(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210811411.3 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 浙江联宜电机有限公司 地址 322100 浙江省金华市东阳市横 店电 子产业园区 申请人 浙江科技学院 (72)发明人 黄峰　雷欢　傅阳　杜姗　吴晓峰　 (74)专利代理 机构 杭州斯可 睿专利事务所有限 公司 33241 专利代理师 林君勇 (51)Int.Cl. G01R 31/34(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 多维度数据融合电机故障预检装置、 系统及 其预检方法 (57)摘要 本发明公开了一种多维度数据融合电机故 障预检装置、 系统及其预检方法， 包括被测电机、 加载电机及其各自的电机驱动控制器， 以及从四 个维度采集被测电机工作时原始数据的四个维 度传感模块， 四个维度传感模块分别从电学、 力 学、 声学和温度四个维度上进行采集被测电机工 作时的上述不同维度的数据信号， 并将采集得到 的数据信息进行数据处理和数据融合， 得到故障 特征后并传输至PC端， 实现对电机运行 故障进行 预测监测， 及时监测预检获得电机运行不同故障 隐患现象， 提高电机故障预检准确性和可靠性， 为电机故障获得及时检修维护带来 安全保证 。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115308593 A 2022.11.08 CN 115308593 A 1.一种多维度数据融合电机故障预检装置， 包括被测电机及其电机驱动控制器， 其特 征在于： 还包括加载电机及其电机驱动控制器、 以及从四个维度采集被测电机工作时原始 数据的四个维度传感模块， 四个维度传感模块分别为电学维度传感模块、 力学维度传感模 块、 声学维度传感模块和温度维度传感模块， 其中电学传感模块用于采集电机工作状态 时 的电压、 电流和功 率数据， 力学传感模块用于从力学的维度采集电机工作时的振动、 扭矩和 转速数据， 声学维度传感模块用于从声学 的维度采集电机工作时发出 的噪声数据， 温度维 度传感模块用于从温度的维度采集电机工作时的表面温度变化数据； 被测电机和加载电机 均设于同一工作台上， 四个维度传感模块均 与数据采集 卡电连接 。 2.按照权利要求1所述的多维度 数据融合电机故障预检装置， 其特征在于： 所述的力学 维度传感模块采用扭矩传感器和振动传感器， 其中扭矩传感器设于被测电机和加载电机相 互联接的两个联轴器之间位置处； 振动传感器采用磁性连接座， 通过磁性连接座磁性吸 附 连接固定在被测电机 外壳的上端处。 3.按照权利要求1所述的多维度 数据融合电机故障预检装置， 其特征在于： 所述的被测 电机和加载电机均采用为出轴设计结构， 力学维度传感模块中配置的扭矩传感器也采用出 轴设计结构， 被测电机、 扭矩传感器和 加载电机的出轴部分依次联接 。 4.按照权利要求1所述的多维度 数据融合电机故障预检装置， 其特征在于： 所述的工作 台采用T型槽工作台结构， T 型槽工作台上设有被测电机安装架、 加载电机安装架、 扭矩传感 器安装架和声学维度传感器安装架， 被测电机通过被测电机安装架连接固定设于T型槽工 作台上， 加载电机通过加载电机安装架连接固定设于T 型槽工作台上， 扭矩传感器通过扭矩 传感器安装架连接固定设于T型槽工作台上， 声学维度传感器通过声学维度传感器安装架 连接固定 设于T型槽工作台上， 同时保持被测电机、 扭矩传感器和加载电机的出轴部 分满足 同轴度要求。 5.按照权利要求1所述的多维度 数据融合电机故障预检装置， 其特征在于： 所述的温度 维度传感模块采用温度传感器， 温度传感器采用磁铁式贴片 式温度传感器， 直接 吸附设置 在被测电机轴承处上 方的电机 外壳上。 6.按照权利要求1所述的多维度 数据融合电机故障预检装置， 其特征在于： 所述的电学 维度传感模块采用采集被测电机输出 的电压、 电流和功率信号的功率计， 功率计接 收来自 驱动电机控制器发出 的动力信号并传输给待测电机， 同时输出被测电机工作时的电压、 电 流和功率信号。 7.一种多维度数据融合电机故障预检系统， 其特征在于： 采用了权利要求1～6之一所 述的多维度数据融合电机故障预检装置， 其中被测电机及其电机驱动控制器组成预检系统 中的驱动系统， 加载电机及其电机驱动控制器组成预检系统中的加载系统， 被测电机和加 载电机的输出端均配置有联轴器， 两个联轴器之间配置设有扭矩传感器， 两个联轴器组成 传动系统， 传动系统连接设于被测电机和加载电机之间， 四个维度传感模块和数据采集卡 组成数据采集系统， 数据采集系统与预检电脑PC端电连接 。 8.按照权利要求1所述的多维度 数据融合电机故障预检系统， 其特征在于： 所述的联轴 器采用弹性元件挠 性联轴器。 9.一种多维度数据融合电机故障预检方法， 其特 征在于： 包括如下 预检步骤 S1.权利要求1～6之一所述的多维度数据融合电机故障预检装置从四个维度采集被测权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115308593 A 2电机工作时的原 始数据； S2.权利要求7～8之一所述的多维度数据融合电机故障预检系统对上述S1步骤所采集 得到四个维度的被测电机原始数据分别进 行数据清理， 所述的数据清理包括对缺 失数据和 噪声数据的数据清理 处理； S3.根据上述S2步骤预处理之后的多维数据， 利用多维数据融合技术对被测电机的状 态信息进行融合， 并提取故障特 征； S4.根据数据融合 技术提取的故障特 征， 采用分类神经网络对被测电机进行故障诊断。 10.按照权利要求9所述的多维度数据融合电机故障预检系统， 其特征在于： 在上述S3 步骤中， 所述的多维数据融合技术为搭建Transformer+SAE模 型架构的神经网络模型， 将经 数据采集系统中的数据采集板卡进行数据预处理之后的多维数据作为输入样本输入到训 练好的Transformer+SAE模 型架构中， 进行多维数据融合 从而提取重要故障特征信息； 在上 述S4步骤中， 所述的分类神经网络采用Softmax多分类器作为分类网络， 将Transformer+ SAE模型架构输出的重要故障特征信息作为输入样本输入到已训练好的分类神经网络， 该 模型的输出结果是该被测电机属于各种故障的概率结果， 所有输出的概率中最大的概率即 最终电机故障诊断结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115308593 A 3