用于检测高速电机的震动频率控制方法及系统与流程

1.本发明涉及高速电机控制技术领域，具体涉及用于检测高速电机的震动频率控制方法及系统。


背景技术：

2.高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机。它们因为转速高，体积远小于功率普通的电机，与原动机相连，取消了传统的减速机构，高速电机转动惯量小等原因，所以具有电机功率密度高，可以有效地节约材料，传动效率高，噪音小，动态响应快等优点，基于此，高速电机被广泛地应用。
3.现有的检测高速电机震动频率控制方法在对高速电机的震动频率进行调节的时候无法排除空载和负载状态高速电机震动频率的变化，因此无法选择一个合理化的调整点对当前状态下的高速电机震动频率进行调节，为了解决上述缺陷，本发明提出了一种解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供用于检测高速电机的震动频率控制方法及系统。
5.本发明所要解决的技术问题为：
6.(1)无法对处于空载和负载状态下的高速电机震动频率进行合理化调节；
7.(2)无法对处于不同转速下的高速电机震动频率进行合理化的调节；
8.(3)无法找到一个合理化的调整点对高速电机的震动频率进行调节。
9.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
10.用于检测高速电机的震动频率控制系统，其特征在于，包括：
11.检测端，用于对高速电机的性能进行检测、高速电机的震动频率进行获取，所述检测端包括第一检测模块和第二检测模块；
12.数据分析模块，用于对检测端检测的数据进行分析获取高速电机震动频率与转速、负载转矩的关联因子均值α与β；
13.调节模块，用于对高速电机的震动频率进行判定调节控制，所述调节模块生成当前状态下高速电机的震动值zd并对震动值zd进行判定，具体判定步骤如下：
14.若zd≥dmax，则判定当前状态下的高速电机震动频率过高，所述调整模块控制变频器对当前状态下的高速电机震动频率进行降低控制；
15.若dmin《zd《dmax，则判定当前状态下的高速电机震动频率正常，所述调整模块不做任何处理；
16.若zd≤dmin，则判定当前状态下的高速电机震动频率异常，所述调整模块控制变频器对当前状态下的高速电机震动频率进行升高控制，所述 dmax为高速电机震动值的预设最大阈值，所述dmin为高速电机震动值的预设最小阈值。
17.进一步的，所述第一检测模块包括高速电机测功机，所述高速电机测功机对高速
电机进行空载、负载点的性能测试，所述高速电机测功机具有定转矩、定转速功能，能对高速电机不稳定区域进行测算的特性。
18.进一步的，所述高速电机测功机在进行性能测试的同时对高速电机的输入电压、电流、功率、功率因素、负载转矩、转速、输出功率和效率进行检测并生成检测数据。
19.进一步的，所述第二检测模块包括震动传感器，所述震动传感器对测试中的高速电机进行震动频率的检测并生成震动频率数据。
20.进一步的，高速电机震动频率与转速的关联因子均值α的生成步骤如下：
21.s11：首先选定一高速电机为待采样电机；
22.s12：进行采样段划分，将一天划分为s个等时长的采样段，一个采样段为60分钟；
23.s13：获取待采样电机在不同的采样段内震动频率与转速、负载转矩的关联因子均值α与β：
24.s131：获取空载下待采样电机震动频率与转速的关联因子α：
25.s1311：进行转速值划分，将一定负载下的待采样电机转速划分为n个等转速值的转速l1、l2、...ln，在本发明的一个实施例中，初始的转速l1为10000转/分钟，转速值为3000转/分钟；
26.s1312：首先选定转速l1，获取不同采样段内待采样电机在该转速l1内的震动频率并标记为f1、f2、...fs，获取该转速l1对应的转速数值z1；
27.根据公式计算获取不同采样段内待采样电机在该转速段内的震动频率的离散值，将i和i1进行大小比较，若i≥i1，按照|fi-f|从大到小的顺序依次删除对应的fi值，计算剩余的i值，并将i 和i1继续进行比较，直至i《i1，所述i1为预设阈值，所述f为参与剩余离散值i计算的fi的平均值；
28.利用公式α1＝z1/f计算获取该转速段下不同采样段内待采样电机的震动频率与转速的关联因子α1；
29.s1313：按照s1312获取不同采样段内待采样电机在不同转速段下的震动频率与转速的关联因子α1、α2、...αn；
30.s1314：利用公式α＝(α1 α2 ... αn)/n，计算获取待采样电机在不同采样段内的震动频率与转速的关联因子均值α。
31.进一步的，当前状态下高速电机的震动值zd的生成步骤如下：
32.s21：所述调整模块获取当前状态下高速电机的转速fd和负载转矩yd；
33.s22：利用公式zd＝fd
×
α yd
×
β计算获取当前状态下高速电机的震动值zd。
34.本发明的有益效果：
35.(1)本发明通过采用高速电机测功机对高速电机进行空载、负载点的性能测试，高速电机测功机具有定转矩、定转速功能，能对高速电机不稳定区域进行测算的特性，避免了无法对处于空载和负载状态下的高速电机数据进行全面采样，导致的数据缺失情况的发生；
36.(2)本发明通过数据分析模块对不同转速下的高速电机震动频率和不同负载状态下的震动频率进行分析获取高速电机震动频率与转速、负载转矩的关联因子均值，避免了调节模块在对高速电机进行震动频率调节过程中自身转速和负载转矩对震动频率的影响
情况的发生；
37.(3)本发明通过调节模块对当前状态下的高速电机震动频率进行一个高低判定，通过判定结果对当前状态下的高速电机进行调整。
附图说明
38.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
39.图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
41.如图1所示，用于检测高速电机的震动频率控制方法及系统，包括检测端、控制器、数据分析模块和调整模块。
42.所述检测端包括第一检测模块、第二检测模块、检测数据库和震动数据库；
43.所述第一检测模块包括高速电机测功机，所述高速电机测功机用于对高速电机进行空载、负载点的性能测试，并且在测试的同时检测高速电机的输入电压、电流、功率、功率因素、负载转矩、转速、输出功率和效率，所述高速电机测功机上设有串行接口，可分手动和自动对高速电机进行检测，并且可对测试时间进行设定，所述高速电机测功机具有定转矩、定转速功能，能对高速电机不稳定区域进行测算的特性；
44.所述高速电机测功机对高速电机的性能进行测试并生成检测数据，所述第一检测模块将检测数据传输到检测数据库，所述检测数据库接收到第一检测模块传输的检测数据并对其进行存储；
45.所述第二检测模块用于对高速电机的震动频率进行检测，所述第二检测调节模块包括震动传感器，所述震动传感器紧贴在高速电机的外壳壁上，所述震动传感器对运行中的高速电机进行震动频率检测并生成该高速电机的震动频率数据，所述第二检测模块将震动频率数据传输到震动数据库中，所述震动数据库接收第二检测模块传输的震动频率数据并对其进行存储。
46.所控制器生成数据获取指令并将其传输到检测端，所述检测端接收到数据获取指令后将其分别传输到检测数据库和震动数据库，所述检测数据库接收到检测端传输的数据获取指令后将存储的数据传输到数据分析模块；
47.所述震动数据库接收到检测端传输的数据获取指令后将存储的数据传输到数据分析模块；
48.所述数据分析模块用于对检测端检测的高速电机的数据进行分析，所述数据分析模块接收检测数据库传输的存储数据和震动数据库传输的存储数据后对其进行分析，具体的分析步骤如下：
49.s11：首先选定一高速电机为待采样电机；
50.s12：进行采样段划分，将一天划分为s个等时长的采样段，一个采样段为60分钟；
51.s13：获取待采样电机在不同的采样段内震动频率与转速、负载转矩的关联因子均值α与β：
52.s131：获取空载下待采样电机震动频率与转速的关联因子α：
53.s1311：进行转速划分，将一定负载下的待采样电机转速划分为n个等转速值的转速l1、l2、...ln，在本发明的一个实施例中，初始的转速l1为10000转/分钟，转速值为3000转/分钟；
54.s1312：首先选定转速l1，获取不同采样段内待采样电机在该转速l1内的震动频率并标记为f1、f2、...fs，获取该转速l1对应的转速数值z1；
55.根据公式计算获取不同采样段内待采样电机在该转速段内的震动频率的离散值，将i和i1进行大小比较，若i≥i1，按照|fi-f|从大到小的顺序依次删除对应的fi值，计算剩余的i值，并将i 和i1继续进行比较，直至i《i1，所述i1为预设阈值，所述f为参与剩余离散值i计算的fi的平均值；
56.利用公式α1＝z1/f计算获取该转速段下不同采样段内待采样电机的震动频率与转速的关联因子α1；
57.s1313：按照步骤s1312获取不同采样段内待采样电机在不同转速段下的震动频率与转速的关联因子α1、α2、...αn；
58.s1314：利用公式α＝(α1 α2 ... αn)/n，计算获取待采样电机在不同采样段内的震动频率与转速的关联因子均值α；
59.s132：获取转速在la的待采样电机在不同采样段内震动频率和负载转矩的关联因子β：
60.s1321：进行负载转矩划分，将待采样电机在不同采样段内的负载转矩划分为y个等负载值的负载转矩y1、y2、...yy；在本发明的一个实施例中，初始的负载转矩y1为500牛顿/米，负载值为50牛顿/米；
61.s1322：首先选定负载转矩y1，获取不同采样段内待采样电机在该负载转矩y1内的震动频率f1、f2、...fy，获取该负载转矩y1对应的负载转矩数值x1；
62.根据公式计算获取不同采样段内待采样电机在该转速段内的震动频率的离散值，将q和q1进行大小比较，若q≥q1，按照|fc-f|从大到小的顺序依次删除对应的fc值，计算剩余的q值，并将q 和q1继续进行比较，直至q《q1，所述q1为预设阈值，所述f为参与剩余离散值q计算的fc的平均值；
63.利用公式β1＝x1/f计算获取该转速段下不同采样段内待采样电机的震动频率与转速的关联因子β1；
64.s1323：按照s1322计算获取不同采样段内待采样段待采样电机的震动频率与负载转矩的关联因子β1、β2、...βy；
65.s1324：利用公式β＝(β1 β2 ... βy)/y，计算获取待采样电机在不同采样段内的震动频率与负载转矩的关联因子均值β；
66.所述控制器生成状态指令并将其传输到检测端，所述检测端获取到当前高速电机的震动频率后生成状态信息并将其传输到调整模块；
67.所述调整模块用于对高速电机的震动频率进行调整，所述调整模块包括变频器，所述调整模块接收到控制器传输的状态信息后生成当前状态下高速电机的震动值zd，生成步骤如下：
68.s21：所述调整模块获取当前状态下高速电机的转速fd和负载转矩yd；
69.s22：利用公式zd＝fd
×
α yd
×
β计算获取当前状态下高速电机的震动值zd；
70.s23：对当前状态下的高速电机震动值zd进行判定，具体判定步骤如下：
71.s321：若zd≥dmax，则判定当前状态下的高速电机震动频率过高，所述调整模块控制变频器对当前状态下的高速电机震动频率进行降低控制；
72.s322：若dmin《zd《dmax，则判定当前状态下的高速电机震动频率正常，所述调整模块不做任何处理；
73.s323：若zd≤dmin，则判定当前状态下的高速电机震动频率异常，所述调整模块控制变频器对当前状态下的高速电机震动频率进行升高控制，所述dmax为高速电机震动值的预设最大阈值，所述dmin为高速电机震动值的预设最小阈值。
74.在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
75.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
76.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。