RU2578044C1 - Device for diagnostics and evaluation of technical state of mechatronic drives - Google Patents
Device for diagnostics and evaluation of technical state of mechatronic drives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2578044C1 RU2578044C1 RU2014145879/28A RU2014145879A RU2578044C1 RU 2578044 C1 RU2578044 C1 RU 2578044C1 RU 2014145879/28 A RU2014145879/28 A RU 2014145879/28A RU 2014145879 A RU2014145879 A RU 2014145879A RU 2578044 C1 RU2578044 C1 RU 2578044C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mechatronic
- unit
- diagnostics
- drives
- vibration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим измерение двух или более переменных величин, и может быть использовано в составе оборудования, содержащее мехатронные приводы. Как известно, мехатронные устройства сочетают в себе узлы точной механики с блоками электроники и компьютерными устройствами, поэтому предлагаемое техническое решение рационально использовать при диагностике мотор-редукторов, а также станков с числовым программным управлением.The invention relates to devices for measuring two or more variables, and can be used as part of equipment containing mechatronic drives. As you know, mechatronic devices combine precision mechanics with electronics and computer devices, therefore, the proposed technical solution is rational to use when diagnosing gear motors, as well as numerically controlled machines.
Из уровня техники известно устройство диагностики электрических двигателей переменного тока и связанного с ними механического оборудования (RU 90199, МПК G01M 7/02, G01M 15/00, опубл. 27.12.2009), состоящее из корпуса с внешними разъемами для датчиков измерения вибрации, излучаемой электродвигателем по трем осям, размещенными внутри корпуса измерительным блоком с аналого-цифровым преобразователем и персональным компьютером. Корпус устройства выполнен герметичным, а аналого-цифровой преобразователь соединен с выходами датчиков через мультиплексор. Устройство производит диагностику электрического двигателя и связанного с ним механического оборудования.The prior art device for the diagnosis of AC electric motors and associated mechanical equipment (RU 90199, IPC G01M 7/02, G01M 15/00, publ. 12/27/2009), consisting of a housing with external connectors for sensors for measuring vibration emitted an electric motor along three axes located inside the housing by a measuring unit with an analog-to-digital converter and a personal computer. The case of the device is sealed, and the analog-to-digital converter is connected to the outputs of the sensors through a multiplexer. The device diagnoses an electric motor and associated mechanical equipment.
Недостатком известного устройства является низкая точность выявления износа электродвигателя и связанного с ним механического оборудования, вследствие выполнения диагностики лишь посредством измерения вибрационных характеристик.A disadvantage of the known device is the low accuracy of detecting wear of the electric motor and associated mechanical equipment, due to the diagnosis only by measuring vibrational characteristics.
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения может считаться микроконтроллерное устройство для диагностики изоляции обмотки асинхронного двигателя (RU 2428707, МПК G01R 31/06, опубл. 10.09.2011), содержащее источник постоянного напряжения, микроконтроллер, индикатор, ключ. При этом индикатор подключен к микроконтроллеру, вывод управления ключом также подключен к микроконтроллеру, первый вывод ключа подключен к первой клемме источника постоянного напряжения. Дополнительно к указанным конструктивным признакам устройство содержит управляемый источник опорного напряжения, делитель напряжения и индуктивность.The closest analogue of the claimed technical solution can be considered a microcontroller device for diagnosing insulation of the windings of an induction motor (RU 2428707, IPC G01R 31/06, publ. 09/10/2011), containing a constant voltage source, microcontroller, indicator, key. In this case, the indicator is connected to the microcontroller, the key control terminal is also connected to the microcontroller, the first key output is connected to the first terminal of the DC voltage source. In addition to the indicated design features, the device comprises a controllable voltage reference source, a voltage divider and an inductance.
Недостатком устройства является низкая точность диагностики, обусловленная мониторингом только одного из важных параметров технического состояния асинхронного двигателя - дефектов изоляции обмотки, что делает невозможным использование описанного технического решения для выявления неисправностей по уровню вибраций.The disadvantage of this device is the low diagnostic accuracy due to monitoring of only one of the important parameters of the technical condition of the induction motor - winding insulation defects, which makes it impossible to use the described technical solution to detect malfunctions in terms of vibration level.
Основной технической задачей, для решения которой применимо заявленное устройство, является повышение точности диагностики мехатронных приводов, за счет измерения и контроля не менее двух параметров, характеризующих их техническое состояние.The main technical task, for the solution of which the claimed device is applicable, is to increase the accuracy of diagnosis of mechatronic drives, by measuring and monitoring at least two parameters characterizing their technical condition.
Указанная задача решена за счет того, что устройство диагностирования и оценки технического состояния мехатронных приводов содержит мехатронный модуль, включающий в себя узел точной механики с подключенными к нему электрическим двигателем и блоком управления. При этом устройство дополнительно содержит датчики сопротивления и силы тока, входы которых подключены к обмоткам электрического двигателя, а также датчики вибрации и температуры, установленные в корпусе мехатронного модуля. Выход датчика сопротивления подключен к блоку тестовой диагностики, а выходы датчиков силы тока, вибрации и температуры подключены к блоку расчета тренда и блоку функциональной диагностики. Выходы упомянутых блоков подключены к блоку расчета остаточного ресурса, выход которого подключен к блоку индикации. Блок расчета остаточного ресурса может быть выполнен на основе микропроцессорной системы, а блок индикации - на основе матричного LCD-индикатора.This problem is solved due to the fact that the device for diagnosing and evaluating the technical condition of mechatronic drives contains a mechatronic module that includes a precision mechanics unit with an electric motor and a control unit connected to it. The device further comprises resistance and current sensors, the inputs of which are connected to the windings of the electric motor, as well as vibration and temperature sensors installed in the mechatronic module housing. The output of the resistance sensor is connected to the test diagnostic unit, and the outputs of the current, vibration, and temperature sensors are connected to the trend calculation unit and the functional diagnostic unit. The outputs of these blocks are connected to the residual resource calculation unit, the output of which is connected to the display unit. The unit for calculating the residual resource can be performed on the basis of a microprocessor system, and the display unit - on the basis of a matrix LCD indicator.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков, является повышение точности диагностики мехатронных приводов, обеспечение возможности постоянного контроля состояния узлов точной механики мехатронного модуля и динамического расчета остаточного ресурса мехатронного привода, что в целом увеличивает его надежность.A positive technical result provided by the specified set of design features is to increase the accuracy of diagnostics of mechatronic drives, providing the possibility of constant monitoring of the state of the nodes of the exact mechanics of the mechatronic module and the dynamic calculation of the residual life of the mechatronic drive, which generally increases its reliability.
Устройство поясняется чертежом, где на фигуре показана его структурная схема.The device is illustrated in the drawing, where the figure shows its structural diagram.
Устройство диагностирования и оценки технического состояния мехатронных приводов содержит мехатронный модуль 1, включающий в себя узел точной механики 2 с подключенными к нему электрическим двигателем 3 и блоком управления 4. При этом устройство дополнительно содержит датчики сопротивления 5 и силы тока 6, входы которых подключены к обмоткам электрического двигателя, а также датчики вибрации 7 и температуры 8, установленные в корпусе мехатронного модуля. Выход датчика сопротивления подключен к блоку тестовой диагностики 9, а выходы датчиков силы тока, вибрации и температуры подключены к блоку расчета тренда 10 и блоку функциональной диагностики 11. Выходы упомянутых блоков подключены к блоку расчета остаточного ресурса 12, выход которого подключен к блоку индикации 13.The device for diagnosing and evaluating the technical condition of mechatronic drives contains a
Устройство работает следующим образом. Электрический двигатель 3, режимами работы которого управляет блок управления 4, преобразует электрическую энергию в механическую и воздействует на узел точной механики 2. Одновременно с этим датчик сопротивления 5 измеряет сопротивление обмоток электрического двигателя при отсутствии на них электрического напряжения, а датчик силы тока 6 измеряет, соответственно, силу электрического тока, протекающего через обмотки электрического двигателя при наличии на них электрического напряжения. Датчик вибрации 7, расположенный в непосредственной близости от подшипников качения, установленных на валу электрического двигателя, измеряет уровень вибраций, а датчик температуры 8 - температуры корпуса мехатронного модуля. Блок тестовой диагностики 9 определяет техническое состояние электрического двигателя на основе данных, полученных от датчика сопротивления, а блок расчета тренда 10 выполняет прогнозирование возможных изменений диагностируемых параметров на основе статистической информации, собранной за определенный временной интервал. На основе данных, полученных от датчиков 6, 7 и 8, блок функциональной диагностики 11 определяет техническое состояние мехатронного привода, а блок расчета остаточного ресурса 12 вычисляет прогнозное значение остаточного ресурса мехатронного привода на основе данных, полученных от блока тестовой диагностики и блока расчета тренда. Результаты диагностики, выполненные описанными выше блоками, выводятся на экран блока индикации. При этом в случае если полученные диагностические данные не имеют резких отклонений от установленных критических значений, то мехатронный привод продолжает работать в штатном режиме, в противном случае на экран блока индикации выводится сообщение о неисправности мехатронного привода и времени, оставшемся до предполагаемой аварии.The device operates as follows. An
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145879/28A RU2578044C1 (en) | 2014-11-14 | 2014-11-14 | Device for diagnostics and evaluation of technical state of mechatronic drives |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145879/28A RU2578044C1 (en) | 2014-11-14 | 2014-11-14 | Device for diagnostics and evaluation of technical state of mechatronic drives |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2578044C1 true RU2578044C1 (en) | 2016-03-20 |
Family
ID=55648140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145879/28A RU2578044C1 (en) | 2014-11-14 | 2014-11-14 | Device for diagnostics and evaluation of technical state of mechatronic drives |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2578044C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2727386C1 (en) * | 2019-10-23 | 2020-07-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Device for diagnostics and evaluation of residual life of electric motors |
RU2818697C1 (en) * | 2020-10-15 | 2024-05-03 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of fault detection in drive |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6366865B1 (en) * | 1999-11-03 | 2002-04-02 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for estimating the coil resistance in an electric motor |
RU2283501C1 (en) * | 2005-03-21 | 2006-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for estimating and predicting technical state of isolation of windings of electric motor |
RU2356061C1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Method of automatic control of mechanical damages of three-phase asynchronous motors |
RU90199U1 (en) * | 2008-01-17 | 2009-12-27 | ГОУ ВПО Военный инженерно-технический университет | DIAGNOSTIC DEVICE FOR AC ELECTRIC MOTORS AND MECHANICAL EQUIPMENT ASSOCIATED WITH THEM |
RU2428707C1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Microcontroller device for diagnostic operation of insulation of asynchronous motor winding |
-
2014
- 2014-11-14 RU RU2014145879/28A patent/RU2578044C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6366865B1 (en) * | 1999-11-03 | 2002-04-02 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for estimating the coil resistance in an electric motor |
RU2283501C1 (en) * | 2005-03-21 | 2006-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device for estimating and predicting technical state of isolation of windings of electric motor |
RU2356061C1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Method of automatic control of mechanical damages of three-phase asynchronous motors |
RU90199U1 (en) * | 2008-01-17 | 2009-12-27 | ГОУ ВПО Военный инженерно-технический университет | DIAGNOSTIC DEVICE FOR AC ELECTRIC MOTORS AND MECHANICAL EQUIPMENT ASSOCIATED WITH THEM |
RU2428707C1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Microcontroller device for diagnostic operation of insulation of asynchronous motor winding |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2727386C1 (en) * | 2019-10-23 | 2020-07-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Device for diagnostics and evaluation of residual life of electric motors |
RU2818697C1 (en) * | 2020-10-15 | 2024-05-03 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of fault detection in drive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3090269B1 (en) | System for condition monitoring of electric machine, mobile phone and method thereof | |
US9823308B2 (en) | Method for monitoring demagnetization | |
US10408879B2 (en) | Method and apparatus for diagnosing a fault condition in an electric machine | |
CN106304846B (en) | Method and system for determining fault status of synchronous machine | |
TWI751170B (en) | Pump assembly, method of analysing data received from an accelerometer mounted on a pump and computer program | |
JP2018515706A (en) | Pump monitoring apparatus and method | |
KR101381822B1 (en) | Vibration signal analysis method in motors | |
JP2017096836A (en) | Abnormality diagnosis system | |
KR20200053579A (en) | Fault diagnosis device, fault diagnosis method and fault diagnosis system | |
KR101498527B1 (en) | Diagnosis system using vibration frequency analysis program for rotation equipment of power plant | |
CN103869139A (en) | Voltage anomaly detection device | |
CN109120208B (en) | Apparatus for diagnosis of abnormality and abnormality diagnostic method | |
US20130187389A1 (en) | Method for predictive monitoring of switch contactors and system therefor | |
RU2578044C1 (en) | Device for diagnostics and evaluation of technical state of mechatronic drives | |
JP2012007924A (en) | Insulation diagnostic device of rotating electrical machine | |
CN109212241A (en) | A kind of testing machine method for detecting operation state and device | |
RU111684U1 (en) | AUTOMATED MOTOR TECHNICAL CONDITION CONTROL SYSTEM | |
KR100905971B1 (en) | System and method for on-Line diagnostic of Generator-Motor | |
KR20130050618A (en) | Apparatus for diagnosing electric motor for vehicle and method thereof | |
RU123167U1 (en) | TACHOMETER CHECK UNIT | |
RU153005U1 (en) | ELECTRIC TRUCK ENGINE DIAGNOSTIC SYSTEM | |
RU2804260C1 (en) | Method and device for monitoring temperature and vibration of electrical machinery | |
JP2019070536A (en) | Gear diagnostic device and gear diagnostic method | |
RU219490U1 (en) | PORTABLE STAND FOR DIAGNOSTICS OF SENSORS AND MEASURING CHANNELS OF ROTATION FREQUENCY CONTROLLERS OF ROTATING BODIES | |
RU2727386C1 (en) | Device for diagnostics and evaluation of residual life of electric motors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171115 |