專利名稱：用于離線測試電機的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于檢測電機(例如感應電機和異步電機)中的轉子和定子故障
的方法和設備。
背景技術：
電機具有廣泛的應用領域。例如在工業生產中，電機被用于驅動泵、傳送帶、高架吊車、風扇等。適用于特定應用的電機為用戶提供了許多優點，這主要是由于電機的長壽命以及只需要有限的維護。對于長電機壽命的一個基本要求是在電機的轉子或定子中沒有任何故障或缺陷。普通類型的轉子故障是例如轉子條中出現斷開或裂縫/折斷、在轉子的焊縫或焊接接點處的過高電阻、過大的氣孔(鑄造轉子的結果)以及在氣隙內相對于定子的轉子偏移。普通類型的定子故障是例如繞組各匝間的絕緣故障、同相各繞組之間的絕緣故障、不同相繞組之間的絕緣故障、繞組和地/電機殼體之間的絕緣故障、污染的繞組(也就是雜質，例如濕氣、灰塵或由于過熱而燒焦的絕緣)、在三角形連接的電機中繞組匝的斷開以及在繞組端部和外部連接之間的接觸問題。 在測試三相電機時，通常是測量運行期間電流的基波分量，并比較三相的測量數據。通常，在這些測量中使用專用傳感器來獲得測量數據。 可以進行在線測量和離線測量是公知的。在運行期間執行的測量方法(在線測量)對于電網內的干擾是很敏感的，所述電網內的干擾也就是由與同一電網相連的其它機器(例如開關電源、熒光管設備等)產生的基波。這些干擾導致錯誤的測量結果，并且甚至可能會使得無法在電機上進行測量。 當根據現有技術離線測試定子時，具有高能量含量的強力浪涌電壓被提供給電機，隨后分析獲得的指數衰減響應以識別定子內可能存在的故障。這種測量方法具有許多缺點，例如該方法可能會引起或加速/帶來完成初期的絕緣故障；該方法需要費時和復雜的計算以及解釋/分析；由于L和C的影響該方法會導致繞組內脈沖傳播的問題；該方法需要與運輸/安裝問題相關的龐大且笨重的設備；并且該方法是一種昂貴的方法。W02005/106514公開了一種用于安全檢查電機的方法。該方法公開了在轉子繞旋轉軸旋轉時測量定子繞組的物理量，例如電流(D、電感(L)或阻抗(Z)。由此獲得與物理量相關的周期性測量數據，并采集與至少兩個周期的周期性測量數據有關的測量數據。對于絕大多數三相異步電機來說，在轉子位置和物理量(1、L或Z)之間存在正弦關系，其在每一個相內關于X軸對稱。根據該方法，對采集到的測量數據的兩個或多個半周期的至少基波之間的對稱性進行對比。測量數據中的不對稱就表明轉子和/或定子故障。 在執行W02005/106514中公開的方法時，轉子必須以相同大小的固定步長旋轉或者以恒定的速率連續旋轉。如果轉子未以固定步長或恒定速率旋轉，則在測量數據中就會出現不對稱。通常，這種不對稱將表明轉子/定子故障，但是也可能是由于非連續的旋轉造成的。因此，以固定步長旋轉轉子或連續旋轉轉子對于獲得可靠的結果是非常重要的。由于在某些情況下無論是通過連續旋轉還是以固定步長旋轉可能都難以獲得理想的轉子旋
4轉，特別是在手動旋轉轉子時更是如此，因此在這些情況下，上述方法的這種要求可能就難
以f兩足。
發明內容
本發明的目標是提供對上述方法和現有技術的改進。 具體的目標是提供一種有助于測量和分析/檢測轉子和定子故障并且消除了誤差來源的方法和設備，由此在執行本發明的方法和使用本發明的設備時獲得更加準確的結果。 進一步的目標是提供一種用于測量和分析/檢測轉子和定子故障的方法和設備，
消除或減少了對于以恒定速率或通過固定且相等的步長旋轉轉子的要求。 根據本發明的第一方面，提供了一種用于離線測試電機的方法，該電機包括至少
一個定子繞組以及沿旋轉軸設置的轉子。該方法包括 向至少一個定子繞組施加周期性的測試信號， 在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期采集與至少一個
定子繞組的物理量相關的第一測量數據， 檢測第一測量數據的第一峰值， 基于所檢測的第一峰值形成第二測量數據， 檢測針對至少一個定子繞組的所述第二測量數據的第二峰值， 確定至少一部分所述第二峰值的分布， 如果所述分布超出了預定的閾值，則提供表明所述轉子故障的信號。 上述方法的一個優點是轉子不再如現有技術中要求的那樣必須以恒定速率或者
用固定且相等的步長旋轉。由于不再像現有技術中那樣必須對比第二測量數據的對稱性，
因此不需要連續的旋轉，從而簡化了本發明的方法。在本發明的方法中，僅需要確定第二測
量數據的峰值以用于在測試期間指示轉子中的故障。 此外，已經去除或減小了在現有技術中由于轉子的非連續旋轉所導致的不對稱性所帶來的誤差源，獲得了更可靠的測試結果。 而且，在使用本發明的方法時，可以識別在出現至少一部分所述第二峰值的分布
時轉子中存在故障。所以不需要再進行另外的測試以確認故障是存在于定子中還是存在于
轉子中。因此，本發明的方法比現有技術的解決方案省時并且更加準確。 物理量可以是定子繞組的電感(L)。測量定子繞組電感的優點在于通常的定子和
轉子故障都會導致該特定繞組的電感的變化。因此，定子繞組的電感能夠被用于指示定子
/轉子故障。通過測量定子繞組的電感，不需要考慮定子繞組的內部電阻。 物理量可以是定子繞組的阻抗(Z)。測量定子繞組阻抗的優點在于通常的定子和
轉子故障都會導致該特定繞組的阻抗的變化。因此，定子繞組的阻抗能夠被用于指示定子/
轉子故障。測量定子繞組的阻抗通常是非常簡單的，這在繞組的內部電阻已知時是很有利的。 電機可以是三相異步電機。 根據本發明的第二方面，提供了一種用于離線測試電機的方法，該電機包括具有至少兩個定子繞組的定子以及沿旋轉軸設置的轉子。該方法包括
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向至少兩個定子繞組施加周期性的測試信號， 在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期中采集與至少兩個定子繞組的物理量相關的第一測量數據， 檢測針對每一個所述定子繞組的第一測量數據的第一峰值， 基于針對每一個所述定子繞組的所檢測的第一峰值形成第二測量數據， 形成針對每一個所述定子繞組的第二測量數據的平均值， 如果所述平均值不同于預定模式，則提供表明所述定子故障的信號。 上述方法的一個優點是轉子不再如現有技術中要求的那樣必須以恒定速率或者
用固定且相等的步長旋轉。由于不再像現有技術中那樣必須對比第二測量數據的對稱性，
因此不需要連續的旋轉，從而簡化了本發明的方法。在本發明的方法中，僅需要確定第二測
量數據的平均值以用于在測試期間指示定子中的故障。 另外，在現有技術中由于轉子的不連續旋轉造成的不對稱所產生的誤差源已經被消除或減少，從而得到了更加可靠的測試結果。 而且，在使用本發明的方法時，可以識別在平均值不同于預定模式時定子故障。所以不需要再進行另外的測試以確認故障是存在于定子還是轉子中。因此，本發明的方法比現有技術的解決方案省時并且更加準確。 根據本發明的第三方面，提供了一種用于離線測試電機的設備，該電機包括至少
一個定子繞組以及沿旋轉軸設置的轉子。該設備包括 用于向至少一個定子繞組施加周期性的測試信號的裝置， 用于在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期中采集與至
少一個定子繞組的物理量相關的第一測量數據的裝置， 用于檢測第一測量數據的第一峰值的裝置， 用于基于所檢測的第一峰值形成第二測量數據的裝置， 用于檢測針對至少一個定子繞組的所述第二測量數據的第二峰值的裝置， 用于確定至少一部分所述第二峰值的分布的裝置， 用于如果所述分布超出了預定的閾值，那么就提供信號指示所述轉子內故障的裝置。 根據本發明的第四方面，提供了一種用于離線測試電機的設備，該電機包括具有至少兩個定子繞組的定子以及沿旋轉軸設置的轉子。該設備包括
用于向至少兩個定子繞組施加周期性的測試信號的裝置， 用于在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期中采集與至少兩個定子繞組的物理量相關的第一測量數據的裝置， 用于檢測針對每一個所述定子繞組的第一測量數據的第一峰值的裝置， 用于基于針對每一個所述定子繞組的所檢測的第一峰值構成第二測量數據的裝
置， 用于構成針對每一個所述定子繞組的第二測量數據的平均值的裝置， 用于如果所述平均值不同于預定模式，那么就提供信號指示所述定子內故障的裝置。 這兩種設備集中了先前所述方法的所有優點。因此，先前討論的內容也可以分別
6應用于這些創造性的設備。
以下將參照附圖對本發明進行進一步說明，附圖示出了本發明的作為非限制性示例的實施例。
圖1是根據本發明的測量設備的優選實施例的框圖。
圖2是根據本發明的用于離線測試電機的方法的流程圖。
圖3是根據本發明的用于離線測試電機的方法的流程圖。 圖4是三相定子繞組的所檢測到的第二峰值和由該峰值構成的平均值的示意圖。
具體實施例方式
首先參照圖1介紹可以在其中應用本發明的系統。 參見圖1的框圖，現在介紹根據本發明的測量設備13的優選實施例。測量設備13包括控制單元l，其優選地包括CPU la，程序存儲器lb，數據存儲器lc， A/D轉換器ld，電壓參考le，第一定時器(A)lf，第二定時器(B) lg，以及硬件乘法器lh。
測量設備13可以包括連接至控制單元1的顯示屏2。 測量設備13包括與控制單元相連的波形發生器3，其優選地包括D/A轉換器3a，重構濾波器3b和功率放大器3c。 測量設備13包括兩個通道的測量放大器4，其優選地包括可調放大器4a，整流器4b，零點檢測器4c和電平轉換器4d。 測量設備13包括開關單元5，用于對測試對象IO提供輸入和輸出。連接至測量放
大器4輸入端的開關單元優選地包括繼電器5a和模擬多路復用器5b。 此外，測量設備13還包括參考測量電阻6，其連接在開關單元5和測量放大器4的
輸入端之間。 測量設備13包括電源設備8，其優選地包括一個或多個電池8a，電池充電設備8c，一個或多個電壓調節器8c以及LCD偏壓發生器。 此外，測量設備優選地還包括一個或多個模擬輸入9a和數字輸入9b 。控制單元1根據存儲在存儲器lb中的程序指令監視和控制顯示屏2、波形發生器3、測量放大器4、開關單元5、參考測量電阻6、高壓發生器7和電源設備8，并根據特定的程序指令記錄和計算輸出數據，結果可以在顯示屏2上示出。更具體地，控制單元1控制波形發生器3以產生正弦信號，其頻率范圍優選為25-800Hz，并且其電壓優選為1Vrms。產生的電壓通過功率放大器3c和開關單元5被加至測試對象10。這樣產生的電流在測量電阻6的兩端產生電壓，測量放大器4被控制用于分別測量測試對象和測量電阻6兩端的電壓。 第一過零點檢測器4c的第一輸入端連接至波形發生器3的輸出端。該輸出表示測試對象IO兩端的電壓的相移。第二過零點檢測器4c連接至放大器4a的輸出端，該放大器4a是可調的，以便和測量電阻6匹配，并且其輸出信號代表通過測試對象10的電流的相移，由此測量相角Fi。 上述的連接使得能夠計算通過測試對象10的電流(I)。其還使得能夠計算阻抗(Z)、電感(L)和電阻(R)。還測量了相角Fi。控制單元l需要用于實現上述測量/計算的
7程序指令被存儲在存儲器lb中。 在根據本發明的轉子測試中，轉子位置l影響定子繞組中的電流(D、阻抗(Z)、電感(L)和相角(Fi)的測量值。這些測量值根據轉子相對于定子的位置而在最小值/最大值之間變化。通過在轉子旋轉期間測量至少一個定子繞組中的任意的I，Z，L和Fi，確定測量量的第一峰值，形成第二測量數據，然后根據第二測量數據確定峰值，并最終確定第二峰值的至少一部分的分布，即可檢測到任何存在的轉子不平衡，也就是說，如果至少一部分第二峰值的分布超出了預定閾值，則給出了在轉子內有故障的指示。可選地，可以確定至少一部分第二峰值中的模式。如上所述，第二峰值的確定值取決于轉子的同心度，并且任何的定中心(centering)的誤差都將在第二峰值的數值中提供包絡線。因此即可檢測這樣的同心模式，表明轉子中的故障。 在轉子測試中，角度傳感器ll可以被連接至軸，其中測量值可以與轉子位置有關，由此，該位置在例如在顯示屏2上呈現測量結果時成為控制因素。 在根據本發明的定子測試中，轉子位置l影響定子繞組中的電流(D、阻抗(Z)、電感(L)和相角(Fi)的測量值。這些測量值根據轉子相對于定子的位置而在最小值/最大值之間變化。通過在轉子旋轉期間測量至少兩個定子繞組中的任意的I，Z，L和Fi，確定每一個定子繞組的測量量的第一峰值，形成第二測量數據，然后根據每一個定子繞組的第二測量數據確定峰值，然后基于每一個被測量的定子繞組的所述第二檢測峰值形成平均值，即可檢測到定子繞組中的測量量之間的任何異常。正常工作的轉子上的測量將產生基本幅值相等的平均值。因此，如果平均值不同于預定模式，則在定子中存在故障。可選地，可以檢測平均值的分布，其中取決于例如進行測量時的環境因素，超出預定閾值的分布表明定子中的故障。如以下將要介紹的那樣，模式可以根據被測試電機的類型而有所不同。
現在參照圖2中的流程圖介紹根據本發明的用于表明轉子故障的測量方法。
在步驟200，啟動波形發生器3，由此產生周期性的測試信號，優選地處于25-800Hz的范圍內以及為1Vrms，并通過功率放大器3c和開關單元5被連接至測試對象10。 在步驟201，在轉子繞旋轉軸旋轉的同時采集與物理量有關的第一測量數據，所述
物理量例如是電流I，阻抗Z或電感L。第一測量數據是從所施加的測試信號的一個或多個
波形周期中采集的。對于本發明的方法，不需要轉子的均勻連續旋轉。 在步驟202，檢測在步驟201中采集的第一測量數據的第一峰值。 在步驟203，基于第一測量數據的第一檢測峰值形成第二測量數據。更具體地，在
該步驟中，提取第一峰值以形成第二測量數據。 在步驟204，檢測在步驟203中形成的第二測量數據的第二峰值。 在步驟205，針對至少一個定子繞組確定第二測量數據的至少一部分峰值的分布
或模式。被用于確定分布或模式的該部分第二峰值可以分別全部是正值或者全部是負值。
可選地，如果使用了第二峰值的絕對值，那么可以更加自由地選擇該部分，例如前十個確定
的峰值，在檢測區間的中間段檢測到的十個確定的峰值，每個第三個確定的峰值或確定的
第二峰值中的任意其他部分。 在步驟206，如果分布超出了預定閾值或者如果模式不同于預定模式，則提供表明轉子故障的信號。如上所述，預定閾值被用于去除任何在測量任意其他變量時的不期望的
8干擾和誤差。信號可以被傳輸至顯示屏，并被變換為視覺表達，或者信號可以被以任意其他的方式變換，以便與人或計算機交流以執行和/或監視測試。 現在參照圖3中的流程圖介紹根據本發明的用于表明定子故障的測量方法。
在步驟300，啟動波形發生器3，由此產生周期性的測試信號，優選地處于25-800Hz的范圍內并且為1Vrms，并通過功率放大器3c和開關單元5連接至測試對象10。周期性的測試信號在測試轉子的情況下被加至至少兩個定子繞組，其原因在于隨后要比較涉及不同定子繞組的數據。 在步驟301，在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，采集與物理量有關的至少兩個定子繞組的第一測量數據，所述物理量是例如電流I，阻抗Z或電感L。第一測量數據是從施加的測試信號的一個或多個波形周期中采集的。對于該本發明的方法，不需要轉子的連續旋轉。
在步驟302，檢測在步驟301中采集的針對每一個定子繞組的第一測量數據的第一峰值。 在步驟303，基于針對每一個定子繞組的第一檢測峰值形成第二測量數據。更具體地，在該步驟中，提取第一峰值以形成第二測量數據。 在步驟304，檢測在步驟303中形成的第二測量數據的第二峰值。 在步驟305，形成針對每一個定子繞組的第二測量數據的第二峰值的平均值。 在步驟306，確定所述平均值之間的相互關系。 在步驟307，如果該相互關系偏離預定關系或預定模式，那么就提供表明定子故障的信號。對于具有普通定子繞組的定子，預定模式可以是超出預定閾值的平均值分布。對于具有同心繞組的定子，預定模式可以是類似于階躍的形式，其中平均值的差是相同的(uniform)。 信號可以被傳輸至顯示屏，并被變換為視覺表達，或者信號可以被以任意其他的方式變換，以便與人或計算機交流以執行和/或監視測試。 在步驟200和300中向定子繞組施加測試信號時，可以在轉子繞旋轉軸旋轉的同時通過在定子繞組連接的兩端進行測量來采集步驟201和301中的第一測量數據。
電機可以是三相異步電機，或者是適合用于根據公開的方法進行測試的其他類型的電機。 參照圖4A和4B，示出了檢測的第二峰值401a-n的示意圖。在圖中繪出了定子繞組AB的檢測的第二峰值401a-n。類似地，在圖中還繪出了每一個定子BC和CA的檢測第二峰值。如圖4A中所示，峰值401a-n具有的相互關系是它們具有相等的幅值，這表明轉子在正常工作，也就是說表明轉子正常工作的預定關系可以是峰值的幅值相等或者峰值由于轉子的設計而根據預定模式排列。與圖4A中所示的峰值相比，圖4B中示出的峰值404a-n的幅值不相等，而是略微地從期望值分散。該分布表明轉子沒有在正常工作，而是可能在電機內被偏心設置。可選地，該分布可以是由于其他的轉子故障(例如上文提及的裂縫)造成的。 參照圖4A，對于每一個定子繞組AB、 BC和CA形成檢測的第二峰值的平均值402，并且在本發明的方法中使用三個定子繞組的平均值以確定相互關系或模式。在圖4A中，相互關系表明分別在定子繞組AB、 BC和CA之間都沒有發現偏離(或者沒有識別到超出預定閾值的偏離)。因此，定子在正常工作。
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相反，如果如圖4B中所示分別在定子繞組AB、BC和CA之間檢測到偏離，那么在定 子中就存在故障。該偏離可以是從預定的模式偏離，或者該偏離可以是定子繞組之間的平 均值的分散。 作為示例，現在將更加詳細地介紹在上述步驟201-204和301-304中提及的用于 采集第一和第二測量數據的測量方法。 啟動波形發生器3，由此產生周期性的測量信號，優選地處于25-800Hz的范圍內 并且為1Vrms，并通過功率放大器3c以及開關單元5與測試對象10和測量電阻6相連，并 可選地通過連接器端子(圖1中由X表示)連接。更具體地，通過啟動定時器(B)lg并上 載對應于采樣時間tl的數值來啟動波形發生器3。當定時器向下計數至O時，便產生中斷， 該中斷使CPU la在程序存儲器lb中存儲的表中檢索/查找1號采樣值，該值被提供給D/ A轉換器3a。與此同時，定時器(B)lg被重新啟動并重新加載tl的值。
通過在程序存儲器lb中檢索下一個采樣并將其提供給D/A轉換器3a，重復與定時 器(B) lg的每個中斷相關的該過程，并且在定時器(B) lg的每個中斷之后重復該過程，由此 產生一系列表示期望波形和采樣頻率1/tl的離散電壓電平。然后把該信號發送到低通/ 重構濾波器3b，其功能是濾除采樣頻率和任何不期望的頻率分量，使得只留下期望的波形。 在將波形施加于測試對象IO之前，必須進行阻抗匹配。這在功率放大器3c中進行，波形從 功率放大器3c通過開關單元5中的繼電器被中繼到測試對象10。 測試對象10和測量電阻6兩端的電壓被分別記錄在測量放大器4中。這由CPU la實現，其設置開關單元5中的繼電器5a和多路復用器5b，使得在串聯連接的測試對象10 和測量電阻6兩端的電壓被分別切換至相應的可調放大器4a，4b。 CPU將放大器4a，4b設 置為最低的放大水平。然后把信號發送給整流器4c，在其中進行全波整流，然后分別提供 給電平轉換器4e，其使得電平適合于A/D轉換器ld。在這種放大和開關狀態下，CPU la啟 動A/D轉換器ld，其通過基于軟件的峰值檢測器與電壓參考le —起返回兩個信號的峰值 電壓。使用這些峰值，CPU la選擇/計算每個通道的可調放大器的最佳放大水平并應用它 們。在這些新的放大狀態下，CPU la再次啟動A/D轉換器ld，其通過基于軟件的第一峰值 檢測器與電壓參考le—起返回兩個信號的峰值電壓。使用這些峰值，CPU la驗證已經獲得 了每個通道的可調放大器的最佳放大狀態。如果不是這種情況，也就是如果任何一個通道 被過度激勵，則CPU la可以將放大水平減小一個步長并應用該減小的放大水平。可選地， 測量電阻兩端的信號可以非常低，以使得CPU將其解讀為好像沒有連接測試對象。優選地， 波形發生器3的最大幅值也是已知的。 第一過零點檢測器的輸入端連接至波形發生器3的輸出端。輸出信號可以被認為 表示測試對象10兩端電壓的相移。第二過零點檢測器連接至適合用于測量電阻6的可調 放大器的輸出端，且其輸出信號表示通過測試對象10的電流的相移。 然后進行I、Z或L的測量。測量包括使用基于軟件的第一峰值檢測器采集第一測 量數據的第一峰值。在采集第一測量數據的同時以及在轉子旋轉期間，可以同時地根據第 一測量數據形成峰值。可選地，可以已經完成采集第一測量數據之后再進行根據第一測量 數據形成峰值。 然后進行I、 Z和/或L的最小值和最大值的寄存/存儲的初始化。 隨后執行基于軟件的第二峰值檢測，以便從轉子特征包絡線所得到的波形中檢測
10多個最小/最大周期。第二峰值檢測可以基本上基于與第一峰值檢測相同的軟件算法，但 是在輸入數據和處理的波形方面有所不同。用于第二峰值檢測器的輸入數據是從一個或多 個測量周期得到的測量結果，也即，來自第一峰值檢測器的輸出數據。測量的波形是獲得最 小值/最大值的基礎，該測量的波形是轉子的特征包絡線，特征包絡線是正弦或其它形狀， 其來自足夠多數量的采集的測量結果之后形成的包絡線。 隨后，可以根據步驟205ff和305ff在后續的測量數據的分布或平均值確定中使 用從第二峰值檢測得到的結果。 另外，在進行上述測量之前，設備優選地通過測量輸入的自動轉換來啟動，目的是
為了測量由于外部干擾場而可能引發的任何干擾電壓電平(Uemi)(如果有的話)。如果該
電平太高，則在設備的顯示屏上顯示，從而允許用戶采取不同的措施來試圖降低干擾電平，
例如將測試對象接地等。因此，設備的確定過大干擾電壓電平(Uemi)的能力是一個非常有
利的特征，其原因在于過大的干擾電壓電平會導致錯誤的測量結果。 如果干擾電平足夠低，則設備優選地自動進行以下量的測量和/或計算 電阻(R)，其被用于檢測連接器或繞組中的斷開、松動的連接、接觸電阻和直接短路。 阻抗(Z)和電感(L)，其被組合起來用于檢測繞組中不同雜質的存在。所述雜質例 如可以是灰塵、濕氣或(由于過熱而)燒焦的絕緣的形式，所有這些都會導致被測繞組的電 容的微小變化。在大多數情況下，電容增加，這會造成阻抗Z的減小。此外，由于施加的測 試信號具有低的幅值因而電容值甚至更加起到支配作用，因此容性阻抗對阻抗具有較大的 影響(歐姆定律)。 在由于過熱而導致燒焦的絕緣的情況下，電容可能會反而減小，由此導致一相或 多相中的阻抗的增加。 如上所述，在所有的測量量當中，電感L是最不容易由于定子故障而改變的量。由 于這個"慣性"，對于L的測量結果可以被用作某種形式的參考或基準線，用于和Z的改變相 比較。 不過，根據電機的類型，L和Z的值可能會不幸地在各相之間不同程度地變化。這 種變化的原因是轉子位置對轉子和定子之間的相對電感的影響在每一相中可能都是不同 的。 應該理解本文中介紹的實施例可以有多種變形，這些變形仍將落在本發明由所附 權利要求定義的保護范圍之內。
1權利要求
一種用于離線測試電機的方法，該電機包括至少一個定子繞組以及沿旋轉軸設置的轉子，該方法包括向至少一個定子繞組施加周期性的測試信號，在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期采集與至少一個定子繞組的物理量相關的第一測量數據，檢測第一測量數據的第一峰值，基于所檢測的第一峰值形成第二測量數據，檢測針對至少一個定子繞組的所述第二測量數據的第二峰值，確定至少一部分所述第二峰值之間的相互關系，如果所述相互關系偏離了預定關系，則提供表明所述轉子故障的信號。
2. 如權利要求1所述的方法，其中所述相互關系對應于至少一部分第二峰值的分布，并且所述關系的偏離對應于所述分布超出預定的閾值的時刻。
3. 如權利要求1所述的方法，其中所述相互關系對應于至少一部分第二峰值的模式，并且所述關系的偏離對應于所述模式從至少一部分第二峰值的所述值的預定模式偏離的時刻。
4. 如權利要求1-3中的任意一項所述的方法，其中所述物理量是定子繞組的電感(L)。
5. 如權利要求1-4中的任意一項所述的方法，其中所述物理量是定子繞組的阻抗(Z)。
6. 如權利要求1-5中的任意一項所述的方法，其中所述電機是三相異步電機。
7. —種用于離線測試電機的方法，該電機包括具有至少兩個定子繞組的定子以及沿旋轉軸設置的轉子，該方法包括向至少兩個定子繞組施加周期性的測試信號，在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期采集與至少兩個定子繞組的物理量相關的第一測量數據，檢測針對每一個所述定子繞組的第一測量數據的第一峰值，基于針對每一個所述定子繞組的所檢測的第一峰值形成第二測量數據，形成針對每一個所述定子繞組的第二測量數據的平均值，確定所述平均值之間的相互關系，如果所述相互關系偏離了預定關系，則提供表明所述定子故障的信號。
8. 如權利要求7所述的方法，其中所述相互關系對應于平均值的分布，并且所述關系的偏離對應于所述分布超出預定的閾值的時刻。
9. 如權利要求7所述的方法，其中所述相互關系對應于平均值的模式，并且所述關系的偏離對應于所述模式從所述平均值的預定模式偏離的時刻。
10. 如權利要求7-9中的任意一項所述的方法，其中所述物理量是定子繞組的電感(L)。
11. 如權利要求7-10中的任意一項所述的方法，其中所述物理量是定子繞組的阻抗(Z)。
12. 如權利要求7-11中的任意一項所述的方法，其中所述電機是三相異步電機。
13. —種用于離線測試電機的設備，該電機包括至少一個定子繞組以及沿旋轉軸設置的轉子，該設備包括用于向至少一個定子繞組施加周期性的測試信號的裝置，用于在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期采集與至少一個定子繞組的物理量相關的第一測量數據的裝置，用于檢測第一測量數據的第一峰值的裝置，用于基于所檢測的第一峰值形成第二測量數據的裝置，用于檢測針對至少一個定子繞組的所述第二測量數據的第二峰值的裝置，用于確定至少一部分所述第二峰值之間的相互關系的裝置，用于如果所述相互關系偏離了預定關系，則提供表明所述轉子故障的信號的裝置。
14. 如權利要求13所述的設備，其中所述相互關系對應于至少一部分第二峰值的分布，并且所述關系的偏離對應于所述分布超出預定的閾值的時刻。
15. 如權利要求13所述的設備，其中所述相互關系對應于至少一部分第二峰值的模式，并且所述關系的偏離對應于所述模式從至少一部分第二峰值的所述值的預定模式偏離的時刻。
16. —種用于離線測試電機的設備，該電機包括具有至少兩個定子繞組的定子以及沿旋轉軸設置的轉子，該設備包括用于向至少兩個定子繞組施加周期性的測試信號的裝置，用于在轉子繞旋轉軸旋轉的同時，從測試信號的一個或多個波形周期采集與至少兩個定子繞組的物理量相關的第一測量數據的裝置，用于檢測針對每一個所述定子繞組的第一測量數據的第一峰值的裝置，用于基于針對每一個所述定子繞組的所檢測的第一峰值形成第二測量數據的裝置，用于形成針對每一個所述定子繞組的第二測量數據的平均值的裝置，用于確定所述平均值之間的相互關系的裝置，用于如果所述相互關系偏離了預定關系，則提供表明所述定子故障的信號的裝置。
17. 如權利要求16所述的設備，其中所述相互關系對應于平均值的分布，并且所述關系的偏離對應于所述分布超出預定的閾值的時刻。
18. 如權利要求16所述的設備，其中所述相互關系對應于平均值的模式，并且所述關系的偏離對應于所述模式從所述平均值的預定模式偏離的時刻。
19. 如權利要求13-18中的任意一項所述的設備，其中所述物理量是定子繞組的電感(L)。
20. 如權利要求13-19中的任意一項所述的設備，其中所述物理量是定子繞組的阻抗(Z)。
全文摘要
公開了一種用于離線測試電機的方法，該電機包括至少一個定子繞組以及沿旋轉軸設置的轉子。該方法包括向至少一個定子繞組施加周期性的測試信號，在轉子繞旋轉軸旋轉時，從測試信號的一個或多個波形周期中采集與至少一個定子繞組的物理量相關的第一測量數據，檢測第一測量數據的第一峰值，基于所檢測的第一峰值形成第二測量數據，檢測針對至少一個定子繞組的所述第二測量數據的第二峰值，確定至少一部分所述第二峰值之間的相互關系，如果所述相互關系偏離了預定關系，則提供表明所述轉子故障的信號。本發明進一步涉及一種用于檢測定子內故障的方法以及一種用于執行所公開的方法的設備。
文檔編號G01R31/34GK101755221SQ200880025383
公開日2010年6月23日 申請日期2008年6月12日 優先權日2007年6月12日
發明者B·庫普 申請人:薩伯希股份公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
