[發(fā)明專利]一種電機(jī)振動(dòng)特征頻率的檢測裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN107246948B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃健哲;閆東生;王東華;盧熙群;吳江飛;焦殿霖;孔德峰;郝玉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明的一種電機(jī)振動(dòng)特征頻率的檢測裝置，包括安裝基座、飛輪盤、配重質(zhì)量塊、氣浮軸承、彈性聯(lián)軸器、承載軸、加速度傳感器、振動(dòng)測試分析儀、隔振器；電機(jī)通過隔振器安裝在安裝基座上，電機(jī)軸通過彈性聯(lián)軸器與承載軸相連；承載軸由氣浮軸承支撐；承載軸上安裝飛輪盤，飛輪盤上沿徑向均勻分布有慣量調(diào)孔，慣量調(diào)孔安裝配重質(zhì)量塊；加速度傳感器安裝于電機(jī)外表面，經(jīng)由導(dǎo)線與振動(dòng)測試分析儀相連。本發(fā)明裝置安裝調(diào)整方便、測試成本低，外界振動(dòng)對(duì)電機(jī)測試振動(dòng)影響小，可采樣時(shí)間長、分離快速，負(fù)載慣量可調(diào)節(jié)，重復(fù)性好，只進(jìn)行一次信號(hào)連續(xù)采集即可檢測分離出電磁激勵(lì)頻率、固有頻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)振動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種電機(jī)振動(dòng)特征頻率的檢測裝置，本發(fā)明也涉及一種電機(jī)振動(dòng)特征頻率的檢測方法。

背景技術(shù)

電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力源在工程應(yīng)用十分常見，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、使用壽命長而占有舉足輕重的地位，應(yīng)用極為廣泛。隨著生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)可靠性要求的日益提高，很多電機(jī)需要對(duì)其運(yùn)行的可靠性進(jìn)行檢測，電機(jī)的特征頻率是重要的考察對(duì)象。由于運(yùn)行模式的多樣性，在檢測和故障診斷過程中，需要針對(duì)不同的運(yùn)行模式采用不同的方法來提取故障特征。往往需要測試電機(jī)的特征頻率，包括軸頻、電磁激勵(lì)頻率、固有頻率，但電機(jī)運(yùn)行時(shí)這些特征頻率摻雜在一起，不易分辨。對(duì)固有頻率的提取，通常采用靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)對(duì)其進(jìn)行錘擊法模態(tài)測試，來獲得其固有頻率，雖然精確但費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

祝長生等在《負(fù)載對(duì)異步電機(jī)噪聲的影響》一文中指出電機(jī)在通電前是一個(gè)純機(jī)械系統(tǒng)，通電后系統(tǒng)不再是一個(gè)純機(jī)械系統(tǒng)，而變?yōu)橐粋€(gè)復(fù)雜的機(jī)電耦合系統(tǒng)，它的聲振特性不僅與其結(jié)構(gòu)本身的剛度、質(zhì)量、阻尼因素有關(guān)，而且還受到電機(jī)中電磁力的影響。所以對(duì)電磁力頻率的提取很有必要。李香蓮在《機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的視頻分析》一文中指出機(jī)械特征頻率的提取方法，但對(duì)電動(dòng)機(jī)電磁頻率的提取方法及裝置未見相關(guān)說明。

一般情況下，針對(duì)電磁激勵(lì)頻率提取通常采用降壓法、斷電法。降壓法是指對(duì)比電機(jī)在不同電壓下運(yùn)行的響應(yīng)信號(hào)的方法，即電機(jī)正常電壓運(yùn)行時(shí)采集一組信號(hào)，電機(jī)改變電壓后采集另一組信號(hào)，將這兩組時(shí)域信號(hào)分別做快速傅里葉變換，得到頻域信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比分析出電磁激勵(lì)頻率。這種方法需要進(jìn)行兩次測試，分別進(jìn)行快速傅里葉變換處理，比較繁瑣。斷電法是指電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)采集一組信號(hào)，斷電后采集另一組信號(hào)，將兩組時(shí)域信號(hào)分別做快速傅里葉變換，得到頻域信號(hào)，進(jìn)行對(duì)比，同樣需要測試兩次，分別比對(duì)尋找不同的頻率來判斷，較為繁瑣。且斷電后轉(zhuǎn)速會(huì)有下降，造成識(shí)別的頻率不準(zhǔn)確。

此外，目前測試電機(jī)電磁激勵(lì)頻率的裝置只是將電機(jī)安裝在基礎(chǔ)臺(tái)架上，沒能將基礎(chǔ)臺(tái)架的振動(dòng)與電機(jī)的振動(dòng)很好的隔離，負(fù)載支撐易引入其他支撐件的振動(dòng)，而且斷電后電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較短，不能進(jìn)行足夠長時(shí)間的數(shù)據(jù)采集，測試出的結(jié)果比較粗略；模態(tài)頻率通常采用錘擊法測出，耗時(shí)較長。理論上，當(dāng)固有頻率已知時(shí)，用中心頻率等于該固有頻率的帶通濾波器把該固有振動(dòng)分離出來，然后，通過包絡(luò)解調(diào)得到包含故障特征信息的包絡(luò)信號(hào)。然而，在工程應(yīng)用中，由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往無法獲取設(shè)備各個(gè)部分準(zhǔn)確的特征頻率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速、精確檢測出電機(jī)的電磁激勵(lì)頻率和固有頻率的電機(jī)特征頻率的檢測裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種電機(jī)振動(dòng)特征頻率的檢測方法。

本發(fā)明的一種電機(jī)振動(dòng)特征頻率的檢測裝置，包括安裝基座、飛輪盤、配重質(zhì)量塊、氣浮軸承、彈性聯(lián)軸器、承載軸、加速度傳感器、振動(dòng)測試分析儀、隔振器；

電機(jī)通過隔振器安裝在安裝基座上，電機(jī)軸通過彈性聯(lián)軸器與承載軸相連；承載軸由氣浮軸承支撐；承載軸上安裝飛輪盤，飛輪盤上沿徑向均勻分布有慣量調(diào)孔，所述配重質(zhì)量塊安裝于慣量調(diào)孔內(nèi)；所述加速度傳感器安裝于電機(jī)外表面，經(jīng)由導(dǎo)線與振動(dòng)測試分析儀相連。

本發(fā)明的一種電機(jī)振動(dòng)特征頻率的檢測裝置還可以包括：

1.飛輪盤端面為圓形，直徑為電機(jī)機(jī)殼外圓直徑的1/2～2/3，圓面每間隔45°有一列慣量調(diào)節(jié)孔，每列有四個(gè)螺紋孔且為等間距布置。