參數(shù)認定和振動噪聲診斷的最終試驗
朱青譯(西安微電機研究所)
[譯者按]本文介紹的是德國申克(schenck)公司****開發(fā)的參數(shù)認定法微電機檢測設
備,它利用電機數(shù)學模型,在近似空載的情況下,僅測量電流和電壓,即可獲得負載特性。另外,還能測試噪聲曲線。該設備測試效率高,可靠性好,且省時省錢,是一種****進的微電機測試設備。
l引言
當今,小電機制造過程中的質(zhì)量保證面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。高質(zhì)量的標準要求廢品率在千分之幾的范國內(nèi),即便是一些微小的缺陷也會對公司的聲譽及銷售額造成損失。現(xiàn)在絕大多數(shù)地方已采用********試驗,而不是隨機抽檢的辦法。不僅試驗的頻率,而且試驗的深度都在不斷增加。因為制造廠除了保證特性參數(shù),如轉(zhuǎn)速、消耗功率和性能外,還必須保證許多其他特性:電機必須能滿足各種安全要求,且運行效率****。電機除運行試驗和性能試驗外,還要進行其他試驗,如安全試驗、噪聲和振動試驗以及一系列特殊試驗。擴大試驗范圍的目的不只是為了確認有故障的電機,而且是為了防止產(chǎn)品的故障而對生產(chǎn)過程實行反饋控制的先決條件。這就要求從反饋信息中詳細了解電機全部生產(chǎn)過程產(chǎn)生故障的原因以及對這些數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的處理。在批量生產(chǎn)中,維大多數(shù)故障原因訖今是靠人對試驗數(shù)據(jù)的分析來確定。但這樣反饋給產(chǎn)品部門的信息的速度相對比較慢。
訖今為止,如果想要在維持甚至降低試驗費用的前提下對產(chǎn)品進行逐件的具有足夠深度的試驗,用傳統(tǒng)試驗方法是做不到的。事實上,在大批量產(chǎn)品中,由于試驗周期太長,只好不對產(chǎn)品進行逐臺試驗,而在小批量特殊電機的制造中,由于型號種類繁多,試驗時間僅起次要作用,頻繁的因更換電機型號所引起的操作成了增加成本的主要因素。
除此以外,如果必須做噪聲試驗,那么就更難找到一個經(jīng)濟的解決辦法。然而,這個試驗又特別重要。電機的許多缺陷,例如機械損傷、齒輪缺陷、軸承的過分振動和損傷,在電氣性能上不能被檢測出來,而只能通過它所產(chǎn)生的噪聲來檢測。以前曾設法使噪聲試驗自動化,但這種努力經(jīng)常是失敗的。因此,由試驗員主觀判定仍是主要試驗方法。
2未來試驗系統(tǒng)的目標
通過對現(xiàn)行試驗方法的能力與人們的要求的比較,可對未來試驗系統(tǒng)提出下述目標。
·通過提高試驗深度和試驗程序自動化,使試驗的可靠性得以提高。
·降低試驗本身、試件安裝和校驗程序的成本。
·通過對電機誤差原因的自動判別(電機診斷)和對此判別信息的分析達到在生產(chǎn)過程中立即采取糾正措施的目的。
試驗可靠性的改善只能通過測出所有電氣和機械缺陷原因來實現(xiàn)。然而,在大批量生產(chǎn)中,測試的周期只允許有幾秒鐘,只有排除主觀的錯誤判定,才能將廢品率控制在千分之幾之內(nèi)。
在周期時間不是關鍵的情況下,試驗過程包括被試電機參數(shù)的確定以及文件的編制都應該自動。為了降低成本,電機軸上應避免聯(lián)接加載和測量裝置。如可能,試驗項目僅限于那些容易測量的變量,如電流和電壓等。
除最終試驗的傳統(tǒng)目標(查出不合格的電機)外,很重要的一點是利用自動獲得的數(shù)據(jù),立即采取糾正措施。電機試驗臺成為整個生產(chǎn)線的一個試驗系統(tǒng)。簡單的試驗說明,如“電機電流太大”、“速度太低”或“電機噪聲太大”就不再能滿足要求。電機診斷必須能辨別故障原因(繞組故障、磁路缺陷、軸承損傷、不平衡等)。有一種改善試驗可靠性、提高測試效率和產(chǎn)品質(zhì)量的新方法,其關鍵是基于pi(參數(shù)識別)方法建立的模型試驗方法,用振動一噪聲方法進行的噪聲試驗,以及用模式自適應識別進行的電機診斷。這種方法是由位于德國達姆施塔特市的cari,schenck公司研制的。現(xiàn)在已有幾十套這樣的系統(tǒng)投入使用。
3模型輔助試驗的原理
模型輔助試驗中的基本思想是在測試期間將被測實物的所有數(shù)據(jù)引入模型。在大批量制造中,實物的結(jié)構(gòu)(電機型號、帶安裝在法蘭盤上的風扇或齒輪箱)通常由產(chǎn)品的工藝過程給定。因此,原則上它可由一個相應的數(shù)學模型來描繪。這個模型的系數(shù)寫被試實物的物理參數(shù)(例如繞組電阻或摩擦力矩)直接有關。這種試驗方法是通過幾個容易測量的變量而由計算機求出。試驗樣機中所需要的參數(shù),除幾個變量(例如永磁電機的電流和電壓)是直接測出外,其他物理參數(shù)都通過數(shù)學模型間接確定。
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