一种电机偏心故障检测装置及检测方法与流程

1.本发明涉及一种电机偏心故障检测装置及检测方法，属于电机故障检测领域。


背景技术：

2.在电机运转过程中，随着我国经济的发展，电机广泛应用于航空航天、国防军工和工农业的各个领域。在电机的运行过程中，转子的偏心会造成磁场在整个圆周范围内发生畸变，引起不平衡磁拉力，不平衡磁拉力导致电机的震动、噪声、转矩脉动等问题，影响电机的稳定运行，还可能导致转子和定子接触，使电机失效，严重影响了人们生活的质量。转子的偏心分为动态偏心、静态偏心和混合偏心三种类型，研究表明，在电机的使用过程中电机因动态偏心造成的故障是最多的。电机因为某种原因导致偏心故障，偏心故障会引起电机电磁转矩输出转矩发生变化，损害电机。现有偏心故障检测装置采用的是气隙磁场检测法，装置结构复杂，使用不便。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种电机偏心故障检测装置及检测方法，解决了背景技术中披露的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电机偏心故障检测装置，包括按压物、压力传感器、中央处理器和显示装置；按压物随电机转子转轴旋转，并在离心力的作用下按压压力传感器，其中，按压物所受离心力与电机转子转轴转速和偏心相关；压力传感器连接中央处理器，显示装置连接中央处理器。
5.按压物通过支架设置在电机转子转轴上，支架与电机转子转轴固定，按压物滑移设置在支架上，压力传感器固定在支架上，电机转子转轴从静止到旋转的过程中，按压物滑移至与压力传感器贴靠。
6.按压物为实心球体。
7.包括与电机转子转轴同轴的圆环，圆环与电机转子转轴之间连接有若干径向的连接杆，按压物滑移设置在一连接杆上，并且压力传感器固定在该连接杆外端的圆环上。
8.还包括无线连接的信号发射器和信号接收器，信号发射器设置在支架上，并且与压力传感器连接，信号接收器与中央处理器连接。
9.一种电机偏心故障检测装置的检测方法，包括，实时采集电机平稳放置且稳定运行时的压力传感器信号；将采集的信号与参考信号比对，判断是否出现偏心故障；其中，参考信号为相同转速下正常的同型号电机运转所产生的信号。
10.还包括将实时采集信号的波形和判断结果发送至显示装置显示本发明所达到的有益效果：本发明通过压力传感器感应反应电机转子转轴转速和偏心的信号，通过简单的信号比对，实现偏心故障检测，结构简单，使用方便。
附图说明
11.图1为本发明装置的结构示意图；图2为所涉及的偏心原理图；图3为偏心前后的状态图。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
13.如图1所示，一种电机偏心故障检测装置，包括按压物3、压力传感器4、中央处理器7和显示装置8。按压物3随电机转子转轴2旋转，并在离心力的作用下按压压力传感器4，按压物3所受离心力与电机转子转轴2转速和偏心相关，压力传感器4连接中央处理器7，显示装置8连接中央处理器7。
14.上述装置通过压力传感器4感应反应电机转子转轴2转速和偏心的信号，通过简单的信号比对，实现偏心故障检测，结构简单，使用方便。
15.上述按压物3通过支架设置在电机转子转轴2上，支架与电机转子转轴2固定，按压物3滑移设置在支架上，压力传感器4固定在支架上，电机转子转轴2从静止到旋转的过程中，按压物3滑移至与压力传感器4贴靠。
16.为了不影响电机转子转轴2的转动，支架采用中心对称结构，具体如图1，包括与电机转子转轴2同轴的圆环1，圆环1与电机转子转轴2之间连接有若干径向的连接杆，一般一对连接杆即可，按压物3滑移设置在一连接杆上，并且压力传感器4固定在该连接杆外端的圆环1上。
17.为解决在电场、磁场情况下对本装置部件的影响，上述按压物3采用塑料实心球体，压力传感器4采用陶瓷压力传感器，实心球体可以开孔后套在连接杆上，或者连接杆的中心开孔，球体塞入中心孔，从而实现球体在连接杆上滑移。当电机转子转轴2的转动时，在离心力的作用下，实心球体会滑移至远端按压压力传感器4。
18.为了便于压力传感器4和中央处理器7之间的通信，在两者之间设置了收发装置，具体包括无线连接的信号发射器5和信号接收器6，信号发射器5直接固定在支架上，具体固定在靠近压力传感器4的圆环1上，并且信号发射器5与压力传感器4连接，信号接收器6与中央处理器7连接。信号发射器5将压力传感器4的信号发送信号接收器6，信号接收器6将接收到的信号传输给中央处理器7处理。
19.中央处理器7接收到信号后，会对其进行整理，将整理后的信号发送给显示装置8显示，显示装置8采用常见的显示器，中央处理器7还会将接收的信号与参考信号进行比对，若比对不一致，则判定电机出现偏心故障，将判定结果在显示器上显示。
20.上述电机偏心故障检测装置的检测方法，包括以下步骤：步骤1，实时采集电机平稳放置且稳定运行时的压力传感器4信号；步骤2，将采集信号与参考信号比对，判断是否出现偏心故障，其中，参考信号为相同转速下正常的同型号电机（与待测电机同型号）运转所产生的信号；步骤3，将实时采集信号的波形和判断结果发送至显示装置8显示。
21.电机静态偏心和动态偏心是电机最基本的两种偏心，混合偏心是两种最基本类型
组合。电机的静态偏心是电机定子10、转子9不同心，转子9围绕自身的轴线旋转；电机的动态偏心是电机定子10、转子9不同心，转子9围绕定子10的轴线旋转如图2所示。上述装置可以检测电机的动态偏心及混合偏心故障，如图3所示当电机出现动态偏心或者混合偏心的情况（图中a为偏心后的情况，b为偏心前的情况）时，转子9围绕定子10轴旋转，转子9上固定的按压物3所做的圆周运动的半径会随之改变，则按压物3所受离心力定会改变，所以压力传感器4所受压力就会发生相应的变化，通过中央处理器7处理之后的波形就会发生改变，与之前电机正常情况下波形进行对比，如若不同则电机发生偏心故障或者混合偏心故障。
22.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种电机偏心故障检测装置，其特征在于：包括按压物、压力传感器、中央处理器和显示装置；按压物随电机转子转轴旋转，并在离心力的作用下按压压力传感器，其中，按压物所受离心力与电机转子转轴转速和偏心相关；压力传感器连接中央处理器，显示装置连接中央处理器。2.根据权利要求1所述的一种电机偏心故障检测装置，其特征在于：按压物通过支架设置在电机转子转轴上，支架与电机转子转轴固定，按压物滑移设置在支架上，压力传感器固定在支架上，电机转子转轴从静止到旋转的过程中，按压物滑移至与压力传感器贴靠。3.根据权利要求1或2所述的一种电机偏心故障检测装置，其特征在于：按压物为实心球体。4.根据权利要求2所述的一种电机偏心故障检测装置，其特征在于：包括与电机转子转轴同轴的圆环，圆环与电机转子转轴之间连接有若干径向的连接杆，按压物滑移设置在一连接杆上，并且压力传感器固定在该连接杆外端的圆环上。5.根据权利要求2所述的一种电机偏心故障检测装置，其特征在于：还包括无线连接的信号发射器和信号接收器，信号发射器设置在支架上，并且与压力传感器连接，信号接收器与中央处理器连接。6.基于权利要求1~5任意一项所述的一种电机偏心故障检测装置的检测方法，其特征在于：包括，实时采集电机平稳放置且稳定运行时的压力传感器信号；将采集的信号与参考信号比对，判断是否出现偏心故障；其中，参考信号为相同转速下正常的同型号电机运转所产生的信号。7.根据权利要求6所述的一种电机偏心故障检测装置的检测方法，其特征在于：还包括将实时采集信号的波形和判断结果发送至显示装置显示。

技术总结
本发明公开了一种电机偏心故障检测装置，包括按压物、压力传感器、中央处理器和显示装置；按压物随电机转子转轴旋转，并在离心力的作用下按压压力传感器，其中，按压物所受离心力与电机转子转轴转速和偏心相关；压力传感器连接中央处理器，显示装置连接中央处理器。同时公开了相应的检测方法。本发明通过压力传感器感应反应电机转子转轴转速和偏心的信号，通过简单的信号比对，实现偏心故障检测，结构简单，使用方便。使用方便。使用方便。


技术研发人员：张海军 张明杰 万少华
受保护的技术使用者：湖北文理学院
技术研发日：2021.07.19
技术公布日：2021/11/28