專利名稱：同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備及其方法。更具體的說，本發(fā)明涉及一種同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備及其方法，其中振動傳感器和旋轉(zhuǎn)速度傳感器安裝在牽引電機上，從兩個傳感器檢測到的各個值同時被存儲在緩存上，并且讀取所存儲的值，從而可以顯示同時測量的振動和旋轉(zhuǎn)速度。
背景技術(shù)：
為電力機車提供推進力的牽引電機通過施加到導(dǎo)體的電磁力產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，電流流過所述磁場中的導(dǎo)體。牽引電機的轉(zhuǎn)矩引發(fā)振動，并且這種振動給穩(wěn)定性和乘坐舒適度帶來不良效果。
因此，在機車上裝載牽引電機之前，對每個速度的振動進行測量。在測試中，牽引電機在預(yù)定速度下旋轉(zhuǎn)。速度與負荷電流成反比，而轉(zhuǎn)矩與負荷電流成正比。因此，當(dāng)電流不穩(wěn)定時速度總是產(chǎn)生波動。
而且，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了測量牽引電機的旋轉(zhuǎn)速度和振動，采用圖1所示的轉(zhuǎn)速計3和振動計4。在轉(zhuǎn)速計3中，安裝在牽引電機1的旋轉(zhuǎn)軸上的速度傳感器通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生間歇性的光學(xué)信號。所述信號被轉(zhuǎn)換為脈沖并且所述脈沖的頻率產(chǎn)生待顯示在轉(zhuǎn)速計上的速度。
按照相同的方式，振動計4從安裝在牽引電機1的上/下、左/右、前/后部上的振動傳感器2接收振動信號并且在監(jiān)視器上顯示其值。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，觀測者讀取顯示在監(jiān)視器上的速度值，并且同時觀測者必須讀取顯示在監(jiān)視器上的振動值。
在現(xiàn)有技術(shù)中，觀測者通過觀測者的肉眼掃視速度計和振動計的各個監(jiān)視器，并且記錄速度和振動值。這樣存在如下問題，即由于速度和振動的讀取時間存在間隙，因此不能獲得與一定速度值對應(yīng)的精確振動值。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明著眼于現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的上述問題，并且本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備及其方法，其中可以精確測量對應(yīng)于牽引電機的旋轉(zhuǎn)速度的振動值。
本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備及其方法，測量牽引電機的每個旋轉(zhuǎn)速度和振動，并且所測量的值與測量時間一起被同時存儲在緩存上，并且可以同時顯示所有值。
為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，用于同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備包括安裝在牽引電機上的轉(zhuǎn)速傳感器；頻率/速度轉(zhuǎn)換器，用于將從所述轉(zhuǎn)速傳感器傳送的脈沖頻率轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速值；轉(zhuǎn)速模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于將從所述頻率/速度轉(zhuǎn)換器傳送的轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；振動傳感器，用于測量牽引電機的振動；振動A/D轉(zhuǎn)換器，用于將從所述振動傳感器傳送的振動值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；緩存，用于同時存儲從所述旋轉(zhuǎn)和振動A/D轉(zhuǎn)換器傳送的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值；控制器，用于讀取存儲在所述緩存中的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值，存儲所述數(shù)字值以及讀取所述數(shù)字值的時間，并且根據(jù)從按鍵輸入單元傳送的顯示信號而同時顯示存儲在存儲單元上的轉(zhuǎn)速和振動值；顯示單元，用于根據(jù)所述控制器的顯示控制信號而顯示所測量的轉(zhuǎn)速和振動值；以及按鍵輸入單元，用于輸入指令和數(shù)據(jù)到所述控制器。
而且，所述緩存包括兩個并行移位寄存器，并且每個寄存器根據(jù)從所述控制器傳送的時鐘信號(CLK)而存儲從所述轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器或者振動A/D轉(zhuǎn)換器傳送的數(shù)據(jù)以及從所述振動A/D轉(zhuǎn)換器或者轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器傳送的數(shù)據(jù)。
而且，所述控制器將控制信號作為時鐘信號傳送到所述并行移位寄存器，所述控制信號具有與所述轉(zhuǎn)速和振動A/D轉(zhuǎn)換器的采樣頻率相同的頻率，并且所述控制器以與所述采樣頻率相同的頻率將所述轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值存儲到所述存儲單元中。
在同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的方法中，所述方法包括步驟確認是否從按鍵輸入單元輸入了存儲按鍵；當(dāng)輸入了存儲按鍵時寫入存儲開始時間，從緩存讀取轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)，并且存儲到存儲單元；在存儲所述轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)之后寫入存儲結(jié)束時間；以及在從所述按鍵輸入單元輸入了顯示指令時確定是否輸入了時間，并且如果輸入了時間，則顯示對應(yīng)于所輸入的時間的轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)。


本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點可以通過下面的結(jié)合附圖的詳細描述而更加清楚的理解，其中圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的測量牽引電機振動的設(shè)備的圖示；圖2為根據(jù)本發(fā)明的同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖3為顯示緩存的組成的結(jié)構(gòu)圖；以及圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖通過示例實施例進一步描述本發(fā)明。
圖2顯示了同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備包括安裝在牽引電機10上的轉(zhuǎn)速傳感器12；頻率/速度轉(zhuǎn)換器14，用于將從轉(zhuǎn)速傳感器12傳送的脈沖頻率轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速值；轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器15，用于將從頻率/速度轉(zhuǎn)換器14傳送的轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；振動計13，用于測量牽引電機10的振動；振動A/D轉(zhuǎn)換器16，用于將從振動計13傳送的振動值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；緩存17，用于同時存儲從轉(zhuǎn)速和振動A/D轉(zhuǎn)換器15、16傳送的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值；控制器18，用于讀取存儲在緩存17中的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值，在存儲單元19上存儲所述數(shù)字值以及時間，并且根據(jù)從按鍵輸入單元21傳送的顯示信號而同時顯示存儲在存儲單元19上的轉(zhuǎn)速和振動值；顯示單元20，用于根據(jù)控制器18的顯示控制信號而顯示所測量的轉(zhuǎn)速和振動值；以及按鍵輸入單元21，用于輸入指令和數(shù)據(jù)到控制器。
牽引電機10安裝在機車的底板上，并且每個振動傳感器11安裝在牽引電機10的前/后、左/右以及上/下部。通過各個振動傳感器11檢測的振動信號被傳送到振動計13以計算信號的平均值。所述平均值被輸出到振動A/D轉(zhuǎn)換器16。在振動A/D轉(zhuǎn)換器16處，所輸入的模擬值被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并且所述數(shù)字值被輸出到緩存17。
另一方面，安裝在牽引電機6的旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器12通過旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生脈沖。在轉(zhuǎn)速傳感器12處產(chǎn)生的脈沖被傳送到頻率/速度轉(zhuǎn)換器14。脈沖頻率在頻率/速度轉(zhuǎn)換器14處被轉(zhuǎn)換為速度值。在轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器15處，從頻率/速度轉(zhuǎn)換器14發(fā)送的模擬值被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并且所述數(shù)字值被輸出到緩存17。
緩存17根據(jù)從控制器18接收到的控制信號而存儲從轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器15或者振動A/D轉(zhuǎn)換器傳送的速度和振動的各個數(shù)字數(shù)據(jù)。緩存17包括兩個并行移位寄存器31、32(圖3)，并且每個寄存器根據(jù)從控制器18傳送的時鐘信號(CLK)而存儲從轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器15或者振動A/D轉(zhuǎn)換器16傳送的數(shù)據(jù)以及從振動A/D轉(zhuǎn)換器16或者轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器15傳送的數(shù)據(jù)。
控制器18將控制信號作為時鐘信號傳送到并行移位寄存器31、32，并且所述控制信號具有與轉(zhuǎn)速和振動A/D轉(zhuǎn)換器15、16的采樣頻率相同的頻率?？刂破?8以與采樣頻率相同的頻率存儲轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字數(shù)據(jù)到存儲單元19。
因此，從轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器15和振動A/D轉(zhuǎn)換器16產(chǎn)生的各個采樣頻率與所述控制信號的頻率相同或者更大。
否則，如果控制信號的頻率大于各個A/D轉(zhuǎn)換器的頻率，則可能在沒有進行下一次采樣的情況下讀取與前一數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)。因此產(chǎn)生錯誤。
控制器18讀取存儲在緩存17上的各個速度和振動數(shù)據(jù)并且在存儲單元19上存儲數(shù)據(jù)。此時，與速度和振動數(shù)據(jù)一起讀取的時間也存儲在存儲單元19上。因此，可以顯示根據(jù)時間改變的速度和振動的數(shù)據(jù)值改變。
例如，當(dāng)牽引電機10的轉(zhuǎn)速在一分鐘內(nèi)從3000rpm增加到4000rpm時，可以在存儲單元19上存儲振動的改變狀態(tài)。
觀測者可以使用按鍵輸入單元21輸入顯示指令到控制器18。接收到顯示指令的控制器18顯示存儲在存儲單元19上的振動改變狀態(tài)。例如，如果牽引電機10的轉(zhuǎn)速在一分鐘內(nèi)從3000rpm增加到4000rpm，則可以顯示速度改變周期內(nèi)的振動狀態(tài)改變。
另一方面，當(dāng)觀測者輸入時間以及顯示指令以察看某個時間點的改變狀態(tài)時，例如，在上述的1分鐘內(nèi)的20秒至40秒，控制器18顯示這段時間(20秒至40秒)內(nèi)牽引電機10的轉(zhuǎn)速和振動。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的方法的流程圖。
控制器18確認是否從按鍵輸入單元21輸入了存儲按鍵(S1)。如果輸入了存儲按鍵，則寫入存儲開始時間(S2)?？刂破?8從緩存17的第一并行移位寄存器31讀取轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，從緩存17的第二并行移位寄存器32讀取振動數(shù)據(jù)，并且存儲這兩種數(shù)據(jù)到存儲單元(S3)。
緩存17包括存儲轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的第一并行移位寄存器31和存儲振動數(shù)據(jù)的第二并行移位寄存器32。因此，從第一并行移位寄存器31讀取轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)并且存儲到存儲單元19上。此后，從第二并行移位寄存器32讀取振動數(shù)據(jù)并且存儲到存儲單元19上。該次序可以不永久固定。相反的，可以首先讀取振動數(shù)據(jù)然后讀取轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，這樣可以獲得與前述次序相同的效果。
轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)據(jù)被存儲并且寫入存儲結(jié)束時間(S4)。此后，控制器確定是否從按鍵輸入單元21輸入了顯示指令(S5)。如果沒有輸入顯示指令，則返回步驟S1。
另一方面，如果輸入了顯示指令，則控制器確定是否輸入了時間(S6)。如果沒有輸入時間，則同時在顯示單元上顯示轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)(S7)。另一方面，如果輸入了時間，則在顯示單元上顯示對應(yīng)于所輸入的時間的轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)(S8)。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，所述緩存可以同時存儲在轉(zhuǎn)速傳感器和振動傳感器處測量的轉(zhuǎn)速和振動值。所存儲的數(shù)據(jù)進一步存儲在存儲單元上，并且同時顯示轉(zhuǎn)速和振動值。因此，由于可以精確測量特定速度下的振動，可以精確分析相對于轉(zhuǎn)速的振動圖表。
權(quán)利要求
1.一種同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備，所述設(shè)備包括安裝在牽引電機(10)上的轉(zhuǎn)速傳感器(12)；頻率/速度轉(zhuǎn)換器(14)，用于將從轉(zhuǎn)速傳感器(12)傳送的脈沖頻率轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速值；轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器(15)，用于將從頻率/速度轉(zhuǎn)換器(14)傳送的轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；振動計(13)，用于測量牽引電機(10)的振動；振動A/D轉(zhuǎn)換器(16)，用于將從振動計(13)傳送的振動值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；緩存(17)，用于同時存儲從轉(zhuǎn)速和振動A/D轉(zhuǎn)換器(15)、(16)傳送的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值；控制器(18)，用于讀取存儲在緩存(17)中的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值，存儲所述數(shù)字值以及讀取所述數(shù)字值的時間，并且根據(jù)從按鍵輸入單元(21)傳送的顯示信號而同時顯示存儲在存儲單元(19)上的轉(zhuǎn)速和振動值；顯示單元(20)，用于根據(jù)控制器(18)的顯示控制信號而顯示所測量的轉(zhuǎn)速和振動值；以及按鍵輸入單元(21)，用于輸入指令和數(shù)據(jù)到控制器(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備，其中所述緩存(17)包括兩個并行移位寄存器，并且每個寄存器根據(jù)從控制器(18)傳送的時鐘信號而存儲從轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器(15)或者振動A/D轉(zhuǎn)換器(16)傳送的數(shù)據(jù)以及從振動A/D轉(zhuǎn)換器(16)或者轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器(15)傳送的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備，其中所述控制器(18)將控制信號作為時鐘信號傳送到所述并行移位寄存器(31)、(32)，并且所述控制信號具有與轉(zhuǎn)速和振動A/D轉(zhuǎn)換器(15)、(16)的采樣頻率相同的頻率，并且控制器(18)以與采樣頻率相同的頻率存儲轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字數(shù)據(jù)到存儲單元(19)。
4.一種同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的方法，所述方法包括步驟確認是否從按鍵輸入單元(21)輸入了存儲按鍵(S1)；在輸入了存儲按鍵時寫入存儲開始時間(S2)，從緩存讀取轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)，并且存儲到存儲單元(19)(S3)；在存儲轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)之后寫入存儲結(jié)束時間(S4)；以及在從按鍵輸入單元(21)輸入了顯示指令時確定是否輸入了時間(S6)，并且如果輸入了時間，則顯示對應(yīng)于所輸入的時間的轉(zhuǎn)速和振動數(shù)據(jù)(S8)。
全文摘要
公開了一種同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備。同時測量牽引電機的振動和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)備包括安裝在牽引電機上的轉(zhuǎn)速傳感器，頻率/速度轉(zhuǎn)換器用于將從所述轉(zhuǎn)速傳感器傳送的脈沖頻率轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速值，轉(zhuǎn)速A/D轉(zhuǎn)換器用于將從所述頻率/速度轉(zhuǎn)換器傳送的轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，振動傳感器用于測量牽引電機的振動，振動A/D轉(zhuǎn)換器用于將從所述振動傳感器傳送的振動值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，緩存用于同時存儲從所述旋轉(zhuǎn)和振動A/D轉(zhuǎn)換器傳送的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值，控制器用于讀取存儲在所述緩存中的轉(zhuǎn)速和振動的數(shù)字值，存儲所述數(shù)字值以及讀取所述數(shù)字值的時間，并且根據(jù)從按鍵輸入單元傳送的顯示信號而同時顯示存儲在所述存儲單元上的轉(zhuǎn)速和振動值，顯示單元用于根據(jù)所述控制器的顯示控制信號而顯示所測量的轉(zhuǎn)速和振動值，以及按鍵輸入單元用于輸入指令和數(shù)據(jù)到所述控制器。因此，轉(zhuǎn)速和振動值可以同時顯示。由于可以精確測量特定速度下的振動，可以精確分析相對于轉(zhuǎn)速的振動圖表。
文檔編號G01M15/04GK1839303SQ200380110484
公開日2006年9月27日 申請日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者白珖瑄, 李剛遠, 鄭鐘德 申請人:韓國鐵道技術(shù)研究院