一种电机温升与振动监测装置及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电机温升与振动监测装置及其实现方法，解决了现有监测装置电机振动监测存在缺陷、监测数据不全面等问题。该电机温升与振动监测装置，包括微处理器，负责数据信息的接收及处理；电源处理模块，为装置运行供电；电机电流采集模块，将电流互感器所获得的电流转换成的电压信号进行采集和变换；电机振动与温升采集模块，采集电机振动及温度数据信息；人机交互模块，用于实现人机交互；通讯数据传输模块，将电机的监测情况上传至检测系统。本发明专利技术具有电流检测功能，可对电机过载异常，温升异常，振动异常全方位的监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于电机运行状态的监测装置，具体的说，是涉及一种电机温升与振动监测装置及其实现方法。
技术介绍
如图1所示，现有技术中，电机运行状态的监测装置主要包含电源部分，人机交互部分，电机温度与振动监测部分和通讯数据传输。其中，电源部分用于提供电能，人机交互部分用于实现人机交互，电机温度与振动监测部分采用振动传感器和温度传感器，且装置必须在电机的外壳安装，电机的振动信息随着与装置的振动传递，进入到振动传感器；温度传感器用于测量装置的外壳温度，因为装置和电机外壳相接触安装，所以电机表壳的温度会传递到温度传感器。温度传感器测量出电机的外壳温度。现有监测装置的工作原理如下：装置上电后，用户通过人机界面或者通讯数据传输，设置好电机的参数，装置通过安装在电机的外壳，装置会通过自身的外壳通过振动传感器获得电机振动的数据。电机外壳温度传导到装置外壳上通过温度传感器获得电机温度。微处理器通过比较用户设置的电机参数来比较电机振动是否异常，电机外壳温度是否异常。如果发生异常则会将异常信息通过通讯网络发送到监控系统和显示到人机界面，用户根据电机的振动异常或温度异常来决定是否停机检修。现有监测装置的主要缺陷如下：电机振动监测存在缺陷，电机过载和启动时振动会自动加大，判断信息不可靠；只能单点监测电机的运行温度，无法监测电机的温升情况，因此，无法对电机温升过高时报警。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种结构简单、实现方便的电机温升与振动监测装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种电机温升与振动监测装置，包括：微处理器，负责数据信息的接收及处理；电源处理模块，为装置运行供电；电机电流采集模块，将电流互感器所获得的电流转换成的电压信号进行采集和变换；电机振动与温升采集模块，采集电机振动及温度数据信息；人机交互模块，用于实现人机交互；通讯数据传输模块，将电机的监测情况上传至检测系统。通过上述技术手段，采用电机电流来判断电机的运行状态和振动状态，同时，可全面检测电机的绝对温度是否过高、温升是否过高、电机过载，根据结果综合诊断出电机的异常状态。进一步的，所述电源处理模块包括整流桥和感应线圈取能处理电路，从取能盒获得到的电能先通过整流桥整流成直流电压，然后经由感应线圈取能处理电路转换。通过上述技术手段，无漏电触电危险，提高了装置的工作安全度。进一步的，所述电源处理模块还包线性电源LDO，所述线性电源LDO为所述电源处理模块的输出。通过上述技术手段，提高了电流输出的稳定性。进一步的，所述电机电流采集模块包括运算放大器、低通滤波器和模数转换器；电压信号通过所述运算放大器的跟随后，进入所述低通滤波器，再进入所述模数转换器，所述模数转换器输出信号至所述微处理器。通过上述技术手段，利用采集电流方式判别电机运行状态，结果精准。进一步的，所述电机振动与温升采集模块包括采集电机工作时环境温度的环境温度传感器，以及振动温度传感器；在电机首尾的转动轴处至少分别安装有一个所述振动温度传感器；所述电机振动与温升采集模块的采集数据输出至所述微处理器。通过上述技术手段，一方面结合采集电流方式判别电机运行状态来综合判断振动异常，使判断电机异常更加符合电机本身特性，判断更可靠，更符合电机实际运行特性；另一方面，采集电机的两侧轴温和对电机工作环境温度采集，不仅可以对电机的运行温度异常情况进行进监测，也可以对电机的温升异常情况进行监测。进一步的，所述人机交互模块采用OLED屏幕。通过上述技术手段，拓展了人机交互模块的工作温度，提高了其使用寿命。进一步的，所述通讯数据传输模块包括射频无线通讯电路和/或RS485通讯电路。通过上述技术手段，使得电机监测数据的传输更灵活，实现更方便。本专利技术还提供了电机温升与振动监测装置的实现方法，包括：（1）通过电机电流数据信息，判断电机运行状态；（2）结合电机运行状态和振动采集，判断电机的振动是否存在异常；（3）通过电机的温升采集，判断电机工作是否绝对温度过高和/或温升过高；（4）根据所述（1）—（3）的检测结果，判断电机是否处于异常状态；其中，异常状态包括以下任意一种或多种：电机过载异常、电机振动异常、电机温度异常、电机温升异常。通过上述技术手段，采用电机电流采集、温升、温度、振动信号的采集，综合判断电机状态，不仅实现方便，而且判断结果精确。进一步的，所述（1）的具体方法如下：首先，采集电机运行的三相电流IA,IB,IC；其次，计算三相电流幅值大小；最后，将三相电流幅值与设定或存储的电机参数进行比较，根据比较结果得到电机运行状态；所述（2）的具体方法如下：首先，根据电机运行状态设置电机振动异常阈值；其次，读取电机振动数据，并计算电机的振动速度；最后，比较电机的振动速度与设置的电机振动异常阈值，根据比较结果判断电机振动是否存在异常；所述（3）的具体方法如下：首先，读取电机温度数据和环境温度数据；其次，计算温升最大值和绝对温度最大值；将计算得到的温升最大值和/或绝对温度最大值与设定阈值进行比较，若超过设定阈值，则对超过的时间进行累计，若累计时间超过设定的允许运行时间阈值，则判断电机绝对温度过高和/或温升过高。进一步的，还包括采用电磁隔离式感应取能供电，其具体方法如下：将取能盒获得到的电能先通过整流桥整流成直流电压，然后经由感应线圈取能处理电路转换成工作所需要的电压。通过上述技术手段，无漏电触电危险，提高了装置的工作安全度。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术申请采用通过采集电机电流来识别电机运行状态的方式来综合判断电机的振动异常情况，对电机振动异常判断更加准确和更加符合电机振动异常检测标准。（2）本专利技术申请对电机的温度判断更合理，除了判断电机两侧轴端的绝对温度外，还通过采集环境温度来计算出两侧的轴温升情况，对电机运行温升和运行温度均进行了监测和判断，由此克服了现有技术存在的监测信息不全面的问题。（3）本专利技术采用完全电磁隔离的供电方式工作，不存在和强电回路直接相连，这种供电方式安全可靠，不存在漏电和触电风险。（4）本专利技术数据通讯及支持无线数据通讯又支持RS485有线数据通讯，可以根据电机使用环境来灵活的选择通讯方式，充分考虑了电机现场的工作情况。（5）本专利技术具有电流检测功能，可对电机过载异常，温升异常，振动异常全方位的监测。附图说明图1为现有技术的系统框图。图2为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机温升与振动监测装置，其特征在于，包括：微处理器，负责数据信息的接收及处理；电源处理模块，为装置运行供电；电机电流采集模块，将电流互感器所获得的电流转换成的电压信号进行采集和变换；电机振动与温升采集模块，采集电机振动及温度数据信息；人机交互模块，用于实现人机交互；通讯数据传输模块，将电机的监测情况上传至检测系统。

【技术特征摘要】
1.一种电机温升与振动监测装置，其特征在于，包括：
微处理器，负责数据信息的接收及处理；
电源处理模块，为装置运行供电；
电机电流采集模块，将电流互感器所获得的电流转换成的电压信号进行采集和变换；
电机振动与温升采集模块，采集电机振动及温度数据信息；
人机交互模块，用于实现人机交互；
通讯数据传输模块，将电机的监测情况上传至检测系统。
2.根据权利要求1所述的电机温升与振动监测装置，其特征在于，所述电源处理模块包
括整流桥和感应线圈取能处理电路，从取能盒获得到的电能先通过整流桥整流成直流电
压，然后经由感应线圈取能处理电路转换。
3.根据权利要求2所述的电机温升与振动监测装置，其特征在于，所述电源处理模块还
包线性电源LDO，所述线性电源LDO为所述电源处理模块的输出。
4.根据权利要求1所述的电机温升与振动监测装置，其特征在于，所述电机电流采集模
块包括运算放大器、低通滤波器和模数转换器；电压信号通过所述运算放大器的跟随后，进
入所述低通滤波器，再进入所述模数转换器，所述模数转换器输出信号至所述微处理器。
5.根据权利要求1所述的电机温升与振动监测装置，其特征在于，所述电机振动与温升
采集模块包括采集电机工作时环境温度的环境温度传感器，以及振动温度传感器；在电机
首尾的转动轴处至少分别安装有一个所述振动温度传感器；所述电机振动与温升采集模块
的采集数据输出至所述微处理器。
6.根据权利要求1所述的电机温升与振动监测装置，其特征在于，所述人机交互模块采
用OLED屏幕。
7.根据权利要求1所述的电机温升与振动监测装置，其特征在于，所述通讯数据传输模
块包括射频无线通讯电路和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘定文，刘保民，胡钰，
申请(专利权)人：成都慧成智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51