一种基于多传感器的电机故障预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多传感器的电机故障预警系统，其包括：电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器，分别用于监测电机的电流、电压以及振动信号；信号处理装置，分别与电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器连接，被配置为：当电流、电压以及振动信号中的任意一个的绝对值超过相应额定值时，计算相应信号超过相应额定值的积分值，并当积分值大于阈值后发出警报信息。本发明专利技术中当电压电流和振动信号超过偏差超允许值时，加入计时手段，通过对各个参数偏移误差允许值的大小记录，避免电机长期亚健康运行导致故障造成损失。长期亚健康运行导致故障造成损失。长期亚健康运行导致故障造成损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器的电机故障预警系统


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种基于多传感器的电机故障预警系统。

技术介绍

[0002]电机是现代工业设备的主要执行机构，被广泛应用于各个工业领域。然而，现有技术中缺少电机的监测方法。现有的电机监测方法通常需要复杂的传感器以及信号处理系统，这使得这些监测手段只适用于中高端的机械设备，难以普及。
[0003]此外，现有技术中的电机监测方案没有考虑电流、电压、振动信号这些参数超过阈值后的时间累积效应，导致只能检测故障，但是预防效果不佳，对长期亚健康状态不能很好预警，

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是现有的电机监测方案成本过高。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于多传感器的电机故障预警系统，其包括：
[0006]电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器，分别用于监测电机的电流、电压以及振动信号；
[0007]信号处理装置，分别与电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器连接，被配置为：当电流、电压以及振动信号中的任意一个的绝对值超过相应额定值时，计算相应信号超过相应额定值的积分值，并当积分值大于阈值后发出警报信息。
[0008]本专利技术的进一步改进在于，所述信号处理装置包括计算机以及三个定时器，计时器与所述电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器一一对应；当所述计算机检测到当电流、电压以及振动信号中的任意一个的绝对值超过相应额定值时，计算机启动相应的定时器。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述定时器采用处理器内置的定时器，或采用与处理器通信连接的定时器。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，所述信号处理装置与电机的控制器连接，当积分值大于阈值后向电机的控制器发出急停信号，使得电机停止转动。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，所述电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器通过RS235总线或者CAN总线与信号处理装置通信连接。
[0012]本专利技术提供的装置具有以下技术效果：本专利技术中当电压电流和振动信号超过偏差超允许值时，加入计时手段，通过对各个参数偏移误差允许值的大小记录，将超限的积分值作为故障指数，来判断故障风险，避免了突的发短时的扰动造成报警，同时当个别或多个参数长时间偏移过大时也会导致故障指数增高能超过故障指数允许得阈值从而达到提前报警，避免电机长期亚健康运行导致故障造成损失。
[0013]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以
充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的基于多传感器的电机故障预警系统的原理图。
具体实施方式
[0015]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0017]为了阐释的目的而描述了本专利技术的一些示例性实施例，需要理解的是，本专利技术可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。
[0018]如图1所示，本专利技术的实施例提供了一种基于多传感器的电机故障预警系统，其包括：
[0019]电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器，分别用于监测电机的电流、电压以及振动信号；
[0020]信号处理装置，分别与电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器连接，被配置为：当电流、电压以及振动信号中的任意一个的绝对值超过相应额定值时，计算相应信号超过相应额定值的积分值，并当积分值大于阈值后发出警报信息。
[0021]本实施例中，对电流值、电压值以及振动信号的至分别进行监测。当相应值的绝对值与相应的额定值后，开始统计相应的积分值。三个积分值的计算表达式为：
[0022][0023][0024][0025]其中，Integral
i
、Integral
vol
以及Integral
vib
分别是电流、电压以及振动信号的积分值t1为相应信号的异常开始时间，t2为当前时刻；abs(
·
)为绝对值运算；i,u,f分别为电压、电流以及振动信号的实测值。I、U、F分别为电压、电流以及振动信号的额定值；I1、U1、F1分别为电压、电流以及振动信号的误差允许值，这些值通常很小。以上三个积分值中的任意一个或者全部超过阈值后，即可判定电机出现故障。
[0026]本实施例中，信号处理装置包括计算机以及三个定时器，计时器与所述电流传感
器、电压传感器以及振动信号传感器一一对应；当所述计算机检测到当电流、电压以及振动信号中的任意一个的绝对值超过相应额定值时，计算机启动相应的定时器。定时器采用处理器内置的定时器，或采用与处理器通信连接的定时器。
[0027]定时器还具有超时自动发起中断功能；本实施例中，当计时器计满达到预定时长后，信号处理装置的计算机检测相应参数的积分值，若相应积分值没有达到阈值且该积分值不再继续增加，则将该积分值清零。在本实施例中，计时器最大计时时长为30s～1200s。
[0028]信号处理装置与电机的控制器连接，当积分值大于阈值后向电机的控制器发出急停信号，使得电机停止转动。部分实施例中，信号处理装置还可连接蜂鸣器，以便发出故障提示音。
[0029]在一些具体实施例中，电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器通过RS235总线或者CAN总线与信号处理装置通信连接。
[0030]上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
中具有通常知识者在未脱离本专利技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利技术的权利要求所涵盖。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的电机故障预警系统，其特征在于包括：电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器，分别用于监测电机的电流、电压以及振动信号；信号处理装置，分别与电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器连接，被配置为：当电流、电压以及振动信号中的任意一个的绝对值超过相应额定值时，计算相应信号超过相应额定值的积分值，并当积分值大于阈值后发出警报信息。2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的电机故障预警系统，其特征在于，所述信号处理装置包括计算机以及三个定时器，计时器与所述电流传感器、电压传感器以及振动信号传感器一一对应；当所述计算机检测到当电流、电压以及振动...

【专利技术属性】
技术研发人员：喃文强，曾宪文，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：