CN206609948U - 一种电机性能综合检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机检测领域，公开了一种电机性能综合检测系统。包括上位机、紧急停止保护单元、三相变压器、滤波电路、电压电流检测单元、采集单元、高速变频器、变频器调制电路、转速测量单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器。变频器调制电路与上位机相连并控制高速变频器动作。转速测量单元包括发讯盘和磁敏转速传感器，发讯盘固定在被测电机旋转轴上，磁敏转速传感器对准发讯盘。高速转矩传感器为光电反射式高速转矩传感器，产生电脉冲信号，上位机根据脉冲信号计算转矩。三相变压器采用星型‑三角型连接。本实用新型能够精准的测量高速电机的转矩和转速，通过上位机能够实时跟进电机运行状态读取数据，下达指令控制电机调速。

Description

一种电机性能综合检测系统

技术领域

本实用新型涉及电机检测领域，尤其涉及了一种电机性能综合检测系统的设计。

背景技术

高速电机具有体积小、功率密度大、可与高速负载直接相连、省去传统的机械增速装置等优点，在高速磨床、空气循环制冷系统、储能飞轮、燃料电池、天然气输送等领域具有广阔的应用前景。高速电机的主要特点就是转速非常高，一般能够高于10000r/min，适用于普通电机的检测系统无法跟上高速电机的速度，造成比较大的误差。另外由于高速电机的高转速，通过固定在旋转轴上进行测量的传感器更容易在高度旋转中被甩出。因此设计一种专用于高速电机检测的检测系统十分具有应用价值。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中无法检测高速电机的缺点，提供了一种电机性能综合检测系统。

本实用新型解决了现有检测系统无法检测高速电机的问题，本设计方案利用了发讯盘和磁敏转速传感器测量转速，发讯盘为中心有圆孔的圆盘，旋转轴从圆孔中穿过，在电机运行时发讯盘收到的离心力相互抵消而不会被巨大的离心力甩出。本实用新型还利用了光电反射式高速转矩传感器测量转矩，该种转矩传感器能够跟上高速电机的高转速，避免了因转速过大造成的测量误差。还利用了红外线温度测量仪来测量电机温度，高速电机不仅功率密度大，而且散热困难，红外线温度测量仪不用与之进行接触就能监测电机温度。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种电机性能综合检测系统，包括上位机、紧急停止保护单元、三相变压器、滤波电路、电压电流检测单元、采集单元、高速变频器、变频器调制电路、转速测量单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器；高速变频器依次与电压电流检测单元、滤波电路、三相变压器、紧急停止保护单元和稳压交流电源连接；变频器调制电路与上位机和高速变频器相连并控制高速变频器动作；采集单元分别与上位机、转速测量单元、电压电流检测单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器连接；转速测量单元测量待测电机转速且将测量值传输给采集单元，电压电流检测单元检测输入待测电机的电压和电流且将测量值传输给采集单元，红外线温度测量仪测量待测电机温度且将测量值传输给采集单元，高速转矩传感器测量待测电机转矩且将测量值传输给采集单元；上位机与紧急停止保护单元连接。

上位机用于监测电机运行状态并控制变频器调制电路动作，从而对高速变频器控制，上位机控制紧急停止保护单元的动作，能够随时切断电路。高速变频器受变频器调制电路控制，控制电机的转速。采集单元采集转速测量单元、电压电流检测单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器的测量值，进行放大处理后传输给上位机。红外线温度测量仪利用红外成像原理测量电机温度，便于及时把控电机状态，避免电机烧坏。

作为优选，转速测量单元包括发讯盘和磁敏转速传感器，发讯盘固定在被测电机旋转轴上，磁敏转速传感器7与采集单元连接，磁敏转速传感器对准发讯盘盘面，发讯盘表面均匀分布有1-100个孔或凹槽，分布有2-8个磁钢。发讯盘由磁性材料制成，根据凹糟和非凹槽与磁敏转速传感器的距离不同，磁敏转速传感器检测到的磁性强度也不同的原理，对发讯盘转过的圈数进行计数，凹槽越多测量的越精准。磁钢能够增强发讯盘的磁性强度，增加磁敏转速传感器的感应距离。

作为优选，高速转矩传感器为光电反射式高速转矩传感器，在传感器扭轴的两端对称位置喷涂有2个由反光材料组成的形状相同的反光条纹，在传感器外壳对应位置固定有2个激光头，激光头产生发射光向反光条纹上照射并接收反射光，产生电脉冲信号。目前使用较多、较成熟的传递法转矩传感器的测量转速最大值为15000r/min。其主要原因是传感器的发讯器结构不适宜高速测量。采用光电反射式高速转矩传感器，测量转速能达到100000r/min以上。

作为优选，三相变压器采用星型-三角型连接。采用该接法后，得到的电压无三次谐波。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：能够精准的测量高速电机的转矩和转速，实时监测电机运行温度，具有紧急停止功能，能够及时保护电机。通过上位机能够实时跟进电机运行状态读取数据，下达指令控制电机调速。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是高速转矩传感器结构示意图。

图3是转速测量单元结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—扭轴、2—激光头、3—反光条纹、4—发射光、5—反射光、6—发讯盘、7—磁敏转速传感器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，一种电机性能综合检测系统，包括上位机、紧急停止保护单元、三相变压器、滤波电路、电压电流检测单元、采集单元、高速变频器、变频器调制电路、转速测量单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器；高速变频器依次通过电压电流检测单元、滤波电路、三相变压器、紧急停止保护单元和稳压交流电源连接；变频器调制电路与上位机和高速变频器相连并控制高速变频器动作；采集单元分别与上位机、转速测量单元、电压电流检测单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器连接；转速测量单元测量待测电机转速且将测量值传输给采集单元，电压电流检测单元检测输入待测电机的电压和电流且将测量值传输给采集单元，红外线温度测量仪测量待测电机温度且将测量值传输给采集单元，高速转矩传感器测量待测电机转矩且将测量值传输给采集单元；上位机与紧急停止保护单元连接。

如图2所示，高速转矩传感器为光电反射式高速转矩传感器，在传感器扭轴1的两端对称位置喷涂有2个由反光材料组成的形状相同的反光条纹3，在传感器外壳对应位置固定有2个激光头2，激光头产生发射光4向反光条纹3上照射并接收反射光5，产生电脉冲信号。当扭轴1转动时，反光条纹3同步转动，激光头2产生发射光4向反光条纹3上照射并接收反射光5，产生一个脉冲信号。因此轴转动一周激光头2输出2个脉冲信号，经过处理后得到2个脉冲方波，上位机根据2个脉冲方波进行计算得到此时电机输出的转矩大小。

如图3所示，转速测量单元包括发讯盘6和磁敏转速传感器7，发讯盘6固定在被测电机旋转轴上，磁敏转速传感器7与采集单元连接，磁敏转速传感器7对准发讯盘6盘面，发讯盘6表面均匀分布有1-100个孔或凹槽，分布有2-8个磁钢。发讯盘6由磁性材料制成，根据凹糟和非凹槽与磁敏转速传感器7的距离不同，磁敏转速传感器7检测到的磁性强度也不同的原理，对发讯盘6转过的圈数进行计数。凹槽越多测量的越精准。磁钢能够增强发讯盘6的磁性强度，增加磁敏转速传感器7的感应距离。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种电机性能综合检测系统，其特征在于：包括上位机、紧急停止保护单元、三相变压器、滤波电路、电压电流检测单元、采集单元、高速变频器、变频器调制电路、转速测量单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器；高速变频器依次与电压电流检测单元、滤波电路、三相变压器、紧急停止保护单元和稳压交流电源连接；变频器调制电路与上位机和高速变频器相连并控制高速变频器动作；采集单元分别与上位机、转速测量单元、电压电流检测单元、红外线温度测量仪和高速转矩传感器连接；转速测量单元测量待测电机转速且将测量值传输给采集单元，电压电流检测单元检测输入待测电机的电压和电流且将测量值传输给采集单元，红外线温度测量仪测量待测电机温度且将测量值传输给采集单元，高速转矩传感器测量待测电机转矩且将测量值传输给采集单元；上位机与紧急停止保护单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机性能综合检测系统，其特征在于:高速转矩传感器为光电反射式高速转矩传感器，在传感器扭轴(1)的两端对称位置喷涂有2个由反光材料组成的形状相同的反光条纹(3)，在传感器外壳对应位置固定有2个激光头(2)，激光头产生发射光(4)向反光条纹(3)上照射并接收反射光(5)，产生电脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的一种电机性能综合检测系统，其特征在于:转速测量单元包括发讯盘(6)和磁敏转速传感器(7)，发讯盘(6)固定在被测电机旋转轴上，磁敏转速传感器(7)与采集单元连接，磁敏转速传感器(7)对准发讯盘(6)盘面，发讯盘(6)表面均匀分布有60-100个孔或凹槽，分布有2-8个磁钢。

4.根据权利要求1所述的一种电机性能综合检测系统，其特征在于:三相变压器采用星型-三角型连接。