[发明专利]微型电磁发电机定子绕组的故障检测装置及方法

说明书

本发明提供了微型电磁发电机定子绕组的故障检测装置及方法。故障检测装置包括振动源、微型发电机、转换电路、主控板和控制器；振动源向微型发电机提供预定时长的振动，使微型发电机的定子电枢结构切割微型发电机的转子产生的磁感应线，通过微型发电机的副绕组上设置的信号检测单元来检测副绕组上产生的电信号；转换电路用于对检测到的副绕组上产生的电信号进行放大及滤波处理；主控板用于根据转换电路处理后的电信号，计算微型发电机的定子瞬时功率，以及通过对微型发电机的定子瞬时功率进行小波分解，确定故障特征频段和故障特征量；控制器用于对振动源进行调控。本发明能够在不影响发电机工作的情况下及时检测其故障，具有很强的抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及电机检测技术，尤其涉及一种微型电磁发电机定子绕组的故障检测装置及方法。

背景技术

现有技术中，对于(如用于机器人的)小型发电机来说，由于微型电机内部的结构复杂，内部谐波冗杂信号的干扰，因此对于信号的精准获取和参数的合理处理分析十分重要。

传统的微电机故障诊断方法基本上是依靠质量检测人员的经验，主要有辩音法、比较法。虽然在一定程度上能诊断出微电机故障，但是这种诊断方法不但需要检测人员经验丰富，而且检测效率低下。随着对微电机的可靠性等指标以及工业自动化程度的要求越来越高，传统的诊断方法显然无法满足要求。因此，发展现代意义上的微电机故障诊断技术就显得尤为重要。目前，比较常用的机械状态监控和故障诊断的方法有：振动信号诊断法、声学诊断法强度诊断法等。

典型的微型发电机利用振动采收装置在周围吸收电能或机械能(电磁，静电或压电)。主要利用无线传感器和低功耗微器件的各种环境振动来进行能量供应。电磁微型发电机依靠电磁效应，通常利用永磁体和导体转变能量之间的相关运动进行工作。

绕组是电动机的组成部分，老化，受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害，电机过载、欠电压、过电压，缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。

目前，现有的检测技术在用于电机定子绕组的短路故障检测时，存在检测不准确的问题。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种微型电磁发电机定子绕组的故障检测装置及方法，以至少解决现有的检测技术在用于电机定子绕组的短路故障检测时，存在检测不准确的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种微型电磁发电机定子绕组的故障检测装置，所述故障检测装置包括振动源、微型发电机、转换电路、主控板和控制器；所述振动源用于向所述微型发电机提供预定时长的振动，以使作为导体的所述微型发电机的定子电枢结构切割所述微型发电机的转子产生的磁感应线，并通过所述微型发电机的副绕组上设置的信号检测单元来检测所述副绕组上产生的电信号；所述转换电路用于对检测到的所述副绕组上产生的电信号进行放大及滤波处理；所述主控板用于根据所述转换电路处理后的电信号，计算所述微型发电机的定子瞬时功率，以及通过对所述微型发电机的定子瞬时功率进行小波分解，确定故障特征频段和故障特征量；所述控制器用于对振动源进行调控。

进一步地，所述振动源为电动机，所述主控板通过所述控制器驱动所述电动机运动，产生转矩以提供给所述微型发电机主轴，通过所述微型发电机主轴切割磁感线而产生磁场，导致所述副绕组上产生电流。