[发明专利]电磁运动机构失效检测方法及装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电磁运动机构失效检测方法及装置，特别涉及一种基于不动点驱动端感抗的电磁运动机构失效检测方法及装置。

【背景技术】

工业、液压等领域广泛使用电磁铁、继电器、电磁先导阀等部件，因为是关键部件，由于弹簧、励磁、机械故障等等引起的故障与失效会严重影响系统安全和工作效率，使用中一般很少进行在线失效检测，常依靠定期更换、或者判断驱动电流稳态值是否正常、或增加对其被控对象是否按期望工作等检测环节来确定其工作状态。这严重影响其使用安全性，不易区分电磁运动机构(电磁铁、继电器、电磁先导阀)故障和被控对象故障，影响对故障原因快速定位；在某些情况下，即使电磁运动机构发生故障，其稳态电流值也不会发生很大变化；也会因为某些部件还可继续使用，而被更换，造成经济上的浪费。

电磁运动机构的种类繁多，其模型的求解较难，采用有限元法获得精确的解，会因负载的变化、不同材料特性等等因素影响边界条件，多数情况上述参数不易获得，针对每一个对象进行精确动态过程分析，过程复杂，难度较大，且意义不大。

【发明内容】

为了解决现有电磁运动机构失效检测方法安全性差、对故障原因不能快速定位以及某些部件还可继续使用而被更换造成经济上浪费的技术问题，本发明提供了一种电磁运动机构失效检测方法及装置。

本发明解决现有电磁运动机构失效检测方法安全性差、对故障原因不能快速定位以及某些部件还可继续使用而被更换造成经济上浪费的技术问题所采用的技术方案是：提供一种电磁运动机构失效检测方法，所述电磁运动机构失效检测方法包括以下步骤：第一步、控制单元通过驱动单元对电磁运动机构进行驱动；第二步、电流检测单元对电磁运动机构的电流响应信号进行传感、调理和采样；第三步、区域判定单元判断并划分电磁运动机构的初始不动区域、运动区域和终止不动区域；第四步、感抗计算单元针对初始不动区域和终止不动区域计算感抗；第五步、失效检测单元根据所计算的感抗值进行失效判别。

根据本发明电磁运动机构失效检测方法的一优选实施例，所述第二步通过采用差分过零法或差分超限法对电流信号进行采样。

根据本发明电磁运动机构失效检测方法的一优选实施例，所述第四步中计算感抗的方法为线性化求取的方法或者使用最小二乘等曲线拟合的方法。

根据本发明电磁运动机构失效检测方法的一优选实施例，所述第五步包括根据所计算的感抗值进行突然失效情况的判别或者缓变失效情况的判别。

根据本发明电磁运动机构失效检测方法的一优选实施例，所述电磁运动机构失效检测方法还包括应用电压检测单元检测电磁运动机构的驱动电压，感抗计算单元使用该驱动电压值，并应用该值修正驱动端电阻值，补偿感抗值计算的精度的步骤。

根据本发明电磁运动机构失效检测方法的一优选实施例，当电压检测单元检测电磁运动机构的驱动电压不稳定时，失效检测单元对驱动电压进行补偿和修正。

本发明还提供了一种电磁运动机构失效检测装置，所述电磁运动机构失效检测装置包括：控制单元、驱动单元、电磁运动机构、电流检测单元、区域判定单元、感抗计算单元和失效检测单元；所述控制单元，用于通过驱动单元对电磁运动机构进行驱动，并提供驱动同步信号，为电流检测单元提供采样起始时刻；所述驱动单元，用于为电磁运动机构提供驱动电压和驱动电流；所述电流检测单元，用于对电磁运动机构的电流响应信号进行传感、调理和采样；所述区域判定单元，用于判断并划分电磁运动机构的初始不动区域、运动区域和终止不动区域；所述感抗计算单元，用于针对初始不动区域和终止不动区域计算感抗；所述失效检测单元，用于根据所计算的感抗值进行失效判别。

根据本发明电磁运动机构失效检测装置的一优选实施例，所述电磁运动机构失效检测装置还包括电压检测单元，用于检测电磁运动机构的驱动电压，感抗计算单元使用该驱动电压值，并应用该值修正驱动端电阻值，补偿感抗值计算的精度。

根据本发明电磁运动机构失效检测装置的一优选实施例，所述电磁运动机构包括电磁铁、继电器或者电磁先导阀。

采用上述方法及装置时，由于对初始不动区域和终止不动区域电磁驱动端感抗的检测，可进行运动的效果检测和失效判别，也可进行缓变失效检测，既减小了系统应用中安全隐患，又可有效检测运动初始点和终止点位置，提高了使用安全性和经济性。

【附图说明】

图1是本发明电磁运动机构失效检测装置的结构示意图；

图2是本发明电磁运动机构失效检测方法的流程示意图；

图3是本发明电磁运动机构失效检测方法中不动点区域划分示意图；

图4是本发明电磁运动机构驱动端直流电阻的变化示意图；