专利名称：同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备及其方法
技术领域：
本发明涉及一种同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备及其方法。更具体的说，本发明涉及一种同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备及其方法，其中振动传感器和旋转速度传感器安装在牵引电机上，从两个传感器检测到的各个值同时被存储在缓存上，并且读取所存储的值，从而可以显示同时测量的振动和旋转速度。
背景技术：
为电力机车提供推进力的牵引电机通过施加到导体的电磁力产生转矩，电流流过所述磁场中的导体。牵引电机的转矩引发振动，并且这种振动给稳定性和乘坐舒适度带来不良效果。
因此，在机车上装载牵引电机之前，对每个速度的振动进行测量。在测试中，牵引电机在预定速度下旋转。速度与负荷电流成反比，而转矩与负荷电流成正比。因此，当电流不稳定时速度总是产生波动。
而且，在现有技术中，为了测量牵引电机的旋转速度和振动，采用图1所示的转速计3和振动计4。在转速计3中，安装在牵引电机1的旋转轴上的速度传感器通过旋转轴的旋转产生间歇性的光学信号。所述信号被转换为脉冲并且所述脉冲的频率产生待显示在转速计上的速度。
按照相同的方式，振动计4从安装在牵引电机1的上/下、左/右、前/后部上的振动传感器2接收振动信号并且在监视器上显示其值。根据现有技术，观测者读取显示在监视器上的速度值，并且同时观测者必须读取显示在监视器上的振动值。
在现有技术中，观测者通过观测者的肉眼扫视速度计和振动计的各个监视器，并且记录速度和振动值。这样存在如下问题，即由于速度和振动的读取时间存在间隙，因此不能获得与一定速度值对应的精确振动值。
发明内容
因此，本发明着眼于现有技术中产生的上述问题，并且本发明的一个目标是提供一种同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备及其方法，其中可以精确测量对应于牵引电机的旋转速度的振动值。
本发明的另一个目标是提供一种同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备及其方法，测量牵引电机的每个旋转速度和振动，并且所测量的值与测量时间一起被同时存储在缓存上，并且可以同时显示所有值。
为了实现上述目标，用于同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备包括安装在牵引电机上的转速传感器；频率/速度转换器，用于将从所述转速传感器传送的脉冲频率转换为转速值；转速模/数(A/D)转换器，用于将从所述频率/速度转换器传送的转速值转换为数字值；振动传感器，用于测量牵引电机的振动；振动A/D转换器，用于将从所述振动传感器传送的振动值转换为数字值；缓存，用于同时存储从所述旋转和振动A/D转换器传送的转速和振动的数字值；控制器，用于读取存储在所述缓存中的转速和振动的数字值，存储所述数字值以及读取所述数字值的时间，并且根据从按键输入单元传送的显示信号而同时显示存储在存储单元上的转速和振动值；显示单元，用于根据所述控制器的显示控制信号而显示所测量的转速和振动值；以及按键输入单元，用于输入指令和数据到所述控制器。
而且，所述缓存包括两个并行移位寄存器，并且每个寄存器根据从所述控制器传送的时钟信号(CLK)而存储从所述转速A/D转换器或者振动A/D转换器传送的数据以及从所述振动A/D转换器或者转速A/D转换器传送的数据。
而且，所述控制器将控制信号作为时钟信号传送到所述并行移位寄存器，所述控制信号具有与所述转速和振动A/D转换器的采样频率相同的频率，并且所述控制器以与所述采样频率相同的频率将所述转速和振动的数字值存储到所述存储单元中。
在同时测量牵引电机的振动和旋转速度的方法中，所述方法包括步骤确认是否从按键输入单元输入了存储按键；当输入了存储按键时写入存储开始时间，从缓存读取转速和振动数据，并且存储到存储单元；在存储所述转速和振动数据之后写入存储结束时间；以及在从所述按键输入单元输入了显示指令时确定是否输入了时间，并且如果输入了时间，则显示对应于所输入的时间的转速和振动数据。
本发明的上述和其他目标、特征和优点可以通过下面的结合附图的详细描述而更加清楚的理解，其中图1为根据现有技术的测量牵引电机振动的设备的图示；图2为根据本发明的同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备的结构图；图3为显示缓存的组成的结构图；以及图4为显示根据本发明的同时测量牵引电机的振动和旋转速度的方法的流程图。
具体实施例方式
现在参考附图通过示例实施例进一步描述本发明。
图2显示了同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备的结构图。
同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备包括安装在牵引电机10上的转速传感器12；频率/速度转换器14，用于将从转速传感器12传送的脉冲频率转换为转速值；转速A/D转换器15，用于将从频率/速度转换器14传送的转速值转换为数字值；振动计13，用于测量牵引电机10的振动；振动A/D转换器16，用于将从振动计13传送的振动值转换为数字值；缓存17，用于同时存储从转速和振动A/D转换器15、16传送的转速和振动的数字值；控制器18，用于读取存储在缓存17中的转速和振动的数字值，在存储单元19上存储所述数字值以及时间，并且根据从按键输入单元21传送的显示信号而同时显示存储在存储单元19上的转速和振动值；显示单元20，用于根据控制器18的显示控制信号而显示所测量的转速和振动值；以及按键输入单元21，用于输入指令和数据到控制器。
牵引电机10安装在机车的底板上，并且每个振动传感器11安装在牵引电机10的前/后、左/右以及上/下部。通过各个振动传感器11检测的振动信号被传送到振动计13以计算信号的平均值。所述平均值被输出到振动A/D转换器16。在振动A/D转换器16处，所输入的模拟值被转换为数字值，并且所述数字值被输出到缓存17。
另一方面，安装在牵引电机6的旋转轴上的转速传感器12通过旋转轴的转速而产生脉冲。在转速传感器12处产生的脉冲被传送到频率/速度转换器14。脉冲频率在频率/速度转换器14处被转换为速度值。在转速A/D转换器15处，从频率/速度转换器14发送的模拟值被转换为数字值，并且所述数字值被输出到缓存17。
缓存17根据从控制器18接收到的控制信号而存储从转速A/D转换器15或者振动A/D转换器传送的速度和振动的各个数字数据。缓存17包括两个并行移位寄存器31、32(图3)，并且每个寄存器根据从控制器18传送的时钟信号(CLK)而存储从转速A/D转换器15或者振动A/D转换器16传送的数据以及从振动A/D转换器16或者转速A/D转换器15传送的数据。
控制器18将控制信号作为时钟信号传送到并行移位寄存器31、32，并且所述控制信号具有与转速和振动A/D转换器15、16的采样频率相同的频率。控制器18以与采样频率相同的频率存储转速和振动的数字数据到存储单元19。
因此，从转速A/D转换器15和振动A/D转换器16产生的各个采样频率与所述控制信号的频率相同或者更大。
否则，如果控制信号的频率大于各个A/D转换器的频率，则可能在没有进行下一次采样的情况下读取与前一数据相同的数据。因此产生错误。
控制器18读取存储在缓存17上的各个速度和振动数据并且在存储单元19上存储数据。此时，与速度和振动数据一起读取的时间也存储在存储单元19上。因此，可以显示根据时间改变的速度和振动的数据值改变。
例如，当牵引电机10的转速在一分钟内从3000rpm增加到4000rpm时，可以在存储单元19上存储振动的改变状态。
观测者可以使用按键输入单元21输入显示指令到控制器18。接收到显示指令的控制器18显示存储在存储单元19上的振动改变状态。例如，如果牵引电机10的转速在一分钟内从3000rpm增加到4000rpm，则可以显示速度改变周期内的振动状态改变。
另一方面，当观测者输入时间以及显示指令以察看某个时间点的改变状态时，例如，在上述的1分钟内的20秒至40秒，控制器18显示这段时间(20秒至40秒)内牵引电机10的转速和振动。
图4显示了根据本发明的同时测量牵引电机的振动和旋转速度的方法的流程图。
控制器18确认是否从按键输入单元21输入了存储按键(S1)。如果输入了存储按键，则写入存储开始时间(S2)。控制器18从缓存17的第一并行移位寄存器31读取转速数据，从缓存17的第二并行移位寄存器32读取振动数据，并且存储这两种数据到存储单元(S3)。
缓存17包括存储转速数据的第一并行移位寄存器31和存储振动数据的第二并行移位寄存器32。因此，从第一并行移位寄存器31读取转速数据并且存储到存储单元19上。此后，从第二并行移位寄存器32读取振动数据并且存储到存储单元19上。该次序可以不永久固定。相反的，可以首先读取振动数据然后读取转速数据，这样可以获得与前述次序相同的效果。
转速和振动的数据被存储并且写入存储结束时间(S4)。此后，控制器确定是否从按键输入单元21输入了显示指令(S5)。如果没有输入显示指令，则返回步骤S1。
另一方面，如果输入了显示指令，则控制器确定是否输入了时间(S6)。如果没有输入时间，则同时在显示单元上显示转速和振动数据(S7)。另一方面，如果输入了时间，则在显示单元上显示对应于所输入的时间的转速和振动数据(S8)。
工业适用性根据本发明，所述缓存可以同时存储在转速传感器和振动传感器处测量的转速和振动值。所存储的数据进一步存储在存储单元上，并且同时显示转速和振动值。因此，由于可以精确测量特定速度下的振动，可以精确分析相对于转速的振动图表。
权利要求
1.一种同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备，所述设备包括安装在牵引电机(10)上的转速传感器(12)；频率/速度转换器(14)，用于将从转速传感器(12)传送的脉冲频率转换为转速值；转速A/D转换器(15)，用于将从频率/速度转换器(14)传送的转速值转换为数字值；振动计(13)，用于测量牵引电机(10)的振动；振动A/D转换器(16)，用于将从振动计(13)传送的振动值转换为数字值；缓存(17)，用于同时存储从转速和振动A/D转换器(15)、(16)传送的转速和振动的数字值；控制器(18)，用于读取存储在缓存(17)中的转速和振动的数字值，存储所述数字值以及读取所述数字值的时间，并且根据从按键输入单元(21)传送的显示信号而同时显示存储在存储单元(19)上的转速和振动值；显示单元(20)，用于根据控制器(18)的显示控制信号而显示所测量的转速和振动值；以及按键输入单元(21)，用于输入指令和数据到控制器(18)。
2.根据权利要求1所述的同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备，其中所述缓存(17)包括两个并行移位寄存器，并且每个寄存器根据从控制器(18)传送的时钟信号而存储从转速A/D转换器(15)或者振动A/D转换器(16)传送的数据以及从振动A/D转换器(16)或者转速A/D转换器(15)传送的数据。
3.根据权利要求2所述的同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备，其中所述控制器(18)将控制信号作为时钟信号传送到所述并行移位寄存器(31)、(32)，并且所述控制信号具有与转速和振动A/D转换器(15)、(16)的采样频率相同的频率，并且控制器(18)以与采样频率相同的频率存储转速和振动的数字数据到存储单元(19)。
4.一种同时测量牵引电机的振动和旋转速度的方法，所述方法包括步骤确认是否从按键输入单元(21)输入了存储按键(S1)；在输入了存储按键时写入存储开始时间(S2)，从缓存读取转速和振动数据，并且存储到存储单元(19)(S3)；在存储转速和振动数据之后写入存储结束时间(S4)；以及在从按键输入单元(21)输入了显示指令时确定是否输入了时间(S6)，并且如果输入了时间，则显示对应于所输入的时间的转速和振动数据(S8)。
全文摘要
公开了一种同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备。同时测量牵引电机的振动和旋转速度的设备包括安装在牵引电机上的转速传感器，频率/速度转换器用于将从所述转速传感器传送的脉冲频率转换为转速值，转速A/D转换器用于将从所述频率/速度转换器传送的转速值转换为数字值，振动传感器用于测量牵引电机的振动，振动A/D转换器用于将从所述振动传感器传送的振动值转换为数字值，缓存用于同时存储从所述旋转和振动A/D转换器传送的转速和振动的数字值，控制器用于读取存储在所述缓存中的转速和振动的数字值，存储所述数字值以及读取所述数字值的时间，并且根据从按键输入单元传送的显示信号而同时显示存储在所述存储单元上的转速和振动值，显示单元用于根据所述控制器的显示控制信号而显示所测量的转速和振动值，以及按键输入单元用于输入指令和数据到所述控制器。因此，转速和振动值可以同时显示。由于可以精确测量特定速度下的振动，可以精确分析相对于转速的振动图表。
文档编号G01M15/04GK1839303SQ200380110484
公开日2006年9月27日 申请日期2003年12月18日 优先权日2003年10月14日
发明者白珖瑄, 李刚远, 郑钟德 申请人:韩国铁道技术研究院