[发明专利]一种便携式自主水下航行器推进电机故障监测预警装置

说明书

本发明提出便携式自主水下航行器推进电机故障监测预警装置，包括温度传感器、振动传感器和采样电路；温度传感器采用贴片式三线制电阻温度传感器，并通过耐温粘合剂安装在电机绕组表面，该传感器体积小，结构简单，可方便的安装在电机定子线圈与电机壳体之间的缝隙中；振动传感器采用磁吸两轴式振动传感器，两台振动传感器分别吸附在便携式自主水下航行器壳体内侧和电机本体上，且两台振动传感器安装位置连线与便携式自主水下航行器纵向轴线正交，通过，两台振动传感器能够正确识别电机与壳体的相对振动，再结合航行器自身的振动，将两种振动数据对比分析，做出正确故障预警。

技术领域

本发明涉及水下航行器推进技术领域，具体为一种便携式自主水下航行器推进电机故障监测预警装置。

背景技术

目前，在电机故障监测技术方法，一般的电机故障监测预警装置应用已比较普遍和成熟，但在便携式水下自主航行器领域，由于其自身以及使用环境的特殊性，目前尚未有成功的应用。

便携式水下自主航行器的工作环境复杂，尤其是近海，海底存在大量水草、渔网，甚至垃圾等物品，一旦航行器的螺旋桨被缠绕，会增加电机负载，甚至发生堵转等事故，进而导致电机电流增大，内部线圈温升严重，直至烧毁电机。另外，海底存在大量礁石、盆地和岭脊，对水下航行器的航行构成威胁，之前发生过航行器与海底暗礁相撞，导致螺旋桨被打弯，此时如果电机继续运行，会加重受损螺旋桨的偏心运动，剧烈的振动会最终导致电机与航行器壳体的刚性连接受损，发生更严重的事故。

为了测量推进电机在运行时内部温升变化，须预先在电机内部埋设温度传感器。但水下航行器内部空间狭小，所使用的无刷直流推进电机更是具有结构紧凑的特点，为传感器的布设带来了困难。此外，水下航行器在航行时，其自身存在一定振动，但由于内部电机与航行器壳体采用刚性连接，因而电机也会随着航行器的振动而振动；在电机发生某些故障时(例如螺旋桨和传动轴受损)，会产生与航行器壳体之间的相对振动，因此需要正确识别电机与壳体的相对振动，再结合航行器自身的振动，将两种振动数据对比分析，做出正确故障预警。

发明内容

申请人研制的某型便携式自主水下航行器，采用永磁无刷直流电机作为其推进电机，需要应对复杂多变的水文环境和严苛的动力控制要求。因此，对其进行故障监测和预警，可有效保证水下航行器的安全运行，具有十分重要的现实意义。推进电机在发生诸如堵转、碰撞、过载等故障时，其温度和振动状态往往会发生较为明显变化。因此，通过监测电机运行时温度和振动变化，即可实现推进电机故障的监测和预警。

为解决现有技术存在的问题，实现上述目的，本发明提出一种便携式自主水下航行器推进电机故障监测预警装置，通过高精度、多功能采样电路结合安置在电机本体的温度传感器、振动传感器，实现了推进电机温度和振动数据的采集，进而实现推进电机故障的监测和预警。

本发明的技术方案为：

所述一种便携式自主水下航行器推进电机故障监测预警装置，其特征在于：包括温度传感器、振动传感器和采样电路；

所述温度传感器采用贴片式三线制电阻温度传感器，并通过耐温粘合剂安装在电机绕组表面；

所述振动传感器采用磁吸两轴式振动传感器，两台振动传感器分别吸附在便携式自主水下航行器壳体内侧和电机本体上，且两台振动传感器安装位置连线与便携式自主水下航行器纵向轴线正交；