一种适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置及方法，该方法包括采集三相高压异步电机的三相电压信号和三相电流信号，基于频谱分析原理并采用预设算法过滤掉电压频谱对电流频谱的影响量，使用过滤后的电流频谱对三相高压异步电机的运行状态进行分析，判断三相高压异步电机是否存在常见故障类型以及故障严重程度，并通过通信模块上传分析结果

【技术实现步骤摘要】
一种适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及设备状态监测
，具体涉及一种适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置以及应用该装置的监测方法
。

技术介绍

[0002]电动机是工业生产中使用数量最多
、
覆盖面最广的供电设备和动力机械，性能优越
、
操作方便
、
性能可靠，极大地促进了经济的发展和社会的进步
。
但是电动机在使用过程中不可避免地会出现故障，这样就影响到企业整个生产系统的正常工作，甚至还会造成人员伤亡，经济损失和社会影响巨大，因而对电动机的状态监测研究就尤为重要
。
[0003]据统计，异步电动机故障主要分为四大类：其中转子断条故障约占
10
％；定子绕组匝间短路故障约占
15
％；轴承故障约占
40
％；气隙偏心故障约占
30
％
。
这些故障都是渐进式发展的，如果能及时发现电动机设备故障，并在故障早期进行维修，则可以延长电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置，其特征在于，包括：开关电源模块，用于为所述运行状态监测装置提供电源；三相电压采样回路，用于采集三相电压的实时值；三相电流采样回路，所述三相电流采样回路外置有开口式高精度电流传感器，用于采集三相电流的实时值；高速采样模块，用于把采集到的三相电压和三相电流的实时值转换为数字信号；处理器模块，与所述高速采样模块连接，基于接收到的数字信号对三相高压异步电机的运行状态进行分析，判断三相高压异步电机是否存在故障及故障严重程度，并通过通信模块传输分析结果；数据存储模块，用于定时录波
、
故障录波及定值和参数存储
。2.
根据权利要求1所述的适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置，其特征在于：所述通信模块包括：
RS485
通信模块，所述运行状态监测装置通过所述
RS485
通信模块与后台服务器以
RS485
通信方式进行通信连接，用于将录波数据
、
实时数据和诊断结果上传；以太网通信模块，所述运行状态监测装置通过所述以太网通信模块与后台服务器以以太网通信方式进行通信连接，用于将录波数据
、
实时数据和诊断结果上传；蓝牙通信模块，所述运行状态监测装置通过所述蓝牙通信模块与移动终端进行通信连接，用于现场查看实时数据和诊断结果，对定值参数进行查看和设置，并对监测装置中的程序进行在线升级
。3.
根据权利要求1所述的适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置，其特征在于：所述三相电压采样回路接入三相高压异步电机电源所在母线
PT
二次侧；所述开口式高精度电流传感器的输入端接在三相高压异步电机所在出线回路保护
CT
或测量
CT
二次侧，所述开口式高精度电流传感器的输出端与所述三相电流采样回路连接
。4.
根据权利要求2所述的适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置，其特征在于：所述高速采样模块包括高速
ADC
模数转换芯片以及采样外围电路，所述高速
ADC
模数转换芯片通过高速四线
QSPI
接口向所述处理器模块传输采样数据
。5.
根据权利要求2所述的适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置，其特征在于：所述
RS485
通信模块包括带
ESD
保护的半双工通信的高速收发器
、
逻辑非门芯片
、
双通道数字隔离器以及
RS485
通信外围电路，所述高速收发器与所述处理器模块之间通过异步串行口连接，用于上传录波数据
、
实时数据和诊断结果
。6.
根据权利要求2所述的适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置，其特征在于：所述以太网通信模块包括单芯片
/
单端口快速以太网物理接收器
、
网络隔离变压器及以太网通信外围电路组成，所述以太网物理接收器与所述处理器模块之间通过
MII
接口连接，用于上传录波数据
、
实时数据和诊断结果
。7.
一种适用于三相高压异步电机的运行状态监测装置的监测方法，其特征在于，该方法应用于如权利要求1至6任一项所述的一种运行状态监测装置进行三相高压异步电机的运行状态监测，其包括：采集三相高压异步电机的三相电压信号和三相电流信号，基于频谱分析原理并采用预设算法过滤掉电压频谱对电流频谱的影响量，使用过滤后的电流频谱对三相高压异步电机
的运行状态进行分析，判断三相高压异步电机是否存在常见故障类型以及故障严重程度，并通过通信模块上传分析结果
。8.
根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在进行数据采集时，分别对缓存的三相电压和三相电流的采样数据进行混合基快速傅立叶变换算法，变换出其对应频域范围的频谱序列的谱值，其频率分辨率为
0.1Hz
，保存为
U
Ah
、U
Bh
、U
Ch
、I
Ah
、I
Bh
、I
Ch
，其中
h
为间谐波次数
。
计算影响因子，表现为公式
(1)I ＝ U/X ＝ U/(2
π
f * L)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
取工频基波
f
＝
50.00Hz
，分别使用三相基波电压有效值和三相基波电流有效值，计算出电机线圈电感的值
L
A
、L
B
和
L
C
；将
U
Ah
、U<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，侯绿培，邢勐，王鹏，何奇瑞，符祖云，
申请(专利权)人：珠海万力达电气自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：