TW201945702A - 轉動裝置之特性分析系統 - Google Patents

Abstract

一種轉動裝置之特性分析系統，其用以取得一轉動機械效率，該轉動裝置之特性分析系統包含一馬達裝置、一轉矩感測器、一轉動機械、一輸出功率感測單元及一計算單元，該馬達裝置的一電功率感測單元用以感測輸入該馬達裝置的一電源的一輸入電功率，該轉矩感測器分別連接該馬達裝置及該轉動機械，該轉矩感測器用以感測該轉動機械之一馬達實際輸出功率，該輸出功率感測單元用以感測該轉動機械之一機械輸出功率，該計算單元根據該馬達實際輸出功率及該輸入電功率求得該馬達裝置之一馬達實際效率，以及根據該馬達實際輸出功率及該機械輸出功率求得該轉動機械之該轉動機械效率，使用者能藉由該馬達實際效率及該轉動機械效率判斷是否更換該馬達裝置或該轉動機械。

Description

轉動裝置之特性分析系統

本發明是關於一種特性分析系統，特別是關於一種轉動裝置之特性分析系統。

習知的轉動機械(如泵浦)的效率是以一馬達銘牌所標示的效率去計算一泵浦的效率，然當該泵浦的效率不同於預期的效率時，並無法了解是馬達的實際效率與銘牌所標示的效率是否相同，更無法了解該馬達與該泵浦的個別實際效率，因此當發現該泵浦的效率與預期的效率有差異時，只能更換該馬達或該泵浦，直到該泵浦的效率與預期的效率相同，其明顯不符經濟利益，此外也無法隨時掌控該泵浦或該馬達因損耗而造成效率降低的問題。

本發明的一種轉動裝置之特性分析系統，其主要目的用以確認被一馬達裝置帶動的一轉動機械的轉動機械效率及該馬達裝置的實際效率，以供使用者判斷是否更換該馬達裝置或該轉動機械。

本發明的一種轉動裝置之特性分析系統包含一馬達裝置、一轉矩感測器、一轉動機械、一輸出功率感測單元及一計算單元，該馬達裝置具有一轉動單元及一電功率感測單元，該轉動單元接收一電源，該電功率感測單元用以感測該電源之一輸入電功率，該轉矩感測器連接該轉動單元，該轉矩感測器用以感測該轉動單元之一馬達實際輸出功率，該轉動機械連接該轉矩感測器，該轉矩感測器帶動該轉動機械轉動，該輸出功率感測單元用以感測該轉動機械之一機械輸出功率，該計算單元電性連接該電功率感測單元、該轉矩感測器及該輸出功率感測單元，以接收該輸入電功率、該馬達實際輸出功率及該機械輸出功率，其中該計算單元根據該馬達實際輸出功率及該輸入電功率計算出該馬達裝置之一馬達實際效率，並根據該機械輸出功率及該馬達實際輸出功率求得該轉動機械之一轉動機械效率。

本發明的該計算單元根據該馬達實際輸出功率及該輸入電功率計算該馬達裝置之該馬達實際效率，以及該計算單元根據該機械輸出功率及該馬達實際輸出功率計算出該轉動機械之該轉動機械效率，以利使用者判斷該馬達裝置或該轉動機械是否效率降低，或者判斷實際效率是否與銘牌所標示的效率不同，此外其有利於使用者隨時掌控該轉動機械或該馬達裝置是否因損耗而造成效率降低。

請參閱第1圖，本發明的一種轉動裝置之特性分析系統100包含一馬達裝置110、一轉矩感測器120、一轉動機械130、一輸出功率感測單元140及一計算單元150，其中該馬達裝置110、該轉矩感測器120及該轉動機械130相互連接，該轉矩感測器120連接該馬達裝置110，該轉動機械130連接該轉矩感測器120，在一實施例中，是以一連軸器(圖未繪出)連接該馬達裝置110的一轉軸及該轉矩感測器120的一轉軸，以及以另一連軸器(圖未繪出)連接該轉動機械130的一轉軸及該轉矩感測器120的該轉軸，以使該馬達裝置110的該轉軸、該轉矩感測器120的該轉軸及該轉動機械130的該轉軸，能同步轉動，但不以此為限。

請參閱第1圖，該馬達裝置110具有一轉動單元111及一電功率感測單元112，一電源電性連接該馬達裝置110，該轉動單元111接收該電源並轉動，該電功率感測單元112用以感測該電源之一輸入電功率，在本實施例中，該電功率感測單元112是偵測該電源之一電壓及一電流以測得該輸入電功率。

請參閱第1圖，在本實施例中，該轉矩感測器120連接該轉動單元111，該轉矩感測器120用以感測該轉動單元111之一馬達實際輸出功率，在本實施例中，該轉矩感測器120是偵測該轉動單元111之一轉速及轉矩以測得該馬達實際輸出功率。

請參閱第1圖，當該轉動單元111轉動時，該轉動單元111帶動該轉矩感測器120轉動，且該轉矩感測器120同步帶動該轉動機械130轉動，該轉動機械130可選自於被動機械如泵浦、齒輪箱或風機等，但不以此為限。

請參閱第1圖，當該轉動機械130藉由該轉矩感測器120而被該馬達裝置110的該轉動單元111驅動而轉動時，該輸出功率感測單元140感測該轉動機械130之一機械輸出功率，以該轉動機械130為泵浦為例，該輸出功率感測單元140偵測該泵浦推動之一流體之一流體壓力及一流體流量以測得該機械輸出功率(即流體壓力乘流體流量)，或者，當該轉動機械130為齒輪箱，該輸出功率感測單元140偵測該齒輪箱之一轉矩及一轉速以測得該機械輸出功率(即轉矩乘轉速)，或者，當該轉動機械130為風機時，該輸出功率感測單元140偵測該風機推動之一流體之一流體壓力及一流體流量以測得該機械輸出功率(即流體壓力乘流體流量)。

請參閱第1圖，該計算單元150根據該馬達實際效率()及該轉動機械效率算出一系統總效率，該系統總效率的計算式為：其中，為該系統總效率，為該機械輸出功率，為該輸入電功率。

請參閱第1圖，該計算單元150電性連接該電功率感測單元112及該轉矩感測器120，以接收該電功率感測單元112感測該電源的該輸入電功率及該轉矩感測器120感測該轉動單元111的該馬達實際輸出功率，並計算出一馬達實際效率()，其中計算該馬達實際效率()的計算式為：其中，為該馬達實際效率，為該馬達實際輸出功率，為該輸入電功率。

請參閱第1圖，該計算單元150電性連接該轉矩感測器120及該輸出功率感測單元140，以接收該轉矩感測器120感測該轉動單元111的該馬達實際輸出功率及該輸出功率感測單元140感測該轉動機械130之該機械輸出功率，並計算出一轉動機械效率，或者也可由該系統總效率及該馬達實際效率計算出該轉動機械效率，其中計算該轉動機械效率的計算式為：其中，為該轉動機械效率，為該系統總效率，為該馬達實際效率，為該馬達實際輸出功率，為該機械輸出功率。

本發明的該計算單元150根據該馬達實際輸出功率及該輸入電功率計算出該馬達裝置110之該馬達實際效率，以及根據該機械輸出功率及該馬達實際輸出功率計算出該轉動機械130之該轉動機械效率，並藉由該馬達實際效率及該系統總效率計算出該轉動機械效率，以利判斷是該馬達裝置110或該轉動機械130的效率降低，或者判斷實際效率與銘牌所標示的效率是否不同，其有利於使用者隨時掌控該轉動機械130或該馬達裝置110是否因損耗而造成效率降低。

本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

100‧‧‧轉動裝置之特性分析系統

110‧‧‧馬達裝置

111‧‧‧轉動單元

112‧‧‧電功率感測單元

120‧‧‧轉矩感測器

130‧‧‧轉動機械

140‧‧‧輸出功率感測單元

150‧‧‧計算單元

第1圖：本發明的轉動裝置之特性分析系統示意圖。

Claims (9)

1. 一種轉動裝置之特性分析系統，其包含： 一馬達裝置，具有一轉動單元及一電功率感測單元，該轉動單元接收一電源，該電功率感測單元用以感測該電源之一輸入電功率； 一轉矩感測器，連接該轉動單元，該轉矩感測器用以感測該轉動單元之一馬達實際輸出功率； 一轉動機械，連接該轉矩感測器，該轉矩感測器帶動該轉動機械轉動； 一輸出功率感測單元，用以感測該轉動機械之一機械輸出功率；以及 一計算單元，電性連接該電功率感測單元、該轉矩感測器及該輸出功率感測單元，以接收該輸入電功率、該馬達實際輸出功率及該機械輸出功率，其中該計算單元根據該馬達實際輸出功率及該輸入電功率求得該馬達裝置之一馬達實際效率，並根據該機械輸出功率及該馬達實際輸出功率求得該轉動機械之一轉動機械效率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該電功率感測單元是偵測該電源之一電壓及一電流以測得該輸入電功率。
3. 如申請專利範圍第1項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該轉矩感測器是偵測該轉動單元之一轉速及轉矩以測得該馬達實際輸出功率。
4. 如申請專利範圍第1項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該轉動機械選自於一泵浦、一齒輪箱或一風機，當該轉動機械為泵浦時該輸出功率感測單元偵測該泵浦推動之一流體之一流體壓力及一流體流量以測得該機械輸出功率，當該轉動機械為齒輪箱時，該輸出功率感測單元偵測該齒輪箱之一轉矩及一轉速以測得該機械輸出功率，當該轉動機械為風機時，該輸出功率感測單元偵測該風機推動之一流體之一流體壓力及一流體流量以測得該機械輸出功率。
5. 如申請專利範圍第1項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該計算單元藉由該輸入電功率及該機械輸出功率計算一系統總效率。
6. 如申請專利範圍第5項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該系統總效率的計算式為：其中為該系統總效率，為該機械輸出功率，為該輸入電功率。
7. 如申請專利範圍第1項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該馬達實際效率的計算式為：其中為該馬達實際效率，為該馬達實際輸出功率，為該輸入電功率。
8. 如申請專利範圍第1項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該系統總效率的計算式為： 為該系統總效率，為該機械輸出功率，為該輸入電功率； 馬達實際效率的計算式為： 為該馬達實際效率，為該馬達實際輸出功率，為該輸入電功率； 該馬達實際效率的計算式為： 為該轉動機械效率。
9. 如申請專利範圍第1項所述之轉動裝置之特性分析系統，其中該轉動機械效率的計算式為：其中為該轉動機械效率，為該馬達實際輸出功率，為該機械輸出功率。