动力电机增加振动监测之好处

新能源汽车已经全面实现智能化,也将会很快的进入无人化时代,现已经有不少电动化的车企已经进入L4级驾驶时代,对于动力电机它也必将越来越智能化,也将有更多的数据信息与整车中控进行结合,提供实时可靠的“自我健康”数据;对于动力电机的智能化升级将会有哪些支持与监测目的与方式呢?

1、通过如下的简要,看看我们的都能做些什么?

-政策:碳达峰、碳中和、车联网、无人驾驶;

-领域:新能汽车电机、轴承、传动等;

-监测目的:设备智能化、全面感知化、维护无人化、大数据底层信息化;

-主要对象:电机、轴承、传动结构、整车、底盘等;

-解决问题:传动设备故障预警、动力电机疲劳状态感知、无人化的“自我健康”反馈。 

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2、动力电机的故障发现过去的检测手段

(1、台架试验验证可靠性试验:通过几十万小时的台架测试及验证试验,通过台架的验证数据,评估与优化电机的结构设计,从而使用得交付用户中的动力电机更加的可靠稳定,但验证只是设计的初始保证,无法实现动力电机在实际不同工况中的信息反馈;

(2、通过动力电机集成的电流、电压、温度监测传感器,进行初步的在线评估,这种手段无法实现闭环监控,往往无法早期预警,有很高的滞后性风险;

(3、对动力电机做定期的保养,进行回厂检修来发现故障,这种手段经常会不够及时;发现与找出故障时,往往会伴随着高昂的售后维修成本。

3、动力电机出现典型机械故障:(1. 传动轴的对中;(2. 轴承故障;(3. 松动;(4. 摩擦;(5. 共振、扭振;(6. 直流和变频驱动感应电动机的凹槽。感应电机和直流电机的典型电气故障:(1. 定子偏心、短叠片或松铁;(2. 偏心转子;(3. 转子条开裂或断裂;(4. 连接器松动或断裂;(5. 直流和变频驱动感应电动机的可控硅问题

4、通过前面的过去的监测手段与典机械故障所阐述,下面结合振动监测的手段与方法,一同来探讨对动力电机进行在线振动监测的好处:

(1、故障早期预警,振动是电机运行状态的重要表征,通过实时监测振动情况,能在故障萌芽阶段,如轴承磨损、转子不平衡、绕组短路等问题出现时,及时发现振动异常的细微变化,提前发出预警,避免故障进一步恶化。

(2、提高设备可靠性,有助于维修人员根据振动监测数据制定科学合理的维护计划,从传统的定期维护转变为基于设备实际状态的预测性维护,减少不必要的停机时间和维修成本,同时延长设备的使用寿命。 

(3、更进一步保证保障行车安全, 电机故障可能引发整个生产系统的瘫痪,甚至造成安全事故。振动监测可以及时发现潜在危险,采取措施加以排除,从而保障生产过程的连续性和人员安全。

(4、优化运行性能,依据振动监测数据,可对电机的运行参数进行调整和优化,使电机始终保持在最佳运行状态,提高能源利用效率,降低能耗。

(5、数据支持与分析,为电机的故障诊断和性能评估提供丰富的数据支持,通过对历史振动数据的分析,总结故障发生的规律和特征,为后续的设备选型、安装调试以及维护管理提供参考依据。

5、针对动力电机的振动监测,森瑟科技所研的感知器件有如何的特点与性能

(1、通过长期的动力电机的项目合作,我们通过采用嵌入式的压电振动芯片;

(2、压电振动芯片采用小型化、可靠化、高稳定性、低成本化的设计理念,更适合长期工作新能源车的工作环境;

(3、技术性能上的特点有:

 -High resolution-高分辨率

 -Annular shear structure-环型剪切压电原理

 -Excellent long-term stability-卓越的长期稳定性

 -Wide frequency response-宽频响(0.5Hz to 28kHz (±3dB))

 -Ultra-Low noise-超低噪声:4µg/√Hz @1kHz

 -Low power consumption-低功耗:0.06mA  

 -Temperature range-宽操作温度: −55°C to +150°C 

 -Sensitive orientation vertical-Z轴垂直(于安装面)方向测量

 -Small package-小体积:10 mm × 10 mm × 5.5 mm

 -Reflow solderable-可SMT回流焊

 -Quick sleep mode-快速启动,可以用于间歇式的启动模式,有助于节能

 -540A IEPE compatible-提供一整套成熟的安装、电路放大等开发支持

(4、动力电机主轴、动力结构支架、动力电机传动等,主要推荐使用单轴振动芯片 540C 和  三轴振动芯片 590C

总结,本文通过从动力电机的在线健康监测与信息反馈的感知手段进行了阐述,作为深耕多年核心传感器研发、生产、制造企业,对新能源汽车、动力电机行业的知识有一定的片面化,也欢迎各路专业的行业人士来电来函指正探讨,只希望未来的无人化装备能有森瑟科技的传感器加持,更加智能!

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