參數(shù)認(rèn)定和振動(dòng)噪聲診斷的最終試驗(yàn)
朱青譯（西安微電機(jī)研究所）
[譯者按]本文介紹的是德國(guó)申克(schenck)公司****開發(fā)的參數(shù)認(rèn)定法微電機(jī)檢測(cè)設(shè)
備，它利用電機(jī)數(shù)學(xué)模型，在近似空載的情況下，僅測(cè)量電流和電壓，即可獲得負(fù)載特性。另外，還能測(cè)試噪聲曲線。該設(shè)備測(cè)試效率高，可靠性好，且省時(shí)省錢，是一種****進(jìn)的微電機(jī)測(cè)試設(shè)備。
l引言
當(dāng)今，小電機(jī)制造過程中的質(zhì)量保證面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求廢品率在千分之幾的范國(guó)內(nèi)，即便是一些微小的缺陷也會(huì)對(duì)公司的聲譽(yù)及銷售額造成損失。現(xiàn)在絕大多數(shù)地方已采用********試驗(yàn)，而不是隨機(jī)抽檢的辦法。不僅試驗(yàn)的頻率，而且試驗(yàn)的深度都在不斷增加。因?yàn)橹圃鞆S除了保證特性參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、消耗功率和性能外，還必須保證許多其他特性：電機(jī)必須能滿足各種安全要求，且運(yùn)行效率****。電機(jī)除運(yùn)行試驗(yàn)和性能試驗(yàn)外，還要進(jìn)行其他試驗(yàn)，如安全試驗(yàn)、噪聲和振動(dòng)試驗(yàn)以及一系列特殊試驗(yàn)。擴(kuò)大試驗(yàn)范圍的目的不只是為了確認(rèn)有故障的電機(jī)，而且是為了防止產(chǎn)品的故障而對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)行反饋控制的先決條件。這就要求從反饋信息中詳細(xì)了解電機(jī)全部生產(chǎn)過程產(chǎn)生故障的原因以及對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的處理。在批量生產(chǎn)中，維大多數(shù)故障原因訖今是靠人對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析來確定。但這樣反饋給產(chǎn)品部門的信息的速度相對(duì)比較慢。
訖今為止，如果想要在維持甚至降低試驗(yàn)費(fèi)用的前提下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逐件的具有足夠深度的試驗(yàn)，用傳統(tǒng)試驗(yàn)方法是做不到的。事實(shí)上，在大批量產(chǎn)品中，由于試驗(yàn)周期太長(zhǎng)，只好不對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逐臺(tái)試驗(yàn)，而在小批量特殊電機(jī)的制造中，由于型號(hào)種類繁多，試驗(yàn)時(shí)間僅起次要作用，頻繁的因更換電機(jī)型號(hào)所引起的操作成了增加成本的主要因素。
除此以外，如果必須做噪聲試驗(yàn)，那么就更難找到一個(gè)經(jīng)濟(jì)的解決辦法。然而，這個(gè)試驗(yàn)又特別重要。電機(jī)的許多缺陷，例如機(jī)械損傷、齒輪缺陷、軸承的過分振動(dòng)和損傷，在電氣性能上不能被檢測(cè)出來，而只能通過它所產(chǎn)生的噪聲來檢測(cè)。以前曾設(shè)法使噪聲試驗(yàn)自動(dòng)化，但這種努力經(jīng)常是失敗的。因此，由試驗(yàn)員主觀判定仍是主要試驗(yàn)方法。
2未來試驗(yàn)系統(tǒng)的目標(biāo)
通過對(duì)現(xiàn)行試驗(yàn)方法的能力與人們的要求的比較，可對(duì)未來試驗(yàn)系統(tǒng)提出下述目標(biāo)。
·通過提高試驗(yàn)深度和試驗(yàn)程序自動(dòng)化，使試驗(yàn)的可靠性得以提高。
·降低試驗(yàn)本身、試件安裝和校驗(yàn)程序的成本。
·通過對(duì)電機(jī)誤差原因的自動(dòng)判別（電機(jī)診斷）和對(duì)此判別信息的分析達(dá)到在生產(chǎn)過程中立即采取糾正措施的目的。
試驗(yàn)可靠性的改善只能通過測(cè)出所有電氣和機(jī)械缺陷原因來實(shí)現(xiàn)。然而，在大批量生產(chǎn)中，測(cè)試的周期只允許有幾秒鐘，只有排除主觀的錯(cuò)誤判定，才能將廢品率控制在千分之幾之內(nèi)。
在周期時(shí)間不是關(guān)鍵的情況下，試驗(yàn)過程包括被試電機(jī)參數(shù)的確定以及文件的編制都應(yīng)該自動(dòng)。為了降低成本，電機(jī)軸上應(yīng)避免聯(lián)接加載和測(cè)量裝置。如可能，試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)H限于那些容易測(cè)量的變量，如電流和電壓等。
除最終試驗(yàn)的傳統(tǒng)目標(biāo)（查出不合格的電機(jī)）外，很重要的一點(diǎn)是利用自動(dòng)獲得的數(shù)據(jù)，立即采取糾正措施。電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)成為整個(gè)生產(chǎn)線的一個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的試驗(yàn)說明，如“電機(jī)電流太大”、“速度太低”或“電機(jī)噪聲太大”就不再能滿足要求。電機(jī)診斷必須能辨別故障原因（繞組故障、磁路缺陷、軸承損傷、不平衡等）。有一種改善試驗(yàn)可靠性、提高測(cè)試效率和產(chǎn)品質(zhì)量的新方法，其關(guān)鍵是基于pi（參數(shù)識(shí)別）方法建立的模型試驗(yàn)方法，用振動(dòng)一噪聲方法進(jìn)行的噪聲試驗(yàn)，以及用模式自適應(yīng)識(shí)別進(jìn)行的電機(jī)診斷。這種方法是由位于德國(guó)達(dá)姆施塔特市的cari，schenck公司研制的。現(xiàn)在已有幾十套這樣的系統(tǒng)投入使用。
3模型輔助試驗(yàn)的原理
模型輔助試驗(yàn)中的基本思想是在測(cè)試期間將被測(cè)實(shí)物的所有數(shù)據(jù)引入模型。在大批量制造中，實(shí)物的結(jié)構(gòu)（電機(jī)型號(hào)、帶安裝在法蘭盤上的風(fēng)扇或齒輪箱）通常由產(chǎn)品的工藝過程給定。因此，原則上它可由一個(gè)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來描繪。這個(gè)模型的系數(shù)寫被試實(shí)物的物理參數(shù)（例如繞組電阻或摩擦力矩）直接有關(guān)。這種試驗(yàn)方法是通過幾個(gè)容易測(cè)量的變量而由計(jì)算機(jī)求出。試驗(yàn)樣機(jī)中所需要的參數(shù)，除幾個(gè)變量（例如永磁電機(jī)的電流和電壓）是直接測(cè)出外，其他物理參數(shù)都通過數(shù)學(xué)模型間接確定。
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