電機的噪聲質量控制

家電電機的高通量生產測試

--- 零維護成本的傳感器系統

         IVS工業型激光測振儀尤其適用于生產環境下的振動測量。如圖1所示，系統采用激光作為探測手段，沒有外部控制元件，它通過內部串口進行配置，避免了在設備維修和維護過程中對配置的無意更改。

圖1 電機的非接觸式噪聲試驗

使用光學測量方法的其它優點包括：

無需粘貼布線，避免和被測物體直接接觸

激光光斑小，可測量難以接近的區域

與傳統的加速度計不同，光學測量方法無附加質量影響，獲取的是物體真實的振動特性

當工作距離較大或發生變化時，激光點可實時調整，如面對不同的測試對象和模型時

定制的測試程序

主要有兩種方法來測量電機：升速和/或恒速時的振動測量（如圖2）。這意味著必須設計出能靈活控制電機轉速的測試臺，其功能包括采集和監測被測電機的實際轉速。測試過程中，記錄單個被測點的結構噪聲，再使用軟件進行數據評估。

通過測試臺來設置控制電壓來指定RPM值，例如使用無反饋的信號發生器，或者直接設置電機轉速值再進行調節。在第一種情況下，必須使用編碼器或與電機轉速成正比的模擬電壓來測量實際電機轉速。

圖2 兩種不同測量過程的時間-速度曲線

本次試驗使用的QuickCheck測試軟件，負責整個測試過程的控制和數據評估。其集成的函數發生器，可靈活調節梯形速度的增加量、最大電壓值和恒定電壓的持續時間。用戶可根據測量周期的總耗費時間來調整測量時間。或者，根據生產周期來指定測量時間，再相應地調節電機轉速。

電機轉速設置完畢后開始振動測量。可根據電機轉速規格或實際轉速值進行分段測試，如轉速范圍為500~2500 RPM的區間段，或如圖2所示的8000~15000 RPM的區間段。軟件基于速度信號搜索相應的時域，對該范圍內的振動信號進行分析。每臺電機的時域信號各不相同，并有其獨自的動態特性。

高效數據評估

QuickCheck為測試工作臺提供的數據評估模塊，可簡化測試并提升用戶的使用體驗（如圖3）。本次分析中，RPM預先設定，QuickCheck只分析相關時間段中各個測量通道對應的測量數據，然后使用可調節程序獲取該數據的頻譜圖。根據這些數據計算出的各種特性與規定的極限值進行比較（例如，帶寬為100~300 Hz內的頻帶能量或峰值）。

圖3 QuickCheck測試軟件中數據評估模塊的截圖

在恒速測量時，可以選擇特定時域進行分析，使用前述的方法進行設置和計算特性。離線分析時，還可將測得的時域信號保存起來，用于后續的階次分析。

以這種方式計算的所有特性都顯示在QuickCheck測試軟件的表格中。被測電機通過測試后進入下一個生產步驟，前提是其所有特性都必須在規定的范圍內。測量結果可很方便地保存在帶有測量時間標識的數據庫中。此外，QuickCheck還可讀取條形碼或二維碼，獲取每個電機的序列號信息，并和相應的測量值一起保存。這個功能非常實用，可幫助用戶隨時追蹤每個產品的生產和測試結果。

鳴謝

Wolfgang Ochs