两个伸缩件(63)，一对一连接在所述斜孔(611)处，所述伸缩件(63)一端凸出所述斜孔(611)，设置在所述弧形凹槽(612)处，在所述第一输出轴(101)弯曲偏移时，所述伸缩件(63)与所述第一输出轴(101)接触，另一端凸出所述斜孔(611)与所述导电件(62)接触，导通所述导电件(62)。
3.根据权利要求2所述的一种测功机安全防护装置，其特征在于：所述导电件(62)包括：固定板(621)，连接在所述座体(61)的侧壁上；第一弹簧(622)，一端与所述固定板(621)连接；以及第一金属杆(623)，一端穿出所述固定板(621)和所述第一弹簧(622)，另一端与所述第一弹簧(622)连接。
4.根据权利要求3所述的一种测功机安全防护装置，其特征在于：所述伸缩件(63)包括：第二弹簧(631)，一端与所述斜孔(611)连接；第二杆(632)，穿在所述第二弹簧(631)上，两端凸出在所述斜孔(611)的外部；以及导电螺帽(633)，与所述第二杆(632)螺纹连接，用于与第一金属杆(623)接触，导电所述导电件(62)。
5.一种测功机安全防护装置的控制方法，其特征在于：基于权利要求1-4任一项所述的一种测功机安全防护装置；包括：
第一控制方法：
所述转速转矩传感器(40)获取所述被测电机(300)的转速，为第一转速值；
所述振动传感器(50)获取所述被测电机(300)的振动参数，为第一振动参数；
所述控制器(80)比较所述第一转速值与第一转速阀值，比较所述第一振动参数与第一振动阀值；
当所述第一转速值<所述第一转速阀值，所述第一振动参数<所述第一振动阀值时，处于正常工作状态；
当所述第一转速值>所述第一转速阀值的95％，和/或所述第一振动参数>所述第一振动阀值的95％时，处于异常状态，发出预警信号；
当所述第一转速值>所述第一转速阀值，和/或所述第一振动参数>所述第一振动阀值时，处于严重故障状态，所述控制器(80)断开所述测功机(100)和所述被测电机(300)的电源，并且指令所述电动液压推杆机构(70)动作，联动所述第二底座(30)顺着所述台架基座(10)移动位置，所述被测电机(300)与所述测功机(100)分开；
第二控制方法：
所述控制器(80)同时检查所述转轴偏移检测系统(60)是否断电，若出现断电，则所述第一输出轴(101)弯曲偏移处于过度状态，所述控制器(80)断开所述测功机(100)和所述被测电机(300)的电源，并且指令所述电动液压推杆机构(70)动作，联动所述第二底座(30)顺着所述台架基座(10)移动位置，所述被测电机(300)与所述测功机(100)分开。
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