一种电机振动监测保护装置制造方法及图纸

一种电机振动监测保护装置，包括至少一个电阻应变片传感器、模数转换模块、控制模块，控制模块采用STM8S207K单片机，模数转换模块采用A/D转换芯片TLC7135，电阻应变片通过分压电路与选择开关输入端连接，选择开关输出端连接差分放大电路输入端，差分放大电路输出端连接A/D转换芯片、单片机通过分频器与A/D转换芯片连接，A/D转换芯片将模拟量转化为数字量传给单片机处理，功率驱动芯片的输入端与单片机连接，功率驱动芯片的输出端连接指示灯电路、报警电路，光电隔离输出模块、按键模块、显示模块连接至单片机的I/O接口，本实用新型专利技术装置基于性价比较高的STM8S207K单片机实现对电机振动的实时监控，从而实现对电机的保护。

A Protective Device for Motor Vibration Monitoring

【技术实现步骤摘要】
一种电机振动监测保护装置
本技术涉及电机振动监测领域，具体涉及一种应用于电机振动监测保护装置。
技术介绍
电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，分为发电机和电动机，广泛应用于电力、冶金、化工等行业，电机振幅过大，会使绕组绝缘和轴承寿命缩短，影响滑动轴承的正常润滑，振动力促使绝缘缝隙扩大，使外界粉尘和水分入侵其中，造成绝缘电阻降低和泄露电流增大，甚至形成绝缘击穿等事故；另外，电机振幅过大，又容易使冷却器水管振裂，焊接点断开，同时会造成负载机械的损伤，降低工件精度，会造成所有遭到振动的机械部分的疲劳，会使地脚螺丝松动或断掉，又会造成碳刷和滑环的异常磨损，甚至会出现严重刷火而烧毁集电环绝缘，将产生很大噪音；电机因振动幅值过大发生故障时会影响全系统的正常运行，从而造成巨大的经济损失。引起电机振动的原因有很多，原因主要有（1）转子、耦合器、联轴器、传动轮（制动轮）不平衡（2）安装的问题，电机与基础板之间固定不牢，底脚螺栓松动，轴承座与基础板之间松动（3）与电机相联的齿轮、联轴器有故障，齿轮咬合不良，轮齿磨损严重，对轮润滑不良，联轴器歪斜、错位，齿式联轴器齿形、齿距不对、间隙过大或磨损严重（4）电机拖动的负载传导振动，比如说电机拖动的风机、水泵振动，因此，进行电机振动监测，当电机振幅过大时，及时报警或者跳闸是非常有必要的。目前检测电机振动的检测手段主要有（1）位移检测：对于被检测系统运行部分质量较小、传递的力也很小的情况，用位移传感器来测量振动较好，已经被广泛用来测量外壳位移量很小的重型机座的振动（2）速度检测：速度传感器一般装在被测物体的表面上，发生振动时就会通过传感器反应出来，速度传感器成本较高（3）加速度传感器：加速度传感器可以测量位移和速度，但成本较高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种电机振动检测保护装置，此装置具有低成本、易于安装、满足实时性、可靠性的特点，基于性价比较高的STM8S207K这款单片机，利用低成本检测位移的电阻应变片，配合高精度A/D转换芯片TLC7135，结合外围模拟电子线路，可以实现对电机振动的精确监测，从而及时报警或者跳闸。本技术采用以下技术方案：一种电机振动监测保护装置，其特征在于，包括至少一个电阻应变片、至少一个基准电压电路、多路开关（选择开关）、差分放大电路、模数转换模块、分频电路、电源模块、控制模块、按键模块、驱动电路、报警电路、指示灯电路、显示模块、光电隔离输出模块，控制模块包括控制芯片STM8S207K及其外围电路，模数转换模块包括模数转换芯片TLC7135及其外围电路，电源模块为系统提供电源、基准电压电路提供基准电压，电阻应变片与多路开关输入端连接，多路开关输出端连接差分放大电路输入端，差分放大电路输出端连接模数转换芯片、控制芯片通过分频电路与模数转换芯片连接、多路开关的两个引脚连接控制芯片的两个输入/输出接口、模数转换芯片通过与控制芯片相连的三个引脚受控于控制芯片、驱动电路的输入端与控制芯片连接、驱动电路的输出端连接指示灯电路、报警电路、光电隔离输出模块，按键模块、显示模块连接至控制芯片的输入/输出接口。进一步的，所述的电阻应变片是用于测量应变的元件，它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化，电阻应变片一端与电机的壳体相连，另一端通过导线与分压电路连接、基准电压电路输出端连接于分压电路、分压电路的输出端连接于选择开关的输入端。进一步的，所述的基准电压电路包括芯片U2，U2是REF3012，芯片U2第一引脚接+5V，芯片U2第二引脚接电阻R2、电容C5、C6的一端，电容C5、C6的另一端接地，芯片U2第三引脚接地。进一步的，所述的分压电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9，电容C1、C2、C3、C7、C8、C13、C14、C15、C19、C21，电阻R1、R3、R5、R8的一端与多路开关连接。进一步的，所述的多路开关包括芯片U6，芯片U6的第一引脚与电阻R1的一端连接，芯片U6的第十二引脚与电阻R1的一端连接，芯片U6的第十五引脚与电阻R5的一端连接，芯片U6的第十四引脚与电阻R8的一端连接，芯片U6的第六、第八引脚均接地，芯片U6的第七引脚分别接-5V电源、电容C31、C32的一端，电容C31、C32的另一端接地，芯片U6的第十六引脚分别接+5V电源、电容C26、C27的一端，电容C26、C27的另一端接地，芯片U6的第三和第十三引脚接差分放大电路，芯片U6的第二和第十五引脚接调零电路，芯片U6的第四和第十一引脚接调满电路。进一步的，所述的调零电路包括电阻R11、R12,电容C24、C28，电阻R11的一端与基准电压pullup相连，另一端分别与电阻R12、电容C24、C28连接，电阻R12、电容C24、C28的另一端分别接地。进一步的，所述的调满电路包括电阻R14、R16、R22，电容C34、C35、C36，电阻R14的一端接基准电压pullup，另一端分别与电阻R16、电容C35、C34连接，电容C34的另一端接地，电阻R16、电容C35的另一端通过电阻R22接地，电容C36的一端接于电阻R22，电容C36D另一端接地。进一步的，所述的差分放大电路包括芯片U5，U5是AD620放大器，U5芯片的第三引脚通过电容C25接地，且连接芯片U6的第三引脚，U5芯片的第二引脚通过电容C29接地，且连接芯片U6的第十三引脚，U5芯片的第一和第八引脚之间跨接一电阻R13，芯片U5的第四引脚接-5V电源、电容C30、C33的一端，电容C30、C33的另一端接地，芯片U5的第五引脚接地，芯片U5的第六引脚接模数转换模块。进一步的，所述的模数转换模块包括模数转换芯片U1及其外围电路，芯片U1采用TLC7135，芯片U1的第一引脚分别接-5V电源、电容C4、C9的一端，电容C4、C9的另一端接地，芯片U1的第二引脚接基准电压芯片U4、电容C10的一端，电容C10的另一端接地，芯片U4的第一引脚接+5V电源，芯片U4的第二引脚分别接电容C17的一端、芯片U1的第二引脚，芯片U4的第三引脚、电容C17的另一端接地，芯片U1的第三引脚接地，芯片U1的第四引脚接电容C12的一端，电容C12的另一端分别接电容C11、电阻R7的一端，电容C11、电阻R7的另一端分别接芯片U1的第五、第六引脚，芯片U1第七、第八引脚之间跨接一个电容C18，芯片U1的第九、第二十四引脚接地，芯片U1的第十引脚通过电容C20接地，且通过电阻R10接芯片U5的第六引脚，芯片U1的第十一引脚分别接+5V、电容C22、C23的一端，电容C22、C23的另一端接地，芯片U1的第22引脚接分频电路，芯片U1的第二十一、第二十三、第二十五引脚接控制模块。进一步的，所述的分频电路包括U3芯片，芯片U3采用74HC4060分频器，芯片U3的第八引脚接地，芯片U3的第四引脚接芯片U1的第二十二引脚，芯片U3的第十六引脚分别接+5V电源、电容C16的一端，电容C16的另一端、芯片U3的第十二引脚接地，芯片U3的第十一引脚连接控制模块。进一步的，所述的控制模块包括芯片U15及其外围电路，芯片U15采用STM8S207K，芯片U15的第一引脚分别接下载接口J1的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机振动监测保护装置，其特征在于，包括至少一个电阻应变片、至少一个基准电压电路、多路开关、差分放大电路、模数转换模块、分频电路、电源模块、控制模块、按键模块、驱动电路、报警电路、指示灯电路、显示模块、光电隔离输出模块，控制模块包括控制芯片STM8S207K及其外围电路，模数转换模块包括模数转换芯片TLC7135及其外围电路，电源模块为系统提供电源、基准电压电路提供基准电压，电阻应变片与多路开关输入端连接，多路开关输出端连接差分放大电路输入端，差分放大电路输出端连接模数转换芯片、控制芯片通过分频电路与模数转换芯片连接、多路开关的两个引脚连接控制芯片的两个输入/输出接口、模数转换芯片通过与控制芯片相连的三个引脚受控于控制芯片、驱动电路的输入端与控制芯片连接、驱动电路的输出端连接指示灯电路、报警电路、光电隔离输出模块，按键模块、显示模块连接至控制芯片的输入/输出接口。

【技术特征摘要】
1.一种电机振动监测保护装置，其特征在于，包括至少一个电阻应变片、至少一个基准电压电路、多路开关、差分放大电路、模数转换模块、分频电路、电源模块、控制模块、按键模块、驱动电路、报警电路、指示灯电路、显示模块、光电隔离输出模块，控制模块包括控制芯片STM8S207K及其外围电路，模数转换模块包括模数转换芯片TLC7135及其外围电路，电源模块为系统提供电源、基准电压电路提供基准电压，电阻应变片与多路开关输入端连接，多路开关输出端连接差分放大电路输入端，差分放大电路输出端连接模数转换芯片、控制芯片通过分频电路与模数转换芯片连接、多路开关的两个引脚连接控制芯片的两个输入/输出接口、模数转换芯片通过与控制芯片相连的三个引脚受控于控制芯片、驱动电路的输入端与控制芯片连接、驱动电路的输出端连接指示灯电路、报警电路、光电隔离输出模块，按键模块、显示模块连接至控制芯片的输入/输出接口。2.根据权利要求1所述的一种电机振动监测保护装置，其特征在于，所述的模数转换模块包括模数转换芯片U1及其外围电路，芯片U1采用TLC7135，芯片U1的第一引脚分别接-5V电源、电容C4、C9的一端，电容C4、C9的另一端接地，芯片U1的第二引脚接基准电压芯片U4、电容C10的一端，电容C10的另一端接地，芯片U4的第一引脚接+5V电源，芯片U4的第二引脚分别接电容C17的一端、芯片U1的第二引脚，芯片U4的第三引脚、电容C17的另一端接地，芯片U1的第三引脚接地，芯片U1的第四引脚接电容C12的一端，电容C12的另一端分别接电容C11、电阻R7的一端，电容C11、电阻R7的另一端分别接芯片U1的第五、第六引脚，芯片U1第七、第八引脚之间跨接一电容C18，芯片U1的第九、第二十四引脚接地，芯片U1的第十引脚通过电容C20接地，且通过电阻R10接芯片U5的第六引脚，芯片U1的第十一引脚分别接+5V、电容C22、C23的一端，电容C22、C23的另一端接地，芯片U1的第22引脚接分频电路，芯片U1的第二十一、第二十三、第二十五引脚接控制模块。3.根据权利要求1所述的一种电机振动监测保护装置，其特征在于，所述的控制模块包括芯片U15及其外围电路，芯片U15采用STM8S207K，芯片U15的第一引脚分别接下载接口J1的第四引脚、电阻R54的一端、电容C64的一端，电阻R54的另一端接+5V电源，电容C64的另一端接地，下载接口J1的第三引脚接地，J1的第一引脚接+5V，J1的第二引脚接芯片U15的第二十六引脚，芯片U15的第二引脚接电阻R34的一端，电阻R34的另一端分别接晶振Y2的第三引脚、电阻R31的一端，电阻R31的另一端接U3的第十一引脚，芯片Y2的第二引脚、电容C61的一端接地，电容C61的另一端、芯片Y2的第四引脚接+5V电源，芯片U15的第三引脚接驱动电路，芯片U15的第四和第十引脚接地，芯片U15的第五引脚通过电容C63接地，芯片U15的第六、第七、第九引脚接电容C62的一端和+5V电源，电容C62的另一端接地，芯片U15的第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六引脚接驱动电路，芯片U15的第十七引脚通过电阻R36接+5V电源，芯片U15的第十八引脚接模数转换芯片U1的第二十一引脚，芯片U15的第二十一引脚接模数转换芯片U1的第二十三引脚，芯片U15的第二十二引脚接模数转换芯片U1的第二十五引脚，芯片U15的第二十三引脚接芯片U6的第九引脚，芯片U...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭栋，李聪，李树旺，吕瑞平，孙泽堂，李秀文，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：新型
国别省市：山东,37