用于评估电动机的振动行为的方法和系统技术方案

公开了一种用于评估电动机的振动行为的方法。该方法包括以下步骤：通过使用电动机(1)的振动传感器(5)测量该电动机(1)的振动的加速度和/或速度来确定该电动机(1)的振动值，其中振动在至少一个方向上被测量，所述振动值表示在该至少一个方向上测得的振动值中的每一者，确定该电动机的当前转速(n)，将所述振动值与该当前转速的参考值进行比较，以及基于该振动值与该参考值的比较确定用于评估该电动机的该振动行为的评估测量。此外，公开了一种相应的电动机(1)以及一种由电动机(1)和测试系统(2)组成的系统，利用该系统可以校准该电动机(1)的该振动行为并可以生成参考值。机(1)的该振动行为并可以生成参考值。机(1)的该振动行为并可以生成参考值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于评估电动机的振动行为的方法和系统
[0001]本专利技术涉及一种用于评估电动机振动行为的方法和系统。本专利技术进一步涉及一种特别用于执行该方法的电动机以及具有此类电动机的风扇。
[0002]电动机在其运行期间经受各种类型的振动。这些振动可由电动机本身、由驱动负载、或由该电动机被安装在其中的环境导致。例如，当电动机是风扇的组件时，叶轮的不平衡可生成振动。另外，可以例如由脉动的DC母线电压引发的不均匀驱动转矩可进一步加剧振动。如果风扇安装在同样暴露于振动的工业环境中，则会产生进一步的振动。
[0003]在交付给客户之前或在安装到外壳中之前，电动机或风扇通常通过减少非对称重量分布或其他产生振动的情况被动态地平衡。然而，在安装在外壳中期间、在运输到客户期间、在客户申请安装期间、或者在终端客户处进行安装期间可能已经出现损坏，这些损坏可能会影响平衡质量。当风扇在具有附着污垢的环境中(诸如在农业中或者在严重腐蚀的环境中)运行时，平衡质量也受到风机使用寿命的影响。
[0004]不平衡导致振动增加，这进而给电动机的组件带来沉重负载。例如，与振动较少的系统相比，轴承经受多得多的来自振动的应力。另一方面，振动给集成在电动机中的电子装置带来了应变。这可导致焊接松动、组件损坏、或甚至电路板损坏。总之，高水平的振动可导致电动机和/或其组件的使用寿命被显著减少。
[0005]EP 2972431 B1公开了具有监测电机轴承的功能的电动机。出于该目的，振动传感器被附连到定子法兰的背离转子的一侧，并且测量电动机的振动。以此方式，可以识别出电动机的轴承是否出现问题。然而，关于电动机的振动行为只能作出有限的声明。
[0006]因此，本专利技术的目的是提供上文提及的类型的方法和系统，以及以此方式配置和开发电动机和风扇，使得能够对电动机的振动行为作出可靠的声明。
[0007]根据本专利技术，前述目的通过权利要求1的特征来实现。因此，所讨论的方法包括以下步骤：
[0008]通过使用电动机的振动传感器测量电动机的振动的加速度和/或速度来确定电动机的振动值，其中振动在至少一个方向上被测量，并且其中振动值表示在至少一个方向上测得的振动值中的每一者，
[0009]确定该电动机的当前转速，
[0010]将振动值与当前转速的参考值进行比较，以及
[0011]基于振动值与参考值的比较确定用于评估电动机的振动行为的评估测量。
[0012]关于电动机，上述目的通过权利要求14的特征来实现。相应地，除了定子和相对于定子可旋转地安装的转子之外，电动机进一步包括：
[0013]振动传感器，其被配置成测量电动机在至少一个方向上的振动，
[0014]转速确定单元，其被配置成确定电动机的当前转速，
[0015]比较器，其将借助于振动传感器确定的振动值与当前转速的参考值进行比较，以及
[0016]评估单元，其被配置成基于比较器的比较结果来确定用于评估振动行为的评估测量。
[0017]关于风扇，上述目的通过权利要求16的特征来实现。因此，风扇包括根据本专利技术的电动机和叶轮，该叶轮被连接到电动机的转子。
[0018]关于系统，上述目的通过权利要求17的特征来实现。因此，该系统包括：
[0019]根据本专利技术的电动机，
[0020]测试系统，其被配置用于电动机的可变转速控制，并且包括用于测量电动机的振动的至少一个测试传感器，
[0021]其中电动机与测试系统以使电动机的振动可由该至少一个测试传感器测量的方式连接，以及
[0022]其中该系统被配置成借助于该至少一个测试传感器并借助于该电动机的振动传感器针对该电动机的若干不同的转速来测量振动。
[0023]根据本专利技术，首先认识到，当振动行为被评估为电动机的当前转速的函数时，可以特别可靠地评估电动机的振动行为。以此方式，不仅可以标识电动机的共振频率，而且还可以识别电动机的极限负载，例如作为过度失衡的结果。出于此目的，根据本专利技术，通过测量电动机的振动的加速度和/或速度来测量电动机的振动值。出于此目的，使用集成在电动机中或振动地耦合到该电动机的振动传感器。振动传感器测量在至少一个方向上的振动。如果仅在一个方向上测量振动，那么简单的单轴传感器就足够了。而在若干方向上进行测量的情形中，这可以通过振动传感器为多轴传感器来实现。另一方面，振动传感器可以由若干单独的传感器形成，这些传感器测量不同方向上的振动。这些测得值被用于生成电动机的振动值。振动值表示在至少一个方向上测得的振动值中的每一者。这通常意味着振动值是由值的元组形成的，例如就像向量一样。然而，也可能存在其中各个方向上的绝对值不重要的应用。在此类情形中，振动值还可以由一量来形成,针对该量例如在向量相加的意义上对各个方向上的各个振动值相加。
[0024]在另一步骤中，确定电动机的当前转速。在此情形中，应在时间上接近地执行对速度的确定和对振动值的确定。在测量振动时，应确保经确定的转速实际上是当前的转速。对于低转速变化的电动机，可以在相对较大的时间间隔内执行对转速的确定来测量振动。在确定转速和测量振动之间可能有几分钟或甚至几小时。然而，在大多数情形中，对转速的确定和对振动的测量以较短的间隔进行，优选在10秒以内、特别优选在1秒以内、最优选在0.1秒以内。为了确定当前转速，专用的转速传感器可被使用。另一方面，转速可以从电动机的其他量得出。转速值可以从电机电子装置中获得或从电源电压的频率中导出。确定电动机转速的适当方法在实践中是众所周知的。
[0025]利用经确定的当前转速，确定或加载参考值并将其与特定的振动值进行比较。在此情形中，参考值与相应的相关联的转速的列表可被存储在存储器中，并且可以基于当前转速从该列表中加载参考值。还可以设想，参考值作为转速的函数被存储在存储器中，其中该函数可以是实际行为的近似值和/或可以被分段定义。然后，确定参考值将包括以当前转速作为变量来计算函数。但是，参考值也可以来自测试系统的一个或多个测试传感器，该测试系统与电动机的振动传感器同时或在时间上接近地测量电动机的振动。以此方式，根据本专利技术的方法既可以用于电动机的额定运行中，也可以用于测试系统的校准运行中。
[0026]从经确定的振动值和(经确定的)参考值的比较中，确定代表电动机的振动行为的评估测量。基于此评估测量，可以确定电动机是否存在临界振动行为或电动机是否在可接
受的振动极限内运行。以此方式，不仅可以评估由轴承触发的振动行为，而且可以评估由负载(例如不平衡的风扇的叶轮)或安装环境所生成的振动。由于在电动机的额定运行期间，对于引起振动的电动机的不可接受的高振动负载最终具有次要的重要性，所以根据本专利技术的方法可以充分地评估电动机的振动行为。
[0027]当在测试系统的校准运行期间使用根据本专利技术的方法时，评估测量可以指示电动机的振动如何影响电动机的振动传感器和测试传感器的传感器信号。评估测量例如可以指示电动机的振动传感器是否正确运行和/或各个振动如何影响电动机的振动传感器的传感器信号和/或振动值可被置于振动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于评估电动机的振动行为的方法，包括以下步骤：通过使用电动机(1)的振动传感器(5)测量所述电动机(1)的振动的加速度和/或速度来确定所述电动机(1)的振动值，其中振动在至少一个方向上被测量，以及其中所述振动值表示在至少一个方向上测得的振动值中的每一者，确定所述电动机的当前转速(n)，将所述振动值与所述当前转速的参考值进行比较，以及基于所述振动值与所述参考值的比较确定用于评估所述电动机的所述振动行为的评估测量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述评估测量指示所述振动值与最大允许振动值相距多远。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在达到或超过最大允许振动值时，生成警告消息和/或引入用于保护所述电动机(1)的措施。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，布置在所述电动机(1)的电机电子装置中的振动传感器(5)被用于确定所述振动值。5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，作为布置在所述电动机(1)的轴承管中的传感器布置的一部分的振动传感器(5)被用于确定所述振动值。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在确定所述振动值时，所述电动机(1)的振动在三个方向上被测量，所述三个方向优选地彼此垂直。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，对所述振动值的确定和对所述振动行为的评估被重复地，优选地周期性地，执行。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述振动值和/或所述评估测量被存储在存储器(8)中和/或经由通信接口(7)被传送。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在校准和/或增长测量期间，在所述电动机(1)的若干不同转速下确定所述参考值，其中所述电动机(1)的振动由所述电动机(1)的振动传感器(5)并由至少一个测试传感器(9)测量，并且其中所述至少一个测试传感器(9)优选地是测试系统(2)的组件。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，除了确定所述参考值之外还确定偏差值，所述偏差值指示所述电动机(1)的振动传感器(5)的测得值与所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：施乐百有限公司，
类型：发明
国别省市：