智能永磁同步伺服電機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能永磁同步伺服電機(jī)，包括永磁同步伺服電機(jī)、設(shè)置在永磁同步伺服電機(jī)上的數(shù)據(jù)采集處理模塊和用于控制永磁同步伺服電機(jī)運(yùn)行的控制裝置，控制裝置包括電機(jī)控制器和與電機(jī)控制器連接的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，永磁同步伺服電機(jī)的輸出端接有負(fù)載，負(fù)載與電機(jī)控制器之間接有用于反饋永磁同步伺服電機(jī)工作電流的電流傳感器，數(shù)據(jù)采集處理模塊包括套裝在永磁同步伺服電機(jī)中轉(zhuǎn)軸尾端的編碼器，編碼器分別與轉(zhuǎn)速傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器和應(yīng)力傳感器相連接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎，能夠同時(shí)采集永磁同步伺服電機(jī)多種狀態(tài)參數(shù)，并具有遠(yuǎn)程通信功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)工況狀態(tài)，功能完備，實(shí)用性強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
智能永磁同步伺服電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于永磁同步伺服電機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能永磁同步伺服電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步伺服電機(jī)在各種工業(yè)裝備上已經(jīng)大量使用，現(xiàn)有伺服電機(jī)可以通過(guò)安裝在電機(jī)上的編碼器感知電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器感知負(fù)載電流，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制調(diào)節(jié)，達(dá)到伺服控制的目的。可是電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于受到負(fù)載和環(huán)境的影響，其實(shí)際運(yùn)行中除轉(zhuǎn)速和位置外的其他物理狀態(tài)，比如振動(dòng)、溫度分布，應(yīng)力分布等等狀態(tài)信息也在不斷變化，這些不斷變化的物理信息，是評(píng)價(jià)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的有力依據(jù)。因此，現(xiàn)如今缺少一種智能型的永磁同步伺服電機(jī)，結(jié)合已經(jīng)通過(guò)編碼器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器感知的速度、位置和轉(zhuǎn)矩電流等信息，增設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)的工況狀態(tài)，做到全面監(jiān)控、快速響應(yīng)、以及故障預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等等智能化動(dòng)作；另外，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為這種智能化的可實(shí)施性和可行性帶來(lái)前所未有的機(jī)會(huì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種智能永磁同步伺服電機(jī)，其設(shè)計(jì)新穎合理，能夠同時(shí)采集永磁同步伺服電機(jī)多種狀態(tài)參數(shù)，并具有遠(yuǎn)程通信功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)工況狀態(tài)，功能完備，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:包括永磁同步伺服電機(jī)、設(shè)置在永磁同步伺服電機(jī)上的數(shù)據(jù)采集處理模塊和用于控制永磁同步伺服電機(jī)運(yùn)行的控制裝置，所述控制裝置包括電機(jī)控制器和與電機(jī)控制器連接的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，永磁同步伺服電機(jī)的輸出端接有負(fù)載，負(fù)載與電機(jī)控制器之間接有用于反饋永磁同步伺服電機(jī)工作電流的電流傳感器，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括套裝在永磁同步伺服電機(jī)中轉(zhuǎn)軸尾端的編碼器，編碼器分別與轉(zhuǎn)速傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器和應(yīng)力傳感器相連接，其中，
[0005]編碼器，用于向電機(jī)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，用于接收處理轉(zhuǎn)速傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器和應(yīng)力傳感器傳送的信號(hào)；
[0006]轉(zhuǎn)速傳感器，用于采集永磁同步伺服電機(jī)中轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速；
[0007]位置傳感器，用于采集永磁同步伺服電機(jī)中磁極的位置；
[0008]溫度傳感器，用于采集永磁同步伺服電機(jī)中前軸承外側(cè)、前法蘭上、殼體內(nèi)側(cè)壁上、定子線(xiàn)包處、后法蘭上或后軸承外側(cè)的溫度；
[0009]振動(dòng)傳感器，用于采集永磁同步伺服電機(jī)中前軸承外側(cè)、前法蘭上、后法蘭上或后軸承外側(cè)的振動(dòng)頻率；
[0010]應(yīng)力傳感器，用于采集永磁同步伺服電機(jī)中前軸承外側(cè)或后軸承外側(cè)壓力。
[0011]上述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)控制器通過(guò)通信模塊與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)連接。
[0012]上述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述通信模塊為有線(xiàn)通信模塊或無(wú)線(xiàn)通信模塊。
[0013]上述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器和應(yīng)力傳感器的數(shù)量均為多個(gè)。
[0014]上述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器為微型溫度傳感器，振動(dòng)傳感器為微型振動(dòng)傳感器，應(yīng)力傳感器為微型振動(dòng)傳感器。
[0015]上述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速傳感器為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器或磁感應(yīng)轉(zhuǎn)速傳感器，位置傳感器為霍爾位置傳感器或磁感應(yīng)位置傳感器。
[0016]上述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述編碼器為增量式編碼器。
[0017]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、本實(shí)用新型在現(xiàn)有編碼器上集成溫度傳感器、震動(dòng)傳感器和應(yīng)力傳感器處理模塊，增設(shè)多個(gè)采集接口，實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)采集處理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于推廣使用。
[0019]2、本實(shí)用新型在永磁同步伺服電機(jī)內(nèi)部前軸承、前法蘭、殼體、定子線(xiàn)包、后法蘭和后軸承處安裝多種類(lèi)型的微型傳感器，采集轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和位置的同時(shí)采集環(huán)境參數(shù)，功能完備，可靠穩(wěn)定，使用效果好。
[0020]3、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，采用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)永磁同步伺服電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，綜合多種參數(shù)預(yù)測(cè)電機(jī)檢修時(shí)間，判斷電機(jī)使用壽命，可合理安排工作計(jì)劃，提高生產(chǎn)效率，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0021]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，能夠同時(shí)采集永磁同步伺服電機(jī)多種狀態(tài)參數(shù)，并具有遠(yuǎn)程通信功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)工況狀態(tài)，功能完備，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0022]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型永磁同步伺服電機(jī)與編碼器的結(jié)構(gòu)安裝示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0026]I 一轉(zhuǎn)速傳感器；2—位置傳感器；3—電流傳感器；
[0027]4 一溫度傳感器；5—振動(dòng)傳感器；6—應(yīng)力傳感器；
[0028]7—編碼器；8—電機(jī)控制器；10—永磁同步伺服電機(jī)；
[0029]10-1—轉(zhuǎn)軸；10-2—前軸承；10-3—前法蘭；
[0030]10-4—?dú)んw；10-5—定子；10-6—后法蘭；
[0031]10-7一后軸承；11一負(fù)載；12—通彳目模塊；
[0032]13—物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括永磁同步伺服電機(jī)10、設(shè)置在永磁同步伺服電機(jī)10上的數(shù)據(jù)采集處理模塊和用于控制永磁同步伺服電機(jī)10運(yùn)行的控制裝置，所述控制裝置包括電機(jī)控制器8和與電機(jī)控制器8連接的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)13，永磁同步伺服電機(jī)10的輸出端接有負(fù)載11，負(fù)載11與電機(jī)控制器8之間接有用于反饋永磁同步伺服電機(jī)1工作電流的電流傳感器3，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括套裝在永磁同步伺服電機(jī)10中轉(zhuǎn)軸10-1尾端的編碼器7，編碼器7分別與轉(zhuǎn)速傳感器1、位置傳感器2、溫度傳感器4、振動(dòng)傳感器5和應(yīng)力傳感器6相連接，其中，
[0034]編碼器7，用于向電機(jī)控制器8發(fā)送數(shù)據(jù)，用于接收處理轉(zhuǎn)速傳感器1、位置傳感器
2、溫度傳感器4、振動(dòng)傳感器5和應(yīng)力傳感器6傳送的信號(hào)；
[0035]轉(zhuǎn)速傳感器I，用于采集永磁同步伺服電機(jī)10中轉(zhuǎn)軸10-1的轉(zhuǎn)速；
[0036]位置傳感器2，用于采集永磁同步伺服電機(jī)10中磁極的位置；
[0037]溫度傳感器4，用于采集永磁同步伺服電機(jī)10中前軸承10-2外側(cè)、前法蘭10-3上、殼體10-4內(nèi)側(cè)壁上、定子10-5線(xiàn)包處、后法蘭10-6上或后軸承10-7外側(cè)的溫度；
[0038]振動(dòng)傳感器5，用于采集永磁同步伺服電機(jī)10中前軸承10-2外側(cè)、前法蘭10-3上、后法蘭10-6上或后軸承10-7外側(cè)的振動(dòng)頻率；
[0039]應(yīng)力傳感器6，用于采集永磁同步伺服電機(jī)10中前軸承10-2外側(cè)或后軸承10-7外側(cè)壓力。
[0040]如圖1所示，本實(shí)施例中，所述電機(jī)控制器8通過(guò)通信模塊12與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)13連接。[0041 ]本實(shí)施例中，所述通信模塊12為有線(xiàn)通信模塊或無(wú)線(xiàn)通信模塊。
[0042]實(shí)際使用中，有線(xiàn)通信模塊包括串口或工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器8與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)13的有線(xiàn)數(shù)據(jù)通信;無(wú)線(xiàn)通信模塊包括GPRS或無(wú)線(xiàn)WIFI模塊，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器8與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)13的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
[0043]本實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)速傳感器1、位置傳感器2、溫度傳感器4、振動(dòng)傳感器5和應(yīng)力傳感器6的數(shù)量均為多個(gè)。
[0044]本實(shí)施例中，所述溫度傳感器4為微型溫度傳感器，振動(dòng)傳感器5為微型振動(dòng)傳感器，應(yīng)力傳感器6為微型振動(dòng)傳感器。
[0045]本實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)速傳感器I為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器或磁感應(yīng)轉(zhuǎn)速傳感器，位置傳感器2為霍爾位置傳感器或磁感應(yīng)位置傳感器。
[0046]本實(shí)施例中，所述編碼器7為增量式編碼器。
[0047]本實(shí)用新型使用時(shí)，前軸承10-2外側(cè)位置處預(yù)埋溫度傳感器4、振動(dòng)傳感器5和應(yīng)力傳感器6采集該處環(huán)境參數(shù)對(duì)永磁同步伺服電機(jī)10運(yùn)行狀態(tài)的影響；前法蘭10-3位置處預(yù)埋溫度傳感器4和振動(dòng)傳感器5采集該處環(huán)境參數(shù)對(duì)永磁同步伺服電機(jī)10運(yùn)行狀態(tài)的影響；殼體10-4內(nèi)側(cè)壁上預(yù)埋溫度傳感器4采集該處溫度參數(shù)對(duì)永磁同步伺服電機(jī)10運(yùn)行狀態(tài)的影響；定子10-5線(xiàn)包處采集該處溫度參數(shù)對(duì)永磁同步伺服電機(jī)10運(yùn)行狀態(tài)的影響；后法蘭10-6位置處預(yù)埋溫度傳感器4和振動(dòng)傳感器5采集該處環(huán)境參數(shù)對(duì)永磁同步伺服電機(jī)10運(yùn)行狀態(tài)的影響；后軸承10-7外側(cè)位置處預(yù)埋溫度傳感器4、振動(dòng)傳感器5和應(yīng)力傳感器6采集該處環(huán)境參數(shù)對(duì)永磁同步伺服電機(jī)10運(yùn)行狀態(tài)的影響；以上六個(gè)位置處傳感器采集到的數(shù)據(jù)匯總到編碼器7，通過(guò)編碼器7的內(nèi)部電路進(jìn)行預(yù)處理，電機(jī)控制器8讀取編碼器7中預(yù)處理的數(shù)據(jù)信息，加上轉(zhuǎn)速傳感器1、位置傳感器2和電流傳感器3采集的永磁同步伺服電機(jī)1的速度、位置和轉(zhuǎn)矩電流等信息，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)的工況狀態(tài)，做到全面監(jiān)控、快速響應(yīng)、以及故障預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等等智能化動(dòng)作，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能化的通訊方式，可隨時(shí)掌握永磁同步伺服電機(jī)10的運(yùn)行狀況;預(yù)測(cè)電機(jī)的檢修時(shí)間；判斷電機(jī)的壽命周期等，可以合理的安排工作計(jì)劃，提高生產(chǎn)效率。
[0048]根據(jù)實(shí)際使用需要，可以增加永磁同步伺服電機(jī)10上各處傳感器的數(shù)量，使采集點(diǎn)更加密集，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，所有的傳感器通過(guò)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證埋設(shè)位置的合理性和采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，傳感器的位置不能阻礙或降低電機(jī)的性能、安全等基本要求，實(shí)際使用效果好。
[0049]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:包括永磁同步伺服電機(jī)(10)、設(shè)置在永磁同步伺服電機(jī)(10)上的數(shù)據(jù)采集處理模塊和用于控制永磁同步伺服電機(jī)(10)運(yùn)行的控制裝置，所述控制裝置包括電機(jī)控制器(8)和與電機(jī)控制器(8)連接的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(13)，永磁同步伺服電機(jī)(10)的輸出端接有負(fù)載(11)，負(fù)載(11)與電機(jī)控制器(8)之間接有用于反饋永磁同步伺服電機(jī)(10)工作電流的電流傳感器(3)，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括套裝在永磁同步伺服電機(jī)(10)中轉(zhuǎn)軸(10-1)尾端的編碼器(7)，編碼器(7)分別與轉(zhuǎn)速傳感器(1)、位置傳感器(2)、溫度傳感器(4)、振動(dòng)傳感器(5)和應(yīng)力傳感器(6)相連接，其中， 編碼器(7)，用于向電機(jī)控制器(8)發(fā)送數(shù)據(jù)，用于接收處理轉(zhuǎn)速傳感器(I)、位置傳感器(2)、溫度傳感器(4)、振動(dòng)傳感器(5)和應(yīng)力傳感器(6)傳送的信號(hào)； 轉(zhuǎn)速傳感器(I)，用于采集永磁同步伺服電機(jī)(10)中轉(zhuǎn)軸(10-1)的轉(zhuǎn)速； 位置傳感器(2)，用于采集永磁同步伺服電機(jī)(10)中磁極的位置； 溫度傳感器(4)，用于采集永磁同步伺服電機(jī)(10)中前軸承(10-2)外側(cè)、前法蘭(10-3)上、殼體(10-4)內(nèi)側(cè)壁上、定子(10-5)線(xiàn)包處、后法蘭(10-6)上或后軸承(10-7)外側(cè)的溫度； 振動(dòng)傳感器(5)，用于采集永磁同步伺服電機(jī)(10)中前軸承(10-2)外側(cè)、前法蘭(10-3)上、后法蘭(10-6)上或后軸承(10-7)外側(cè)的振動(dòng)頻率； 應(yīng)力傳感器(6)，用于采集永磁同步伺服電機(jī)(10)中前軸承(10-2)外側(cè)或后軸承(10-7)外側(cè)壓力。2.按照權(quán)利要求1所述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)控制器(8)通過(guò)通信模塊(12)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(13)連接。3.按照權(quán)利要求2所述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述通信模塊(12)為有線(xiàn)通信模塊或無(wú)線(xiàn)通信模塊。4.按照權(quán)利要求1所述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速傳感器(1)、位置傳感器(2)、溫度傳感器(4)、振動(dòng)傳感器(5)和應(yīng)力傳感器(6)的數(shù)量均為多個(gè)。5.按照權(quán)利要求4所述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器(4)為微型溫度傳感器，振動(dòng)傳感器(5)為微型振動(dòng)傳感器，應(yīng)力傳感器(6)為微型振動(dòng)傳感器。6.按照權(quán)利要求4所述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速傳感器(I)為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器或磁感應(yīng)轉(zhuǎn)速傳感器，位置傳感器(2)為霍爾位置傳感器或磁感應(yīng)位置傳感器。7.按照權(quán)利要求1所述的智能永磁同步伺服電機(jī)，其特征在于:所述編碼器(7)為增量式編碼器。
【文檔編號(hào)】H02K11/27GK205647195SQ201620473976
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】劉建鋒, 張燕, 徐致雄, 陳華胄, 尚立庫(kù)
【申請(qǐng)人】西安安凡達(dá)智能電機(jī)有限公司