[發(fā)明專利]軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711328217.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107907334A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金曉航;許壯偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/04
• 分類號(hào): G01M13/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)軸承，尤其是永磁發(fā)電機(jī)軸承，涉及一種軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)。

背景技術(shù)

軸承是發(fā)電機(jī)中的一個(gè)關(guān)鍵部件，軸承失效會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)電機(jī)失效，因此有必要對(duì)軸承發(fā)生故障的原因、機(jī)理，性能衰退過(guò)程等進(jìn)行研究。當(dāng)前，對(duì)軸承失效的研究主要從潤(rùn)滑不當(dāng)、載荷過(guò)大引起的疲勞磨損等方面進(jìn)行的。隨著電力電子技術(shù)在發(fā)電機(jī)控制中的廣泛應(yīng)用以及發(fā)電機(jī)本身的絕緣破損、老化，接地不良等原因，容易產(chǎn)生軸電流，引發(fā)軸承故障，進(jìn)而導(dǎo)致軸承失效。

發(fā)明內(nèi)容

為研究由軸電流引起的發(fā)電機(jī)軸承故障，本發(fā)明提供一個(gè)軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)，研究由軸電流原因引起的發(fā)電機(jī)軸承故障，進(jìn)而導(dǎo)致軸承性能衰退直至失效的軸承性能退化過(guò)程。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)，包括底座、直流無(wú)刷電機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)、聯(lián)軸器、電刷、電機(jī)調(diào)速裝置、直流電源、外接電源、電能消耗裝置和信號(hào)采集系統(tǒng)，所述底座上放置直流無(wú)刷電機(jī)與永磁發(fā)電機(jī)，所述直流無(wú)刷電機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)用聯(lián)軸器連接，所述電刷與聯(lián)軸器均和永磁發(fā)電機(jī)中間的軸相接觸，所述電機(jī)調(diào)速裝置在所述直流無(wú)刷電機(jī)右側(cè)，電機(jī)調(diào)速裝置包括電機(jī)控制器和單片機(jī)，所述電機(jī)控制器固定在底座上，單片機(jī)與電機(jī)控制器的PWM信號(hào)接收模塊相連；所述永磁發(fā)電機(jī)的輸出端與所述電能消耗裝置連接，所述信號(hào)采集系統(tǒng)由用于采集永磁發(fā)電機(jī)的振動(dòng)和電流信號(hào)的傳感器和用于接收傳感器采集到的信號(hào)的數(shù)據(jù)采集卡組成；所述外接電源經(jīng)所述電刷、所述軸、所述軸承和所述永磁發(fā)電機(jī)構(gòu)成回路。

本發(fā)明中，電流從所述外接電源流出經(jīng)過(guò)所述電刷、所述軸、所述軸承和所述永磁發(fā)電機(jī)構(gòu)成回路；由于其他部分的絕緣與斷路，故所述回路唯一，所述回路中電流經(jīng)過(guò)所述軸承后對(duì)所述軸承造成故障進(jìn)而引發(fā)其性能退化，以此模擬發(fā)電機(jī)軸承由軸電流原因引起的軸承失效。

進(jìn)一步，所述直流無(wú)刷電機(jī)由所述電機(jī)調(diào)速裝置控制，所述電機(jī)調(diào)速裝置由所述單片機(jī)控制，所述單片機(jī)在燒寫(xiě)進(jìn)的程序控制下輸出占空比動(dòng)態(tài)變化的PWM波，所述PWM波決定所述直流無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

再進(jìn)一步，所述傳感器包括振動(dòng)傳感器和電流探頭，所述振動(dòng)傳感器安裝固定在絕緣墊片上，所述絕緣墊片固定在所述永磁發(fā)電機(jī)上，所述電流探頭夾在所述永磁發(fā)電機(jī)的一相輸出上。

更進(jìn)一步，所述電能消耗裝置包括整流器和水泥電阻，所述永磁發(fā)電機(jī)的輸出端與所述整理器、水泥電阻形成消耗回路。所述整流器將所述永磁發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，所述直流電流過(guò)水泥電阻后，電能以熱能的形式消耗。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：(1)裝置易于控制，用已經(jīng)燒寫(xiě)入單片機(jī)的程序控制PWM信號(hào)的占空比，進(jìn)而控制直流無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速，讓其變轉(zhuǎn)速運(yùn)行，也可以通過(guò)改編程序控制直流無(wú)刷電機(jī)讓其在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)不同工況下軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的研究分析；(2)通過(guò)改變外接電源的輸入電壓大小，或改變輸入電流類型，實(shí)現(xiàn)利用不同電流大小、類型對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的研究分析；(3)裝置同時(shí)采集發(fā)電機(jī)的振動(dòng)和電流信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)軸承的實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)能在上位機(jī)上實(shí)時(shí)顯示，可有效避免利用單一信號(hào)分析對(duì)發(fā)電機(jī)軸承健康狀況的誤判。

附圖說(shuō)明

圖1為軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)主視圖；

圖2為軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)俯視圖；

圖3為軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)剖視圖；

圖4為軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)軸二側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照附圖1～圖4，一種軸電流對(duì)發(fā)電機(jī)軸承性能退化影響的模擬平臺(tái)，包括底座、直流無(wú)刷電機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)、聯(lián)軸器、電刷、電機(jī)調(diào)速裝置、直流電源、外接電源、電能消耗裝置和信號(hào)采集系統(tǒng)，所述底座上放置直流無(wú)刷電機(jī)與永磁發(fā)電機(jī)，所述直流無(wú)刷電機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)用聯(lián)軸器連接，所述電刷與聯(lián)軸器均和永磁發(fā)電機(jī)中間的軸相接觸，所述電機(jī)調(diào)速裝置在所述直流無(wú)刷電機(jī)右側(cè)，電機(jī)調(diào)速裝置包括電機(jī)控制器和單片機(jī)，所述電機(jī)控制器固定在底座上，單片機(jī)與電機(jī)控制器的PWM信號(hào)接收模塊相連，所述永磁發(fā)電機(jī)的輸出端與所述電能消耗裝置連接，所述信號(hào)采集系統(tǒng)由用于采集永磁發(fā)電機(jī)的振動(dòng)和電流信號(hào)的傳感器和用于接收傳感器采集到的信號(hào)的數(shù)據(jù)采集卡組成；所述外接電源經(jīng)所述電刷、所述軸、所述軸承和所述永磁發(fā)電機(jī)構(gòu)成回路。