一种电机运转性能检测系统的制作方法

本实用新型涉及电机领域，具体而言，涉及一种电机运转性能检测系统。

背景技术：

在各种电机生产装配完成后往需对电机进行运转测试，特别是小型直流电机，需带上负载测试该电机的运转情况，相关技术中采用测功机进行检测，即将电机轴连接好磁滞负载和扭力检测仪，然后电机进行加电运转，采用工控主机搭配的采集板卡对数据进行采集，由于操作工序复杂，节拍慢，无法应用于生产线批量生产，导致对电机的检测效率较低。

针对相关技术中对电机的运转性能的检测效率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种电机运转性能检测系统，以解决相关技术中对电机的运转性能的检测效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电机运转性能检测系统。该系统包括：可编程控制器，用于根据预设的转矩参数，输出转矩控制信号，其中，所述转矩控制信号用于控制伺服电机运转的转矩；伺服电机，与所述可编程控制器通信连接，在所述伺服电机的连轴器与被测电机联接的情况下，根据所述转矩控制信号控制所述伺服电机运转，以模拟负载；电量表，与所述被测电机连接，用于采集运转数据，其中，所述运转数据为所述被测电机根据所述可编程控制器输出的运转控制信号进行运转的数据信息，所述运转数据中至少包括以下一种：电压、电流、功率和转速，所述运转数据用于确定所述被测电机的运转性能。

进一步地，所述可编程控制器包括：比较单元，用于将所述运转数据与预设数据进行比较，得到比较结果；确定单元，用于根据所述比较结果确定所述被测电机的运转性能是否合格。

进一步地，该伺服电机还包括：伺服电机控制器，与所述可编程控制器通信连接，用于根据所述转矩控制信号控制所述伺服电机运转。

进一步地，该电机运转性能检测系统还包括：运转单元，用于在所述伺服电机的连轴器与被测电机联接后，所述被测电机进行空载运转；检测单元，用于检测所述被测电机是否空载运转至额定转速；驱动单元，用于在所述被测电机空载运转至所述额定转速的情况下，根据所述转矩控制信号控制所述伺服电机运转，以模拟负载；触发单元，用于在所述被测电机不能空载运转至所述额定转速的情况下，触发报警信息。

进一步地，该电机运转性能检测系统还包括：声光报警器，基于所述报警信息进行控制。

进一步地，该可编程控制器为PLC或单片机。

进一步地，该可编程控制器还用于根据预设程序输出所述运转控制信号，其中，所述预设程序为预先输入用于测试所述被测电机的程序，其中，所述运转控制信号中至少包括：电压值、所述被测电机的启动信号、所述被测电机的停止信号。

进一步地，该电机运转性能检测系统包括：显示终端，用于接收外部输入的所述预设的转矩参数。

进一步地，该显示终端还用于显示所述被测电机的运转性能是否合格的信息。

进一步地，该显示终端包括触摸屏幕的显示界面。

本实用新型中的电机运转性能检测系统包括以下组件：可编程控制器，用于根据预设的转矩参数，输出转矩控制信号，其中，所述转矩控制信号用于控制伺服电机运转的转矩；伺服电机，与所述可编程控制器通信连接，在所述伺服电机的连轴器与被测电机联接的情况下，根据所述转矩控制信号控制所述伺服电机运转，以模拟负载；电量表，与所述被测电机连接，用于采集运转数据，其中，所述运转数据为所述被测电机根据所述可编程控制器输出的运转控制信号进行运转的数据信息，所述运转数据中至少包括以下一种：电压、电流、功率和转速，所述运转数据用于确定所述被测电机的运转性能，解决相关技术中对电机的运转性能的检测效率较低的问题。通过使用伺服电机为被测电机提供转矩来模拟被测电机的负载，通过可编程控制器来控制被测电机的运行和伺服电机转矩的输出，电量表来采集运转数据，根据运转数据确定所述被测电机的运转性能，达到了提升检测电机运转性能的效率的效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例提供的电机运转性能检测系统的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测设备示意图一；

图3是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测设备示意图二；

图4是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测设备工作流程的示意图；以及

图5是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测系统的控制框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

根据本实用新型的实施例，提供了一种电机运转性能检测系统。

图1是根据本实用新型实施例的电机运转性能检测系统的示意图。如图1所示，该系统包括以下组件：可编程控制器10、伺服电机20以及电量表30。

具体地，可编程控制器10，用于根据预设的转矩参数，输出转矩控制信号，其中，转矩控制信号用于控制伺服电机运转的转矩；

伺服电机20，用于与可编程控制器通信连接，在伺服电机的连轴器与被测电机联接的情况下，根据转矩控制信号控制伺服电机运转，以模拟负载；

电量表30，与被测电机连接，用于采集运转数据，其中，运转数据为被测电机根据可编程控制器输出的运转控制信号进行运转的数据信息，运转数据中至少包括以下一种：电压、电流、功率和转速，运转数据用于确定被测电机的运转性能。

需要说明的是，可编程控制器10根据预设的转矩参数输出转矩控制信号，以控制伺服电机输出用户在检测被测电机时所需要的转矩。例如，在检测同一批生产的相同型号电机的性能时，控制伺服电机输出恒定不变的转矩，该输出的转矩的大小根据被测电机的运转性能来决定，伺服电机为被测电机提供转矩恒定不变的负载。

可选的，伺服电机20可以为直流伺服电机，也可以为交流伺服电机。例如，伺服电机20可以为无刷直流伺服电机，无刷直流伺服电机通过连接轴与被测电机连接，并与可编程控制器10通信连接，可编程控制器10向无刷直流伺服电机发送转矩控制信号，无刷直流伺服电机根据接收到的转矩控制信号来输出转矩。

需要说明的是，电量表30用于检测被测电机的运转数据，上述运转数据为被测电机在带动由上述伺服电机输出的转矩形成的负载时对应的运转数据。例如，在检测同一批生产的相同型号电机的性能时，电量表一次检测每一个电机在带动上述负载运行时的运转数据，并通过分析上述运转数据来判断这一批电机中，哪些的性能合格，哪些不合格。可选的，电量表30包括电流测量模块、电压测量模块、功率测量模块和转速测量模块中的至少一种。

可选的，上述可编程控制器包括：比较单元，用于将运转数据与预设数据进行比较，得到比较结果；确定单元，用于根据比较结果确定被测电机的运转性能是否合格。

需要说明的是，上述运转数据至少包括以下一种：电压、电流、功率和转速，上述预设数据为性能合格的电机在带动负载时产生的数据，具体的，运转数据和预设数据为电机空载转至额定转速时，加入负载后所产生的数据。上述预设数据至少包括以下一种：电压、电流、功率和转速，预设数据与运转数据对应。

需要说明的是在产生运转数据后，由比较单元将运转数据与预设数据进行比较，由确定单元根据比较结果来确定被测电机的运转性能是否合格，可选的，确定单元通过分析运行数据和预设数据之间的差值是否在预设范围内来确定被测电机是否合格，具体地，上述差值在预设范围内则确定被测电机合格，进一步地，当运行数据为多个时，则只有多个运行数据与预设数据的差值全部都在预设范围内才能确定被测电机合格。

例如，通过电量表获得电机在带动负载时的转速大小和电流大小，比较单元将转速大小与预设转速大小进行比较，将电流大小与预设电流大小进行比较，得到转速大小与预设转速大小的差值以及转速大小与预设转速大小的差值，确定单元分析上述转速大小与预设转速大小的差值以及转速大小与预设转速大小的差值，当上述两差值都在预设范围之内时，确定被测电机合格，当上述两差值中任一项在预设范围之外，则确定被测电机不合格。

可选的，上述伺服电机还包括：伺服电机控制器，与可编程控制器通信连接，用于根据转矩控制信号控制伺服电机运转。

可选的，伺服电机控制器在接收到转矩控制信号后控制伺服电机以转矩控制模式运行。具体地，伺服电机控制器通过检测伺服电机的电流并实时控制电流的大小来实现伺服电机的转矩控制模式运行。通过上述实施方式，实现了通过伺服电机为被测电机提供恒定转矩负载的功能。

可选的，上述电机运转性能检测系统还包括：运转单元，用于在伺服电机的连轴器与被测电机联接后，被测电机进行空载运转；检测单元，用于检测被测电机是否空载运转至额定转速；驱动单元，用于在被测电机空载运转至额定转速的情况下，根据转矩控制信号控制伺服电机运转，以模拟负载；触发单元，用于在被测电机不能空载运转至额定转速的情况下，触发报警信息。

需要说明的是，可选的，在开始对被测电机进行检测时，首先将被测电机固定，通过上下运动机构使伺服电机靠近被测电机，伺服电机转轴上安装有连接轴，伺服电机靠近被测电机直到连接轴套入被测电机转轴，使伺服电机和被测电机通过连接轴连接。可选的，在伺服电机向被测电机靠近时，伺服电机控制器控制伺服电机控制器进行慢速转动，以帮助连接轴套入被测电机转轴。在被测电机与伺服电机连接成功后，伺服电机控制器检测到伺服电机的电流变化进而判断出被测电机与伺服电机连接成功，并向可编程控制器发送连接成功信号，上述电流的变化是由于伺服电机在慢速转动时为空载，当与被测电机连接后带动被测电机转动，产生了负载，因此负载的变化导致了伺服电机电流的变化。

可选的，由于被测电机可以为直流电机，也可以为交流电机，因此运转单元可以输出直流电也可以输出单相交流电或三相交流电。可选的，运转单元包括整流逆变模块以及脉宽调制模块，当输出直流电时，运转单元可调节输入被测电机的电压大小，当输出为单相或三相交流电时，运转单元可调节输入被测电机的电压大小和电压频率大小。

例如。当被测电机为直流电机时，运转单元为被测电机提供直流电，并通过调整输入被测电机的电压大小来调整被测电机转速。当被测电机为单相交流同步电机或三相交流同步电机时，运转单元为被测电机提供单相或三相交流电，并通过调整输入被测电机的电压频率的大小来调整被测电机转速。当被测电机为单相交流异步电机或三相异步电机是，转单元为被测电机提供单相或三相交流电，并通过调整输入被测电机的电压大小和电压频率大小来调整被测电机转速。当被测电机转速为额定转速时，运转单元停止对输入电机的电压大小或电压频率的大小进行调整。

需要说明的是，由于被测电机的运转数据为额定工作状态下的运转数据，因此在被测电机与伺服电机通过连接轴连接后，被测电机达到额定转速之前，伺服电机控制器关闭，使伺服电机不产生转矩。运转单元控制被测电机转动，使被测电机的转速从零增加到额定转速，由于伺服电机控制器关闭，伺服电机不输出转矩，且被测电机带动不产生转矩的伺服电机的转子转动使所需转矩很小，可以忽略，因此被测电机在转速从零增加到额定转速的工程中为空载运行。

可选的，上述检测单元可以为电量表30中的转速测量模块。上述测量单元可以通过红外线传感器检测被测电机转速，也可以通过霍尔传感器检测电机转速。当测量单元检测到被测电机的转速达到额定转速后，向可编程控制器发送达到额定转速信号，可编程控制器控制驱动单元动作，同时可编程控制器控制运转单元停止对输入被测电机的电压大小或电压频率的大小进行调整。

可选的，上述驱动单元可以为伺服电机驱动器，当驱动单元接收到达到额定转速信号后，控制伺服电机输出转矩。

可选的，检测单元包括计时模块，检测单元实时测量被测电机转速，当被测电机的转速在预定时间内没达到额定转速时，向触发单元发送转速未达额定转速信号。触发单元在接收到转速未达额定转速信号后，触发报警信号。同时，触发单元发送报警信号至可编程控制器，可编程控制器控制运转单元使被测电机停止转动。

可选的，上述电机运转性能检测系统还包括：声光报警器，基于报警信息进行控制。

需要说明的是，声光报警器在接收到报警信号后发出声光报警，即声光报警器在被测电机在预定时间内没有达到额定转速时，发出声光报警。例如，在被测电机在预定时间内没有达到额定转速时，声光报警器接收到报警信号，并发出警报声和闪烁光线。

可选的，上述可编程控制器为PLC或单片机。

可选的，上述可编程控制器还用于根据预设程序输出运转控制信号，其中，预设程序为预先输入用于测试被测电机的程序，其中，运转控制信号中至少包括：电压值、被测电机的启动信号、被测电机的停止信号。

需要说明的是，可编程控制器在接收到外部信号后根据预设程序输出与外部信号对应的运转控制信号，上述外部信号可为连接成功信号或报警信号。例如，当可编程控制器接收到由伺服电机控制器发送的连接成功信号后，根据预设程序向运转单元输出被测电机的启动信号，当可编程控制器接收到报警信号后向运转单元输出被测电机的停止信号。在可编程控制器接收到连接成功信号并向运转单元输出被测电机的启动信号后，根据预设程序中对被测电机运行的设置向运行单元发送电压值信号，运行单元根据接收到的电压值信号向被测电机输出相应电压值以控制被测电机运行。

可选的，上述电机运转性能检测系统包括：显示终端，用于接收外部输入的预设的转矩参数。

可选的，上述显示终端还用于显示被测电机的运转性能是否合格的信息。

可选的，显示终端包括触摸屏幕的显示界面。

本实用新型实施例提供的电机运转性能检测系统，通过可编程控制器10根据预设的转矩参数，输出转矩控制信号，其中，转矩控制信号用于控制伺服电机运转的转矩；伺服电机20与可编程控制器通信连接，在伺服电机的连轴器与被测电机联接的情况下，根据转矩控制信号控制伺服电机运转，以模拟负载；电量表30与被测电机连接，用于采集运转数据，其中，运转数据为被测电机根据可编程控制器输出的运转控制信号进行运转的数据信息，运转数据中至少包括以下一种：电压、电流、功率和转速，运转数据用于确定被测电机的运转性能，解决相关技术中对电机的运转性能的检测效率较低的问题。通过使用伺服电机为被测电机提供转矩来模拟被测电机的负载，通过可编程控制器来控制被测电机的运行和伺服电机转矩的输出，电量表来采集运转数据，根据运转数据确定被测电机的运转性能，达到了提升检测电机运转性能的效率的效果。

图2是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测设备示意图一，图3是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测设备示意图二。如图2和图3所示，本实施例提供的一种电机运转性能检测设备，包括HMI(触摸屏)、智能电量表、声光报警器、直流电源、伺服电机、自动连轴器、被测电机、电机定位模、防护门、左测试工位、右测试工位、上下运动机构以及机架等等。

图4是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测设备工作流程的示意图。如图4所示，本实施例提供的一种电机运转性能检测设备的工作流程如下：启动测试；程序启动，上下运动机构下降至设定高度，同时伺服驱动器开启速度模式，伺服电机带动自动连轴器低速运转；判断自动连轴其是否套入被测电机转轴，若未套入，则发出连轴器异常警报，上下运动机构上升回味，并且程序复位重新启动，若成功套入，则启动电机电源电压提升至设定值，同时关闭伺服SON，伺服电机停止运转；判断被测电机是否空转运转至额定转速，若未至额定转速则发出电机异常报警，上下运动机构上升回味，并且程序复位重新启动，若达到额定转速，则伺服驱动器开启转矩模式，电机转矩平滑提升至设定转矩；智能电表开始工作，采集电机运转数据；运转数据和设定值比较，若判断电机运转性能合格则进行产品合格显示，若判断电机运转性能不良则发出产品不良报警，并显示不良项目；关闭电机电源、关闭伺服电机控制器。

本实施例中将运转数据和设定值比较来判断产品合格与否的方法为：将运转数据与预设数据进行比较，根据比较结果来确定被测电机的运转性能是否合格，可选的，通过分析运行数据和预设数据之间的差值是否在预设范围内来确定被测电机是否合格，具体地，上述差值在预设范围内则确定被测电机合格，进一步地，当运行数据为多个时，则只有多个运行数据与预设数据的差值全部都在预设范围内才能确定被测电机合格。

需要说明的是，本实施例中的电机运转性能检测设备包括自动连接装置，自动连接装置用于使伺服电机与被测电机自动连接，包括上下运动机构、自动连轴器以及电机定位模。伺服电机与被测电机自动连接的过程为：将被测电机放入电机定位模，上下运动机构控制伺服电机向下移动靠近被测电机，当接触到被测电机的转轴时，自动连轴器将伺服电机与被测电机固定连接，且伺服电机与被测电机为同轴连接。上述技术手段实现了伺服电机与被测电机的自动连接。

需要说明的是，上述HMI(触摸屏)用于接收外部输入的预设的转矩参数。可选的，上述HMI(触摸屏)还用于显示所述被测电机的运转性能是否合格的信息。

需要说明的是，本实施例提供的电机运转性能检测设备，包括两个测试工位，即左测试工位和右测试工位，用户可同时对两台电机进行检测，增加了电机运转性能检测的效率。

本实施例提供的电机运转性能检测装置，包括以下组件：HMI(触摸屏)、智能电量表、声光报警器、直流电源、伺服电机、自动连轴器、被测电机、电机定位模、防护门、左测试工位、右测试工位、上下运动机构以及机架；并通过以下流程：启动测试；程序启动，上下运动机构下降至设定高度，同时伺服驱动器开启速度模式，伺服电机带动自动连轴器低速运转；判断自动连轴器是否套入被测电机转轴，若未套入，则发出连轴器异常警报，上下运动机构上升回味，并且程序复位重新启动，若成功套入，则启动电机电源电压提升至设定值，同时关闭伺服驱动器(SON)，伺服电机停止运转；判断被测电机是否空转运转至额定转速，若未至额定转速则发出电机异常报警，上下运动机构上升回味，并且程序复位重新启动，若达到额定转速，则伺服驱动器开启转矩模式，电机转矩平滑提升至设定转矩；智能电表开始工作，采集电机运转数据；运转数据和设定值比较，若判断电机运转性能合格则进行产品合格显示，若判断电机运转性能不良则发出产品不良报警，并显示不良项目；关闭电机电源、关闭伺服电机控制器，

图5是本实用新型实施例提供的可选的电机运转性能检测系统的控制框图。

本实施例提供的电机运转性能检测系统包括：人机界面HMI、可编程控制器PLC、电机运转电源、智能电量表、伺服电机控制器、被测电机以及伺服电机，其中：

通过人机界面HMI与可编程控制器PLC相互通信以实现通过人机界面进行参数设定和信息显示；

可编程控制器PLC与电机运转电源相互通信，以实现被测电机运转电源控制，其中可编程控制器PLC接收电机运转电源发送的电机运转反馈信息并向电机运转电源发送输出电压值设定信息以及启停控制信息；

电机运转电源箱智能电量表发送电源输出，智能连量表采集电源输出信息并将电源输出发送至被测电机，同时接收并采集来自被测电机的被测电机电压、电流、功率、转速等数据发送至可编程控制器PLC；

可编程控制器PLC与伺服电机控制器相互通信，实现可编程控制器PLC对伺服电机的控制，其中可编程控制器PLC接收来自伺服电机控制器的运行信息反馈并向伺服电机控制器发送启停、转矩控制信号；

伺服电机控制器向伺服电机发送控制信号并接收伺服电机反馈的运行信息；

被测电机与伺服电机通过连接轴连接。

本实施例提供的电机运转性能检测系统，包括以下组件：人机界面HMI、可编程控制器PLC、电机运转电源、智能电量表、伺服电机控制器、被测电机以及伺服电机；并通过以下控制和连接关系：通过人机界面HMI与可编程控制器PLC相互通信以实现通过人机界面进行参数设定和信息显示；可编程控制器PLC与电机运转电源相互通信，以实现被测电机运转电源控制，其中可编程控制器PLC接收电机运转电源发送的电机运转反馈信息并向电机运转电源发送输出电压值设定信息以及启停控制信息；电机运转电源箱智能电量表发送电源输出，智能连量表采集电源输出信息并将电源输出发送至被测电机，同时接收并采集来自被测电机的被测电机电压、电流、功率、转速等数据发送至可编程控制器PLC；可编程控制器PLC与伺服电机控制器相互通信，实现可编程控制器PLC对伺服电机的控制，其中可编程控制器PLC接收来自伺服电机控制器的运行信息反馈并向伺服电机控制器发送启停、转矩控制信号；伺服电机控制器向伺服电机发送控制信号并接收伺服电机反馈的运行信息；被测电机与伺服电机通过连接轴连接，解决了相关技术中对电机的运转性能的检测效率较低的问题，达到了提升检测电机运转性能的效率的效果。

以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。