参数认定和振动噪声诊断的最终试验
朱青译(西安微电机研究所)
[译者按]本文介绍的是德国申克(schenck)公司****开发的参数认定法微电机检测设
备,它利用电机数学模型,在近似空载的情况下,仅测量电流和电压,即可获得负载特性。另外,还能测试噪声曲线。该设备测试效率高,可靠性好,且省时省钱,是一种****进的微电机测试设备。
l引言
当今,小电机制造过程中的质量保证面临着越来越多的挑战。高质量的标准要求废品率在千分之几的范国内,即便是一些微小的缺陷也会对公司的声誉及销售额造成损失。现在绝大多数地方已采用********试验,而不是随机抽检的办法。不仅试验的频率,而且试验的深度都在不断增加。因为制造厂除了保证特性参数,如转速、消耗功率和性能外,还必须保证许多其他特性:电机必须能满足各种安全要求,且运行效率****。电机除运行试验和性能试验外,还要进行其他试验,如安全试验、噪声和振动试验以及一系列特殊试验。扩大试验范围的目的不只是为了确认有故障的电机,而且是为了防止产品的故障而对生产过程实行反馈控制的先决条件。这就要求从反馈信息中详细了解电机全部生产过程产生故障的原因以及对这些数据进行系统的处理。在批量生产中,维大多数故障原因讫今是靠人对试验数据的分析来确定。但这样反馈给产品部门的信息的速度相对比较慢。
讫今为止,如果想要在维持甚至降低试验费用的前提下对产品进行逐件的具有足够深度的试验,用传统试验方法是做不到的。事实上,在大批量产品中,由于试验周期太长,只好不对产品进行逐台试验,而在小批量特殊电机的制造中,由于型号种类繁多,试验时间仅起次要作用,频繁的因更换电机型号所引起的操作成了增加成本的主要因素。
除此以外,如果必须做噪声试验,那么就更难找到一个经济的解决办法。然而,这个试验又特别重要。电机的许多缺陷,例如机械损伤、齿轮缺陷、轴承的过分振动和损伤,在电气性能上不能被检测出来,而只能通过它所产生的噪声来检测。以前曾设法使噪声试验自动化,但这种努力经常是失败的。因此,由试验员主观判定仍是主要试验方法。
2未来试验系统的目标
通过对现行试验方法的能力与人们的要求的比较,可对未来试验系统提出下述目标。
·通过提高试验深度和试验程序自动化,使试验的可靠性得以提高。
·降低试验本身、试件安装和校验程序的成本。
·通过对电机误差原因的自动判别(电机诊断)和对此判别信息的分析达到在生产过程中立即采取纠正措施的目的。
试验可靠性的改善只能通过测出所有电气和机械缺陷原因来实现。然而,在大批量生产中,测试的周期只允许有几秒钟,只有排除主观的错误判定,才能将废品率控制在千分之几之内。
在周期时间不是关键的情况下,试验过程包括被试电机参数的确定以及文件的编制都应该自动。为了降低成本,电机轴上应避免联接加载和测量装置。如可能,试验项目仅限于那些容易测量的变量,如电流和电压等。
除最终试验的传统目标(查出不合格的电机)外,很重要的一点是利用自动获得的数据,立即采取纠正措施。电机试验台成为整个生产线的一个试验系统。简单的试验说明,如“电机电流太大”、“速度太低”或“电机噪声太大”就不再能满足要求。电机诊断必须能辨别故障原因(绕组故障、磁路缺陷、轴承损伤、不平衡等)。有一种改善试验可靠性、提高测试效率和产品质量的新方法,其关键是基于pi(参数识别)方法建立的模型试验方法,用振动一噪声方法进行的噪声试验,以及用模式自适应识别进行的电机诊断。这种方法是由位于德国达姆施塔特市的cari,schenck公司研制的。现在已有几十套这样的系统投入使用。
3模型辅助试验的原理
模型辅助试验中的基本思想是在测试期间将被测实物的所有数据引入模型。在大批量制造中,实物的结构(电机型号、带安装在法兰盘上的风扇或齿轮箱)通常由产品的工艺过程给定。因此,原则上它可由一个相应的数学模型来描绘。这个模型的系数写被试实物的物理参数(例如绕组电阻或摩擦力矩)直接有关。这种试验方法是通过几个容易测量的变量而由计算机求出。试验样机中所需要的参数,除几个变量(例如永磁电机的电流和电压)是直接测出外,其他物理参数都通过数学模型间接确定。
|