[0064] 图11至图16示出具有范围从50Hz到75Hz以5Hz分开的六个不同速度的数据可 伸缩性。等同的负荷（5吨）用于所有的速度。在图11中，参考标号11-2表示由负荷和绳 索产生的质点-弹簧效应（mass-springeffect)引起的峰值，而参考标号11-4表示以Hz 为单位的驱动器本身的速度。尽管图11至图16是在50、55、60、65、70和75Hz的速度处获 得，但是所有结果已用缩放的频率呈现。因此，由变化的驱动速度造成的峰值11-4总是在 50Hz的标记处发生。
[0065] 在图12中，参考标号12-6表示共振频率。
[0066] 在图13至图16中，对应的参考标号13-8至16-8表示在不同频率处的频率峰值 的发展。
[0067] 图17示出了在下文中称为状态监测单元（"CMU"）的工作原型中使用的软件架 构。由参考标号17-6表示的CMU被耦合到由本申请的所有者制造的D2V驱动器17-2。对 于本发明的目的，驱动器17-2是其状态被监测的设备的示例的一部分。驱动器同样可以从 实际速度输出单元17-4接收信息。基于在此提供的教导，本发明的原理通过使用常规技术 可适用于其它类型的驱动器。
[0068] 至于在图17中所示的软件架构，首先D2V驱动器的内置数据记录器被设定以收集 正确信号。当起重机或升降机以连续和稳定的速度驱动时，数据记录器触发并且开始收集 数据。有益的是在平稳或接近平稳的运行期间收集数据。测量可以例如通过连续存储速度 输出信号来进行。测量可以周期性地或当由其它考虑触发时重复，例如在系统或其操作状 态已经进行变化的情况下，并且当检测到显著的变化时速率可以增加（周期缩短）。当足 够的数据已被收集时，将其转移到用于数据处理（17-8)的状态监测单元CMU。首先，数据 的合格性被检查，并且如果该数据是正确的，则它将被处理以用于检测齿轮（17-10)的可 能的磨损。如果CMU17-6在测试17-12中检测到磨损状态超过一定的给定限制，则启动发 送通知或警报到远程中心或运营商（17-14)以调查此事。该数据将被保存以供进一步研究 (17-16)。在此之后，CMU17-6处于待机模式以用于下一次测量。如果没有检测到磨损符 号，则没有警报被发送，并且数据记录器被准备以用于下一次测量。即使在没有检测到报警 状况的情况下，数据可被保存以供进一步研究和/或确认目的。在原型阶段中，数据处理尚 未在CMU中实现，所以对实际警报状况的判定不是由CMU完成。虽然如此，迄今为止进行的 研究已经证实发明人的假设，即在一个闭环马达驱动器中监测随时间推移的频率峰值的发 展可以产生能够指示磨损状态和/或预测在齿轮系统中故障的现场数据，即使没有安装另 外的传感器。
[0069]当系统以基本恒定的速度在恒定或接近恒定状态下运行时，周期性地重复测量是 有益的。用于进行周期性重复测量的一个理由是维护对存储容量的要求处于合理的水平。 可替代地，可在每当有机会检测时进行测量。如果没有检测到与先前测量的显著变化，则原 始数据可以被删除并且仅产生日志记录，指示该结果基本上类似于先前的测量。
[0070] 本领域的技术人员将认识到，本发明的原理可以以各种方式修改，而不脱离本发 明的范围。
【主权项】
1. 一种方法，包括执行关于系统（2-2)的以下行为，所述系统（2-2)包括电动马达 (2-8)和速度输出单元（2-10)，并且所述电动马达后边紧接着齿轮（2-16): 其中下述行为由可操作地耦合到所述系统（2-2)的数据处理系统（1-100)执行； -当所述系统处于已知的良好操作状态时，监测在测量周期内来自所述系统的第一组 频率（3-2,4-2); -将监测到的第一组频率或其衍生物存储在长期存储系统中作为参考数据； -当所述系统处于未知的操作状态时，监测在测量周期内来自所述系统的第二组频率 (5-2,6-2); -在频域中将监测到的第二组频率和监测到的第一组频率相比较； -在所述频域中，检测从所述监测到的第二组频率和所述监测到的第一组频率得到的 对应频率（3-12, 3-12'）之间的变化。2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括如果在所述对应频率之间至少一个检测到 的变化超过预定阈值，则指示警报状态。3. 根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括如果在所述对应频率之间至少一个检 测到的变化超过在多个其它变化上计算出的平均变化，则指示警报状态。4. 根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括如果所述频率峰值在不同 速度处获得，则将所述频率缩放到通用频率。5. 根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括维护指示一组预测器频率 的数据，比起随机选择的频率，在预测器频率处检测到的变化与磨损更好地相关。6. 根据权利要求5所述的方法，进一步包括使在所述预测器频率处的变化的权重比在 其它频率处的变化的权重更重。7. 根据前述权利要求中任何一项所述的方法，进一步包括响应于满足一组重要性标准 的一个或多个所述变化，增加监测所述第二组频率的速率。8. 根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中所述比较监测到的频率组包括监测 到的所述第一组和第二组频率中的每一组的倒频谱转换。9. 根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中所述监测所述第一组和第二组频率 包括监测在所述闭环配置中的所述电动马达的设定值和实际值。10. 根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中所述监测到的频率组包括在所述 频域中的频率峰值。11. 根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其中所述电动马达由马达驱动器驱动。12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述电动马达和所述马达驱动器处于闭环配 置。13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述马达驱动器（2-6)利用用于控制在所述闭 环配置中的所述电动马达和所述马达驱动器的闭环速度反馈信号（2-12)，并且其中所述监 测到的频率中的至少一些从所述闭环速度反馈信号（2-12)或其衍生物（2-12'）获得。14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述闭环速度反馈信号（2-12)或其衍生物 (2-12'）包括所述电动马达的旋转速度信息，其中所述旋转速度信息以相等的间隔采样。15. -种数据处理系统（1-100,17-6)，包括： -存储器系统（1-150)，用于存储程序代码指令和数据； -处理系统（1-110)，包括至少一个处理单元，其中所述处理系统执行所述程序代码指 令的至少一部分并且处理所述数据； -到系统（2-2)的连接（1-135)，所述系统（2-2)至少包括速度输出单元（2-10)和电 动马达（2-8); 其中所述存储器系统存储程序代码指令，当所述程序代码指令由所述处理系统执行 时，指示所述处理系统执行以下行为： -当所述系统处于已知的良好操作状态时，监测在测量周期内来自所述系统的第一组 频率（3-2,4-2); -将所述监测到的第一组频率或其衍生物存储在长期存储系统中作为参考数据； -当所述系统处于未知的操作状态时，监测在测量周期内来自所述系统的第二组频率 (5-2,6-2); -在频域中将监测到的第二组频率和监测到的第一组频率相比较； -在所述频域中，检测从所述监测到的第二组频率和所述监测到的第一组频率得到的 对应频率（3-12, 3-12'）之间的变化。16. 根据权利要求15所述的数据处理系统，其中到系统（2-2)的所述连接（1-135)被 配置成耦合到用于所述系统（2-2)的闭环控制的速度输出单元，所述系统（2-2)至少包括 所述速度输出单元（2-10)和所述电动马达（2-8)。17. -种系统（2-2)，包括在闭环配置中的马达驱动器（2-6)、电动马达（2-8)以及速度 输出单元（2-10)，其中所述系统包括根据权利要求13所述的数据处理系统，并且其中来自 所述速度输出单元的速度输出被分支到所述数据处理系统的输入。
【专利摘要】一种用于对系统(2-2)执行下述行为的方法/设备，所述系统(2-2)包括由齿轮(2-16)紧随的电动马达(2-8)和速度输出单元(2-10)，所述行为是：当系统处于已知的良好操作状态时，监测在测量周期内来自系统的第一组频率；将监测到的第一组频率或其衍生物存储在长期存储系统中作为参考数据；当系统处于未知的操作状态时，监测在测量周期内来自系统的第二组频率；在频域中将监测到的第二组频率和监测到的第一组频率相比较；在所述频域中，检测从监测到的第二组频率和监测到的第一组频率得到的对应频率之间的变化。
【IPC分类】G01H1/00, H02K7/116, G01R23/18, G01M13/02, G01M1/14
【公开号】CN105378445
【申请号】CN201480029408
【发明人】H·梅西亚, J·克罗沃里, I·哈拉, A·扬图宁, J·萨洛迈基
【申请人】科恩起重机环球公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年5月21日
【公告号】EP2999952A1, US20160091394, WO2014188072A1