[發(fā)明專利]一種便攜式自主水下航行器推進電機故障監(jiān)測預警裝置

有效

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• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106842030B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張克涵;宋保維;嚴衛(wèi)生;潘光;高劍;梁慶衛(wèi);張福斌;張立川
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01H17/00;G01K7/18
• 代理公司: 61204 西北工業(yè)大學專利中心
• 代理人: 陳星

本發(fā)明提出便攜式自主水下航行器推進電機故障監(jiān)測預警裝置，包括溫度傳感器、振動傳感器和采樣電路；溫度傳感器采用貼片式三線制電阻溫度傳感器，并通過耐溫粘合劑安裝在電機繞組表面，該傳感器體積小，結(jié)構(gòu)簡單，可方便的安裝在電機定子線圈與電機殼體之間的縫隙中；振動傳感器采用磁吸兩軸式振動傳感器，兩臺振動傳感器分別吸附在便攜式自主水下航行器殼體內(nèi)側(cè)和電機本體上，且兩臺振動傳感器安裝位置連線與便攜式自主水下航行器縱向軸線正交，通過，兩臺振動傳感器能夠正確識別電機與殼體的相對振動，再結(jié)合航行器自身的振動，將兩種振動數(shù)據(jù)對比分析，做出正確故障預警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下航行器推進技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種便攜式自主水下航行器推進電機故障監(jiān)測預警裝置。

背景技術(shù)

目前，在電機故障監(jiān)測技術(shù)方法，一般的電機故障監(jiān)測預警裝置應用已比較普遍和成熟，但在便攜式水下自主航行器領(lǐng)域，由于其自身以及使用環(huán)境的特殊性，目前尚未有成功的應用。

便攜式水下自主航行器的工作環(huán)境復雜，尤其是近海，海底存在大量水草、漁網(wǎng)，甚至垃圾等物品，一旦航行器的螺旋槳被纏繞，會增加電機負載，甚至發(fā)生堵轉(zhuǎn)等事故，進而導致電機電流增大，內(nèi)部線圈溫升嚴重，直至燒毀電機。另外，海底存在大量礁石、盆地和嶺脊，對水下航行器的航行構(gòu)成威脅，之前發(fā)生過航行器與海底暗礁相撞，導致螺旋槳被打彎，此時如果電機繼續(xù)運行，會加重受損螺旋槳的偏心運動，劇烈的振動會最終導致電機與航行器殼體的剛性連接受損，發(fā)生更嚴重的事故。

為了測量推進電機在運行時內(nèi)部溫升變化，須預先在電機內(nèi)部埋設(shè)溫度傳感器。但水下航行器內(nèi)部空間狹小，所使用的無刷直流推進電機更是具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點，為傳感器的布設(shè)帶來了困難。此外，水下航行器在航行時，其自身存在一定振動，但由于內(nèi)部電機與航行器殼體采用剛性連接，因而電機也會隨著航行器的振動而振動；在電機發(fā)生某些故障時(例如螺旋槳和傳動軸受損)，會產(chǎn)生與航行器殼體之間的相對振動，因此需要正確識別電機與殼體的相對振動，再結(jié)合航行器自身的振動，將兩種振動數(shù)據(jù)對比分析，做出正確故障預警。

發(fā)明內(nèi)容

申請人研制的某型便攜式自主水下航行器，采用永磁無刷直流電機作為其推進電機，需要應對復雜多變的水文環(huán)境和嚴苛的動力控制要求。因此，對其進行故障監(jiān)測和預警，可有效保證水下航行器的安全運行，具有十分重要的現(xiàn)實意義。推進電機在發(fā)生諸如堵轉(zhuǎn)、碰撞、過載等故障時，其溫度和振動狀態(tài)往往會發(fā)生較為明顯變化。因此，通過監(jiān)測電機運行時溫度和振動變化，即可實現(xiàn)推進電機故障的監(jiān)測和預警。

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種便攜式自主水下航行器推進電機故障監(jiān)測預警裝置，通過高精度、多功能采樣電路結(jié)合安置在電機本體的溫度傳感器、振動傳感器，實現(xiàn)了推進電機溫度和振動數(shù)據(jù)的采集，進而實現(xiàn)推進電機故障的監(jiān)測和預警。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種便攜式自主水下航行器推進電機故障監(jiān)測預警裝置，其特征在于：包括溫度傳感器、振動傳感器和采樣電路；

所述溫度傳感器采用貼片式三線制電阻溫度傳感器，并通過耐溫粘合劑安裝在電機繞組表面；

所述振動傳感器采用磁吸兩軸式振動傳感器，兩臺振動傳感器分別吸附在便攜式自主水下航行器殼體內(nèi)側(cè)和電機本體上，且兩臺振動傳感器安裝位置連線與便攜式自主水下航行器縱向軸線正交；