一种电机多偏心故障模拟方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电机多偏心故障模拟方法与装置，沿试验电机的轴向两侧左右对称布置，每侧直线步进电机支架上各连接一个左右水平的直线步进电机，每侧的直线步进电机各带动一个左右水平的直线步进电机螺杆轴向运动，每侧的滑动槽各连接一个能够沿滑动槽前后滑动的试验电机支架，试验电机轴的左右两端分别穿过同侧的试验电机支架，每侧的直线步进电机螺杆均固定连接同侧的试验电机支架；通过ARM控制模块驱动直线步进电机实现静态偏心故障、动态偏心故障、对称斜偏心故障和复合偏心故障等多种偏心故障的动态模拟，通过在线控制直线步进电机螺杆移动的距离在线改变偏心故障的程度，实现各偏心故障程度的定量模拟。

A Simulating Method and Device for Multi-eccentricity Fault of Motor

【技术实现步骤摘要】
一种电机多偏心故障模拟方法与装置
本专利技术涉及电机故障诊断
，具体是对电机多偏心故障的动态模拟装置及方法。
技术介绍
在电机的所有故障中，机械类的故障占60%，又有80%的机械故障会导致电机偏心，因此有必要对电机的偏心故障进行早期的在线监测，以便采取措施提高电机的可靠性。目前，针对电机机械类的轴承故障的模拟，一般是采用外加转矩振动的方式来模拟轴承故障，这种利用纯机械结构模拟轴承故障，操作复杂，而且目前还未文献资料记载过针对电机气隙偏心故障的模拟。转子偏心故障作为一种常见故障，在电机故障中占很大比例，虽然对电机的转子偏心故障诊断和在线检测的方法类方案较多，但是未见有效的实验装置对电机偏心故障进行模拟，使得电机的偏心故障诊断研究难以深入，尤其是对电机动态偏心故障诊断的研究。由于电机的故障发生都是随机的，为解决故障的诊断问题，要使电机自然发生某种指定故障，具有很大的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出了一种电机多偏心故障的模拟方法与装置，在线改变电机的偏心故障，实现故障类型动态模拟和故障程度模拟。本专利技术提出的一种电机多偏心故障的模拟装置采用的技术方案是：该装置沿试验电机的轴向两侧左右对称布置，试验电机左右水平布置，该装置的左右两侧底部各是一个水平的底座，每侧的底座上方固定连接一个竖直的直线步进电机支架，每侧的直线步进电机支架上各连接一个左右水平的直线步进电机，每侧的直线步进电机各带动一个左右水平的直线步进电机螺杆轴向运动；每侧的所述底座的上表面各开有一个前后水平的滑动槽，每侧的滑动槽各连接一个能够沿滑动槽前后滑动的试验电机支架；试验电机的试验电机轴的左右两端分别穿过同侧的所述试验电机支架，每侧的所述直线步进电机螺杆均固定连接同侧的所述试验电机支架；在所述底座与同侧的试验电机支架之间各设一个光电传感器，一个光电传感器由发光部件和接收部件组成，一个移动滑块一端固定连接试验电机支架，另一端能伸向同侧的发光部件和接收部件之间；两个所述直线步进电机、光电传感器均连接ARM控制模块。在每侧的所述试验电机支架上各固定连接一个电磁铁支架，电磁铁支架和同侧的直线步进电机分别位于试验电机支架的前后两侧，每个电磁体支架上固定连接一个电磁线圈，每个电磁线圈绕在一个竖直的电磁铁芯，每个电磁铁芯的下端均与左侧的滑动槽相接触；每个电磁线圈均连接ARM控制模块。本专利技术提出的一种电机多偏心故障的模拟装置的模拟方法采用的技术方案是包括：步骤A：ARM控制模块同时控制两侧的直线步进电机行走步，L是直线步进电机每步走的距离，e电机的转子中心O与定子中心的偏心距离e，两侧的试验电机支架在对应的滑动槽上同时滑动所需的偏心距离e，使试验电机处于静偏心故障状态；步骤B：ARM控制模块同时控制两侧的直线步进电机向前行走m步，经过周期T后同时控制两侧的直线步进电机向后行走m步，再经周期T后，再同时控制两侧的直线步进电机向前行走m步，如此反复，完成动态偏心故障模拟；步骤C：ARM控制模块控制左侧的所述直线步进电机向前行走n步，右侧的所述直线步进电机向后行走步，S是定子的轴向中心点到电机一端的轴承端部中心的距离，α是转子轴与定子轴之间的角度，两侧的试验电机支架在对应的滑动槽上分别向相互反方向滑动垂直偏移距离，使试验电机处于对称斜偏心故障状态；步骤D：ARM控制模块控制左侧的直线步进电机向前行走n步，右侧的直线步进电机向后行走n步，然后同时控制两侧的直线步进电机同时向前行走m步，使试验电机同时存在静态偏心与对称斜偏心故障状态。本专利技术采用上述技术方案后的优点是：本专利技术通过ARM控制模块驱动直线步进电机，可实现静态偏心故障、动态偏心故障、对称斜偏心故障和复合偏心故障等多种偏心故障的动态模拟，可以通过在线控制直线步进电机螺杆移动的距离，在线改变偏心故障的程度，实现各偏心故障程度的定量模拟。附图说明图1为本专利技术提出的一种电机多偏心故障动态模拟装置的结构示意图；图2为图1中光电传感器的装配结构放大图；图3为图1所示装置的控制框图；图4为电机存在静态偏心故障时的原理示意图；图5为电机存在动态偏心故障时的原理示意图；图6为电机存在对称斜偏心故障时的原理示意图；图7为电机同时存在静态偏心和对称斜偏心的原理示意图；附图中各部件的序号和名称：1.试验电机；2.试验电机轴；3.固定电机的六角螺母；4.试验电机半圆形座；5.右侧直线步进电机支架；6.右侧直线步进电机法兰；7.右侧直线电步进机；8.右侧直线步进电机螺杆；9.右侧螺杆连接法兰；10.右侧试验电机支架；11.右侧电磁线圈；12.右侧电磁铁支架；13.右侧电磁铁芯；14.右侧底座；15.左侧直线步进电机支架；16.左侧直线步进电机法兰；17.左侧直线步进电机；18.左侧直线步进电机螺杆；19.左侧螺杆连接法兰；20.左侧试验电机支架；21.左侧电磁线圈；22.左侧电磁铁支架；23.左侧电磁铁芯；24.左侧底座；25.光电传感器；26.滑动槽；27.移动滑块；28.光电传感器发光部件；29.光电传感器接收部件。具体实施方式参见图1，试验电机1本身左右水平布置，置放在试验电机半圆形座4上。本专利技术一种电机多偏心故障动态模拟装置沿试验电机1的轴向两侧左右对称布置，两侧的结构和安装方法完全相同。其左右两侧的底部各是水平放置的底座，分别是结构相同的左侧底座24及右侧底座14，每个底座上方固定连接竖直的直线步进电机支架，分别是左侧底座24固定连接左侧直线步进电机支架15，右侧底座14固定连接右侧直线步进电机支架5。左侧底座24、右侧底座14在半圆形底座4的左右两侧并且与半圆形座4固定连接在一起。左侧直线步进电机支架15经过左侧直线步进电机法兰16固定连接左右水平的左侧直线步进电机17。右侧直线步进电机支架5经过右侧直线步进电机法兰6固定连接左右水平的右侧直线步进电机7。在左侧底座24与右侧底座14的上表面上分别开有一个前后水平的滑动槽26，滑动槽26与试验电机1的中心轴在空间垂直。左侧的滑动槽26的上方滑动连接左侧试验电机支架20，右侧的滑动槽26的上方连接滑动连接右侧试验电机支架10，试验电机支架能够在对应的滑动槽26上前后滑动。试验电机1的试验电机轴2的左右两端分别穿过同侧的左侧试验电机支架20与右侧试验电机支架10，调整试验电机1的位置至左右两侧对称后，用前后两侧固定电机的六角螺母3将试验电机1固定在试验电机半圆形座4上，在左侧直线步进电机17和右侧直线步进电机7中各内置一个带内螺纹的转子，带内螺纹的转子与对应的左右水平布置的左侧直线步进电机螺杆18和右侧直线步进电机螺杆8相啮合，左侧直线步进电机17和右侧直线步进电机7工作时，带动带内螺纹的转子旋转，从而分别带动左侧直线步进电机螺杆18、右侧直线步进电机螺杆8实现左右方向的线性运动，即螺杆的轴向运动。左侧直线步进电机螺杆18从左侧直线步进电机17中伸出，并通过左侧螺杆连接法兰19连接左侧试验电机支架20。右侧直线步进电机螺杆8从右侧直线步进电机7中伸出。并通过右侧螺杆连接法兰9固定连接右侧试验电机支架10。左侧螺杆连接法兰19、右侧螺杆连接法兰9的安装厚度比左侧直线步进电机法兰16、右侧直线步进电机法兰6的安装厚度大，可增大螺杆与左侧螺杆连接法兰19和右侧螺杆连接法兰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机多偏心故障模拟装置，该装置沿试验电机的轴向两侧左右对称布置，试验电机左右水平布置，其特征是：该装置的左右两侧底部各是一个水平的底座，每侧的底座上方固定连接一个竖直的直线步进电机支架，每侧的直线步进电机支架上各连接一个左右水平的直线步进电机，每侧的直线步进电机各带动一个左右水平的直线步进电机螺杆轴向运动；每侧的所述底座的上表面各开有一个前后水平的滑动槽（26），每侧的滑动槽（26）各连接一个能够沿滑动槽（26）前后滑动的试验电机支架；试验电机的试验电机轴的左右两端分别穿过同侧的所述试验电机支架，每侧的所述直线步进电机螺杆均固定连接同侧的所述试验电机支架；在所述底座与同侧的试验电机支架之间各设一个光电传感器（25），一个光电传感器（25）由发光部件（28）和接收部件（29）组成，一个移动滑块（27）一端固定连接试验电机支架，另一端能伸向同侧的发光部件（28）和接收部件（29）之间；两个所述直线步进电机、光电传感器（25）均连接ARM控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种电机多偏心故障模拟装置，该装置沿试验电机的轴向两侧左右对称布置，试验电机左右水平布置，其特征是：该装置的左右两侧底部各是一个水平的底座，每侧的底座上方固定连接一个竖直的直线步进电机支架，每侧的直线步进电机支架上各连接一个左右水平的直线步进电机，每侧的直线步进电机各带动一个左右水平的直线步进电机螺杆轴向运动；每侧的所述底座的上表面各开有一个前后水平的滑动槽（26），每侧的滑动槽（26）各连接一个能够沿滑动槽（26）前后滑动的试验电机支架；试验电机的试验电机轴的左右两端分别穿过同侧的所述试验电机支架，每侧的所述直线步进电机螺杆均固定连接同侧的所述试验电机支架；在所述底座与同侧的试验电机支架之间各设一个光电传感器（25），一个光电传感器（25）由发光部件（28）和接收部件（29）组成，一个移动滑块（27）一端固定连接试验电机支架，另一端能伸向同侧的发光部件（28）和接收部件（29）之间；两个所述直线步进电机、光电传感器（25）均连接ARM控制模块。2.根据权利要求1所述的一种电机多偏心故障模拟装置，其特征是：在每侧的所述试验电机支架上各固定连接一个电磁铁支架，电磁铁支架和同侧的直线步进电机分别位于试验电机支架的前后两侧，每个电磁体支架上固定连接一个电磁线圈，每个电磁线圈绕在一个竖直的电磁铁芯，每个电磁铁芯的下端均与左侧的滑动槽（26）相接触；每个电磁线圈均连接ARM控制模块。3.根据权利要求1所述的一种电机多偏心故障模拟装置，其特征是：所述直线步进电机螺杆通过法兰连接同侧的试验电机支架。4.一种如权利要求1所述的一种电机多偏心故障模拟装置的模拟方法，其特征是包括：步骤A：ARM控制模块同时控制两侧的直线步进电机行走步，L是直线步进电机每步走的距离，e电机的转子中心O与定子中心的偏心距离e，两侧的试验电机支...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，张业成，张荣标，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32