[發明專利]一種非接觸式電機功率損耗測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201510263043.3
• 申請日: 2015-05-21
• 公開（公告）號: CN104819794A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 王建暉;張立;朱厚耀;周鑒潮;越沛宏;陳東;黃梓航
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 羅丹

1.一種非接觸式電機功率損耗測量裝置，其特征在于包括：

轉速測量裝置，用于在電機運行期間測量齒輪的齒數，并轉換成TTL信號，再經處理后獲得轉速量；

扭矩測量裝置，用于在電機運行期間測量主軸旋轉角度，并轉換成電信號進行放大和濾波，再經過A/D轉換進行調整，從而獲得扭矩數字量；

定子電壓電流測量裝置，用于檢測所述電機運行期間輸入端的輸入電壓、輸入電流和有功功率；

控制器，所述控制器與所述轉速測量裝置及所述連接定子電壓電流測量裝置，并通過無線模塊與所述扭矩測量裝置連接；

監控裝置，所述監控裝置與所述控制器連接，對轉速量、扭矩數字量、輸入電壓、輸入電流、有功功率、功率因素、輸入功率、輸出功率、功率損耗及轉速差進行實時顯示，并根據事先決定的控制策略形成輸出，直接作用于生產過程。

2.如權利要求1所述非接觸式電機功率損耗測量裝置，其特征在于：

所述轉速測量裝置包括相連接的光電傳感器和微型處理器，其中所述光電傳感器對運轉過程中驅動電機的齒數測量以獲得TTL信號，所述微型處理器用于將所述TTL信號處理獲得轉速量。

3.如權利要求1所述非接觸式電機功率損耗測量裝置，其特征在于：

所述扭矩測量裝置包括依次連接的彈性軸、測量電橋、放大濾波模塊、A/D轉換模塊，且彈性軸與電機主軸連接，當彈性軸受扭矩產生微小變形后引起電橋電阻值變化，應變電橋電阻的變化轉變為電信號的變化，通過對微弱的電信號進行放大和濾波，再經過A/D轉換進行調整，從而實現實時扭矩測量。

4.如權利要求1所述非接觸式電機功率損耗測量裝置，其特征在于：

所述無線模塊第一偽碼器、無線發射端、無線接收端以及第二偽碼器，其中所述第一偽碼器將所述扭矩測量裝置輸入的扭矩數字量進行整理加密處理，使之為加密信號，無線發射端將加密信號高頻調整后發出，無線接收端接收加密信號后，輸入至第二偽碼器進行解碼處理，解碼得到的信號再送到所述控制器，并最終在所述監控裝置顯示。

5.如權利要求1所述非接觸式電機功率損耗測量裝置，其特征在于：

所述定子電壓電流測量裝置包括與電機輸入端電連接的電壓電流互感器，以及用于測量有功功率的功率表。

6.一種非接觸式電機功率損耗測量方法，其特征在于包括以下步驟：

對運轉過程中驅動電機的齒數測量以獲得TTL信號，將所述TTL信號處理獲得轉速量；

采用傳遞法將被測轉矩傳遞到彈性元件上，根據彈性元件物理參數的變化來測量轉矩從而獲得扭矩數字量；

在電機輸入端通過電壓電流互感獲得輸入電壓、輸入電流，并測量有功功率；

對轉速量、扭矩數字量、輸入電壓、輸入電流和有功功率進行計算，獲得功率因素、輸入功率、輸出功率、功率損耗及轉速差；

將轉速量、扭矩數字量、輸入電壓、輸入電流、有功功率以及功率因素、輸入功率、輸出功率、功率損耗及轉速差實時顯示。

7.如權利要求6所述非接觸式電機功率損耗測量方法，其特征在于還包括以下步驟：

根據轉速量、扭矩數字量、輸入電壓、輸入電流、有功功率以及功率因素、輸入功率、輸出功率、功率損耗及轉速差，以事先決定的控制策略形成輸出，直接作用于生產過程。

8.如權利要求6所述非接觸式電機功率損耗測量方法，其特征在于還包括扭矩數字量的加密傳輸步驟：

扭矩數字量的取樣頻率和偽碼發生器的拍頻相同，或保持整數倍數的關系，同時保持數字信號和偽碼信號的起始相位相同的情況下，在數字乘法器進行相乘，相乘后得到加密信號；

將加密信號高頻調整，進行高頻發射；

產生相同碼長，碼型且相位對齊的偽碼信號與發射的加密信號相乘獲取解碼信號。