利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法，属于转速测量领域，由固定机构、电磁线圈、线缆、测量设备组成。利用异步电机通常具有端环齿这一特点，将电磁线圈正对电机转子端环齿安装，通过线缆与外部测量设备相连；在电磁线圈施加固定的电压，依靠电机旋转时转子端环齿切割电磁线圈磁场的涡流作用，通过检测电磁线圈中的电流变化规律，实现异步电机实时转速测量。将转速测量装置与异步电机内置集成为一体，使整机结构简单紧凑，有效降低成本，方便随时使用，且在运输及安装使用过程中不易损坏；原理简单，接口方便，便于为各种测量仪表或自动控制系统直接利用；不改变电机结构设计，对现有异步电机可进行直接改造。
【专利说明】利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及转速测量领域，尤其涉及一种利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法。
【背景技术】
[0002]转速是电机极为重要的一个状态参数，在很多工作场合都需要配备相应的转速测量装置对电机的转速进行测量。由于受到各种生产作业现场的环境和条件较限制，外部测量装置安装困难、成本较高，或在使用中经常损坏，这对生产运行及测量装置本身都会造成较大的损失。
[0003]异步电机使用范围极广，但目前没有专用的转速测量装置和方法，因此，提供一种成本低廉、结构简单、可靠性高的转速测量装置十分必要。
【发明内容】
[0004]为了解决异步电机转速在线测量问题，本发明利用异步电机通常具有转子端环齿这一特点，提供一种利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法，与电机密切集成安装、不易损坏、可随时进行转速在线测量。结构简单紧凑、成本低廉、接口方便，而且不改变电机原有设计、方便进行设备后期改造。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
装置包括固定机构(I)、电磁线圈(2)、线缆(3)、测量设备(4);固定机构(I)将电磁线圈(2)固定到定子端部绕组(5)上，使电磁线圈(2)正对电机转子端环齿(6)的位置。
[0006]测量设备(4)经线缆(3)与电磁线圈(2)相连，为电磁线圈(2)施加电压；则在电磁线圈中产生一个恒定的电流,也同时在电磁线圈(2)周围产生一个恒定磁场。
[0007]电机转动时，每个转子端环齿(6 )转到电磁线圈(2 )的位置，受电磁线圈(2 )产生的磁场影响，运动切割该磁场会产生涡流，该涡流产生的磁场引起电磁线圈(2)中的电流变化，测量设备(4)测量计算电磁线圈(2)中的电流变化频率，由测得的电流变化频率除以端环齿(6)的数量，即可得到电机转速。
[0008]线缆(3)连接到固定安装在电机接线盒(7)处的接口插座(8)上，通过接口插座
[8]连接测量设备(4)。测量设备可以是专门为本装置定制的，也可以是采用该种测量原理的其它通用型的仪器仪表。采用接口插座的方式便于在需要时实时、随时监测转速。
[0009]线缆(3)为屏蔽线，有效提高了测量装置的抗干扰能力。
[0010]与现有技术相比较，本发明具有如下优点:
实现了异步电机转速测量装置的集成化一体化设计，利用转子端环齿使得整机结构简单紧凑，有效降低成本；内置于电机中，方便随时使用，且在运输及安装使用过程中不易损坏；原理简单，接口方便，便于为各种测量仪表或自动控制系统直接利用；不改变电机结构设计，对现有异步电机可进行直接改造。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为利用端环齿测量异步电机转速的装置的示意图。
[0012]图中:1为固定机构，2为电磁线圈，3为线缆，4为测量设备，5为定子端部绕组，6为转子端环齿，7为电机接线盒，8为接口插座。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
如图1所示，利用端环齿测量异步电机转速的装置由固定机构(I)、电磁线圈(2)、线缆
(3)、测量设备⑷组成。
[0014]固定机构(I)将电磁线圈(2)固定到定子端部绕组(5)上,使电磁线圈(2)正对电机转子端环齿(6)的位置。一般来说定子端部绕组沿轴向突出的比较多，因此图1中电磁线圈采用正对电机转子端环齿侧面的方式安装；在安装空间允许的情况下，也可以将电磁线圈沿轴向正对电机转子端环齿的方式安装。
[0015]测量设备(4)经线缆(3)与电磁线圈(2)相连，为电磁线圈(2)施加电压，一般采用直流即可，如+5V、+12V、+24V等工业现场常用的电压等级。该电压会在电磁线圈中产生一个恒定的电流，即同时在电磁线圈(2)周围产生一个恒定磁场。
[0016]电机转动时，每个转子端环齿(6)转到电磁线圈(2)的位置，由于端子齿为金属，旋转切割电磁线圈(2)产生的磁场，从而在该转子端环齿(6)中产生涡流，该涡流产生的磁场与电磁线圈(2)的恒定磁场耦合，导致电磁线圈(2)中的电流变化，测量设备(4)测量计算电磁线圈(2)中的电流变化频率，由测得的电流变化频率除以端环齿(6)的数量，即可得到电机转速。
[0017]线缆(3)采用屏蔽线，减少电机内磁场的干扰，可经定子外侧的通风孔穿到电机接线盒(6)处，延程可以采用机械或胶粘进行固定，连接到固定安装在电机接线盒(7)处的接口插座(8)上，该插座采用通用接口，可设计防尘罩，不用时密封，使用时通过接口插座(8)连接测量设备(4)。测量设备可以是专门为本装置定制的，也可以是采用该种测量原理的其它通用型的仪器仪表。采用接口插座的方式便于在需要时实时、随时监测转速。
【权利要求】
1.利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法，其特征在于:装置包括固定机构(I)、电磁线圈(2)、线缆(3)、测量设备(4)； 固定机构(I)将电磁线圈(2)固定到定子端部绕组(5)上,使电磁线圈(2)正对电机转子端环齿(6)的位置； 测量设备(4)经线缆(3 )与电磁线圈(2 )相连，为电磁线圈(2 )施加电压； 电机转动时，每个转子端环齿(6)转到电磁线圈(2)的位置，受电磁线圈(2)产生的磁场影响，会产生涡流，该涡流产生的磁场引起电磁线圈(2)中的电流变化，测量设备(4)测量计算电磁线圈(2)中的电流变化频率； 测量设备(4)由测得的电流变化频率除以端环齿(6)的数量，即可得到电机转速。
2.根据权利要求1所述的利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法，其特征在于:线缆(3)连接到固定安装在电机接线盒(7)处的接口插座(8)上，通过接口插座(8)连接测量设备(4)。
3.根据权利要求4所述的利用端环齿测量异步电机转速的装置及方法，其特征在于:线缆(3)为屏蔽线。
【文档编号】G01P3/49GK104166011SQ201410464063
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年9月14日 优先权日:2014年9月14日
【发明者】周封, 王晨光, 刘健, 王丙全, 郝婷, 崔博闻, 李伟力, 刘小可, 肖强, 胡海涛 申请人:哈尔滨理工大学, 周封