一种非接触式电机功率损耗测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种非接触式电机功率损耗测量装置，包括：转速测量装置、扭矩测量装置、定子电压电流测量装置、控制器以及监控装置。本实用新型专利技术提供的非接触式电机功率损耗测量装置及方法初次投入成本较低，灵活性强，便于安装更换，功率测量精度高。因利用无线技术使电机在正常生产状态下也可以实现电机功率的测量，大大提高了生产效率，为生产企业带来更大的收益。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种非接触式电机功率损耗测量装置。
技术介绍
在现代飞速发展的企业生产时代，人们对生产效率有着越来越高的要求，不但要 求高效的机械设备外，同时也要求可以实时对生产过程进行监控测量，便于对生产过程的 实时控制，从而使生产更高效。把电机投入生产当中时，对电机的转速、转矩、功率等参数的 实时监控对提高生产效率有着重要作用。 首先，在以往的技术里，测量电机的转速、转矩、功率等参数，通常使用的方法是要 使电机在停止生产的状态下，分别通过转速测量装置、转矩测量装置、测功机测出相关的参 数。这种方法不能使用在电机正常带负载生产工作过程中，这样就在很大程度上降低了生 产的效率。不但如此，对于不便于卸装的大型生产设备，采用上述方法不但有耗费人力物 力，操作性差的特点，而且极有可能会损害生产设备，降低了生产设备的使用寿命。从生产 效益来看，这种方法是不可行的。 再次，监控技术是现代企业生产发展的必然趋势。传统生产中只对机械设备符合 生产要求，忽略了对生产过程的实时监控和控制的模式已不再适用。传统的生产模式，往往 会出现大功率电机拖动小负载的状况，大大提高了生产成本，而且电机长时间工作在欠载 状况下，降低了生产效率。因此，对生产过程的实时监控是现代企业生产的必然要求。而要 实现对生产过程的控制，就必须有一套良好的由上位机与下位机组成的实时监控系统，测 量装置通过测量电机的相关参数，再传输到上位机显示，从而达到实时监控的目的。这样便 可以根据生产要求优化生产结构，使效益最大化。
技术实现思路
本技术提供了一种非接触式电机功率损耗测量装置，通过测量电机的相关参 数，再传输到上位机显示，从而达到实时监控的目的。为了达到上述目的本技术采用如 下技术方案： -种非接触式电机功率损耗测量装置，包括： 转速测量装置，用于在电机运行期间测量齿轮的齿数，并转换成TTL信号，再经处 理后获得转速量； 扭矩测量装置，用于在电机运行期间测量主轴旋转角度，并转换成电信号进行放 大和滤波，再经过A/D转换进行调整，从而获得扭矩数字量； 定子电压电流测量装置，用于检测所述电机运行期间输入端的输入电压、输入电 流和有功功率； 控制器，所述控制器与所述转速测量装置及所述定子电压电流测量装置连接，并 通过无线模块与所述扭矩测量装置连接； 监控装置，所述监控装置与所述控制器连接，对转速量、扭矩数字量、输入电压、输 入电流、有功功率、功率因素、输入功率、输出功率、功率损耗及转速差进行实时显示，并根 据事先决定的控制策略形成输出，直接作用于生产过程。 优选的，所述转速测量装置包括相连接的光电传感器和微型处理器，其中所述光 电传感器对运转过程中驱动电机的齿数测量以获得TTL信号，所述微型处理器用于将所述 TTL信号处理获得转速量。 优选的，所述扭矩测量装置包括依次连接的弹性轴、测量电桥、放大滤波模块、A/ D转换模块，且弹性轴与电机主轴连接，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变 化，应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化，通过对微弱的电信号进行放大和滤波，再经 过A/D转换进行调整，从而实现实时扭矩测量。 优选的，所述无线模块包括第一伪码器、无线发射端、无线接收端以及第二伪码 器，其中所述第一伪码器将所述扭矩测量装置输入的扭矩数字量进行整理加密处理，使之 为加密信号，无线发射端将加密信号高频调整后发出，无线接收端接收加密信号后，输入 至第二伪码器进行解码处理，解码得到的信号再送到所述控制器，并最终在所述监控装置 显不O 优选的，所述定子电压电流测量装置包括与电机输入端电连接的电压电流互感 器，以及用于测量有功功率的功率表。 本技术提供的非接触式电机功率损耗测量装置初次投入成本较低，灵活性 强，便于安装更换，功率测量精度高。因利用无线技术使电机在正常生产状态下也可以实现 电机功率的测量，大大提高了生产效率，为生产企业带来更大的收益。【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分， 并不构成对本技术的不当限定，在附图中： 图1是本技术实施例原理框图； 图2是本技术实施例无线模块原理框图。【具体实施方式】 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此以本技术的示 意性实施例及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。 实施例： 如图1、2所示，一种非接触式电机功率损耗测量装置，包括： 转速测量装置，用于在电机运行期间测量齿轮的齿数，并转换成TTL信号，再经处 理后获得转速量； 扭矩测量装置，用于在电机运行期间测量主轴旋转角度，并转换成电信号进行放 大和滤波，再经过A/D转换进行调整，从而获得扭矩数字量； 定子电压电流测量装置，用于检测所述电机运行期间输入端的输入电压、输入电 流和有功功率； 控制器5,所述控制器5与所述转速测量装置及所述定子电压电流测量装置连接， 并通过无线模块与所述扭矩测量装置连接； 监控装置6,所述监控装置6与所述控制器5连接，对转速量、扭矩数字量、输入电 压、输入电流、有功功率、功率因素、输入功率、输出功率、功率损耗及转速差进行实时显示， 并根据事先决定的控制策略形成输出，直接作用于生产过程。 作为上述实施例方案中的部分优选方案，所述转速测量装置包括相连接的光电传 感器11和微型处理器12,其中所述光电传感器11对运转过程中驱动电机的齿数测量以获 得TTL信号，所述微型处理器12用于将所述TTL信号处理获得转速量。测量电机转速有机 械式、电气式、光电式几种。机械式较简单易行，但精度较低。电气式分为发电机式、电祸流 式等，精度较高，但却产生电磁阻力矩，给转矩的测量带来较大的系统误差。光电数字式检 测是利用光电原理检测转速，它有线性好、分辨力高、测速范围大、抗干扰能力强等优点，而 且不会对电机输出转矩造成损失。 测量原理公式为： 式中：η为转速（r/min) ;N为采样时间内所计脉冲个数；t为采样时间（min) ;m为 电机齿轮每旋转一周所产生的脉冲个数（即测试齿轮的齿数）。通过改变程序内单片机采 样周期以及改变m，可满足不同测量对象的转速测试要求 作为上述实施例方案中的部分优选方案，所述扭矩测量装置包括依次连接的弹性 轴21、测量电桥22、放大滤波模块23、A/D转换模块24,且弹性轴21与电机主轴连接，当弹 性轴21受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，应变电桥电阻的变化转变为电信号 的变化，通过对微弱的电信号进行放大和滤波，再经过A/D转换进行调整，从而实现实时扭 矩测量。转矩的测量，可分为传递法、平衡力法及能量转化法。平衡力法是通过外加已知的 与被测转矩方向相反的转矩，当传动轴静止或匀速转动时，外加转矩与被测转矩相等。这 种方法简单，但必须通过另外一种方法测量外加的转矩或力及力臂，这样会对测量引入一 定的累计误差。能量转化法是通过利用能量守恒的原理间接测量转矩，不易实现。传递法是 将被测转矩传递到弹性元件上，根据弹性元件物理参数的变化来测量转矩的方法。变化的 参数可以是变形、应力、或应变等（由于应变较变形、应力更容易测量，这里采用应变法）， 使用的弹性元件是扭轴。所产生的应变可以引当前第1页1 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式电机功率损耗测量装置，其特征在于包括：转速测量装置，用于在电机运行期间测量齿轮的齿数，并转换成TTL信号，再经处理后获得转速量；扭矩测量装置，用于在电机运行期间测量主轴旋转角度，并转换成电信号进行放大和滤波，再经过A/D转换进行调整，从而获得扭矩数字量；定子电压电流测量装置，用于检测所述电机运行期间输入端的输入电压、输入电流和有功功率；控制器，所述控制器与所述转速测量装置及所述定子电压电流测量装置连接，并通过无线模块与所述扭矩测量装置连接；监控装置，所述监控装置与所述控制器连接，对转速量、扭矩数字量、输入电压、输入电流、有功功率、功率因素、输入功率、输出功率、功率损耗及转速差进行实时显示，并根据事先决定的控制策略形成输出，直接作用于生产过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建晖，张立，朱厚耀，周鉴潮，越沛宏，陈东，黄梓航，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：广东;44