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专利号: 2023109533994
申请人: 聊城市誉林工业设计有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于工业信息和数据处理的换向器超速性能仿真计算方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:获取电动机的实时转速、换向器的转矩、温度、外圆直径、内孔直径、换向片之间的距离、电刷的振动加速度和轴的振动加速度;

换向器的实时转速的均值、电刷的振动加速度的均值、轴的振动加速度的均值和温度序列的标准差的乘积为第一劣化指标;所述第一劣化指标和转矩的均值之比为换向器的第二劣化指标;

获取各换向器的离心力,所述离心力相同的换向器分为同一类,得到多个第一类别;获取换向器在超速实验后的裂纹大小;根据第一类别内各换向器之间转矩的差异、外圆直径的差异、内孔直径的差异、换向片之间的距离的差异、裂纹大小的差异和第二劣化指标的差异得到换向器之间的质量相似度;

根据第一类别内各换向器之间的质量相似度对换向器进行分类,得到多个第二类别;

计算第二类别内所有换向器的全局性能指标和各换向器的单个性能指标;所述单个性能指标和所述全局性能指标的差值为各换向器的飘离程度;

获取换向器的预测寿命,根据所述预测寿命和所述飘离程度得到换向器的实际寿命;

其中,换向器的实时转速的均值、电刷的振动加速度的均值、轴的振动加速度的均值和温度序列的标准差的乘积为第一劣化指标,包括:所述第一劣化指标的计算公式为:

其中,为所述第一劣化指标;为第个实时转速; 为电刷的第个振动加速度; 为轴的第个振动加速度;为温度序列; 为所述温度序列的标准差;

其中,预测寿命的获取方法包括:通过电力引伸计测量得到换向片和模塑料的应力‑应变曲线,通过采集换向器的三维图形、换向片和模塑料的应力‑应变曲线等其他参数输入有限元分析软件中,有限元分析软件通过仿真换向器的疲劳裂纹得出换向器的应力‑寿命曲线,根据应力‑寿命曲线得到换向器的预测寿命;

其中,计算第二类别内所有换向器的全局性能指标,包括:

所述全局性能指标的计算公式为:

= { }

其中, 为所述全局性能指标; 为第二类别组内第 个换向器的电刷的振动加速度的平均值; 为第二类别组内第 个换向器的轴的振动加速度的平均值; 为第二类别组内第 个换向器的第二劣化指标;为第二类别组内的换向器的数量;

其中,计算第二类别内各换向器的单个性能指标,包括:

所述单个性能指标的计算公式为:

= { }

其中, 为第 个换向器的所述单个性能指标; 为第 个换向器的电刷的振动加速度的平均值; 为第 个换向器的轴的振动加速度的平均值; 为第 个换向器的第二劣化指标。

2.根据权利要求1所述的基于工业信息和数据处理的换向器超速性能仿真计算方法,其特征在于,所述根据第一类别内各换向器之间转矩的差异、外圆直径的差异、内孔直径的差异、换向片之间的距离的差异、裂纹大小的差异和第二劣化指标的差异得到换向器之间的质量相似度,包括:计算第一类别内各换向器的转矩的相关系数;计算第一类别内各换向器的第二劣化指标之间的第一差值;

由外圆直径、内孔直径、换向片之间的距离和裂纹大小构成换向器的参数向量,计算第一类别内各换向器的参数向量的相似度;

所述相关系数、所述相似度和所述第一差值的乘积为所述质量相似度。

3.根据权利要求1所述的基于工业信息和数据处理的换向器超速性能仿真计算方法,其特征在于,所述根据第一类别内各换向器之间的质量相似度对换向器进行分类为:利用K‑means聚类算法根据第一类别内各换向器之间的质量相似度进行分类。

4.根据权利要求2所述的基于工业信息和数据处理的换向器超速性能仿真计算方法,其特征在于,所述相关系数为皮尔逊相关系数,且所述相关系数的值域为[0,1]。

5.根据权利要求2所述的基于工业信息和数据处理的换向器超速性能仿真计算方法,其特征在于,所述相似度为余弦相似度。

6.根据权利要求1所述的基于工业信息和数据处理的换向器超速性能仿真计算方法,其特征在于,所述第二类别采用K‑means聚类算法根据第一类别内各换向器之间的质量相似度进行分类。