电机多参数实时数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电机多参数实时数据采集系统，属于电机检测技术领域。本实用新型专利技术的电机多参数实时数据采集系统，在电机的机壳上设有若干连接到振动信号调理电路上的振动传感器；在电机的电路接线板上连接有三相电路，其中三相电路上分别设有连接到电流信号调理电路上的电流互感器；在电机的绕组边缘设有若干个连接到温度信号调理电路上的温度传感器；其中振动信号调理电路、电流信号调理电路和温度信号调理电路连接于数据采集卡上，所述数据采集卡连接于计算机上。本实用新型专利技术的电机多参数实时数据采集系统，不仅能实时监测振动、电流、温度信号，而且能把这些数据传送到上位机，为电机故障诊断和健康状况评估提供依据。?（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种电机多参数实时数据采集系统，属于电机检测
。本技术的电机多参数实时数据采集系统，在电机的机壳上设有若干连接到振动信号调理电路上的振动传感器；在电机的电路接线板上连接有三相电路，其中三相电路上分别设有连接到电流信号调理电路上的电流互感器；在电机的绕组边缘设有若干个连接到温度信号调理电路上的温度传感器；其中振动信号调理电路、电流信号调理电路和温度信号调理电路连接于数据采集卡上，所述数据采集卡连接于计算机上。本技术的电机多参数实时数据采集系统，不仅能实时监测振动、电流、温度信号，而且能把这些数据传送到上位机，为电机故障诊断和健康状况评估提供依据。【专利说明】电机多参数实时数据采集系统
本技术涉及电机多参数实时数据采集系统，通过数据采集卡，能把反映电机运行状况的振动、电流和温度信号实时采集到计算机，为后续的电机故障诊断和健康性能评估提供依据。
技术介绍
电机某一部件出现故障时，在振动、温度、电流等特征量中都会有所体现，综合各种不同传感器的数据信息进行分析和诊断有助于提高诊断准确率和诊断系统的鲁棒性。选择电机故障诊断中最常见的三类信号:振动信号、电流信号、温度信号。这三类信号单独或其组合反映电机转子不平衡、偏心、磨损、轴承故障、笼型绕组的断条、匝间短路、绕组过热、铁心过热等电机常见故障。在电机运行的正常态和故障态分别测取空载，半载，全负载三种情况下的振动信号、定子电流信号以及温度信号，利用这些数据就能实现电机健康性能评估和故障诊断。现有的电机多参数测试仪只能将测试参数通过波形、指针或数字的形式显示在仪表上，或者将故障代码显示出来。无论哪种情况，研究人员都无法获得实时的电机运行数据，从而进行下一步的信息处理和分析。
技术实现思路
为了克服现有电机多参数测试仪只能将测试参数通过波形、指针、数字或故障代码的形式显示在仪表上，而不能将测试数据实时传送到计算机上的不足，本技术提供一种电机多参数实时数据采集系统，该系统不仅能实时监测振动、温度、电流信号，而且能把这些数据传送到上位机，为电机故障诊断和健康状况评估提供依据。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:本技术的电机多参数实时数据采集系统，在电机的机壳上设有若干连接到振动信号调理电路上的振动传感器；在电机的电路接线板上连接有三相电路，其中三相电路上分别设有连接到电流信号调理电路上的电流互感器；在电机的绕组边缘设有若干个连接到温度信号调理电路上的温度传感器；其中振动信号调理电路、电流信号调理电路和温度信号调理电路连接于数据采集卡上，所述数据采集卡连接于计算机上。由于采用了上述结构，电机选用Y160M2-2，额定功率为15kw、额定转速为2930r/min、额定电压为AC380V，额定电流为29A。振动信号测量采用ZRCD-21监视用速度传感器，安装在电机机壳的侧面和顶面，用螺丝固定，水平测点和垂直测点呈90°夹角，分别采集水平方向和垂直方向的原始振动信号。电流信号检测采用LMK-0.66测量用电流互感器，安装在电源进线一侧，分别测量U、V、W三相定子电流信号。LMK-0.66测量用电流互感器电流比800: 5，容量10VA，精度0.5级。温度信号测量采用钼电阻ptlOO，测温范围-50°C?+850°C，测温精度〈0.5°C，分辨率0.TC。钼电阻ptlOO预埋在绕组与机壳的空隙处，圆周上等间隔处安装4个ptlOO，在机壳上钻一个孔引出4个电阻进行温度测量。本技术的电机多参数实时数据采集系统基于LABVIEW、数据采集卡、传感器、信号调理电路实现电机振动、定子电流、绕组温度三类参数的实时数据采集；利用ZRCD-21监视用速度传感器、LMK-0.66测量用电流互感器、PtlOO钼电阻分别测量Y160M2-2型三相异步电动机的机壳振动、定子相电流、绕组温度。通过信号调理电路转换成电压信号，接入数据采集卡USB-DMP609，经过USB连接至上位机，利用虚拟仪器LABVIEW在计算机上显示信号随时间变化曲线，并实时保存采集数据，信号时间长度和采样频率用户自己设定。本技术的电机多参数实时数据采集系统，不仅能实时监测振动、电流、温度信号，而且能把这些数据传送到上位机，为电机故障诊断和健康状况评估提供依据。本技术的电机多参数实时数据采集系统，所述振动传感器包括设于电机机壳的侧面上检测水平方向振动的第一振动传感器、以及设于电机机壳顶面上检测垂直方向振动的第二振动传感器；其中所述第一振动传感器的测点与第二振动传感器的测点之间呈90°夹角，所述第一振动传感器与第二振动传感器分别通过振动信号调理电路连接到数据米集卡上。由于采用了上述结构，振动信号测量采用ZRCD-21监视用振动传感器，其中分别为设于电机机壳的侧面上检测水平方向振动的第一振动传感器、以及设于电机机壳顶面上检测垂直方向振动的第二振动传感器；水平方向振动传感器和垂直方向振动传感器均用螺丝固定在电机的机壳上，信号端由四芯航空插头引出，由于振动传感器的输出信号为电压信号，因此振动传感器的输出信号可以视实际情况选取或者不选取振动信号调理电路。本专利所述的电机多参数实时数据采集系统在实际应用中，如果对一些功率较小的电机进行数据采集，其工作时，电机振动幅度较小，振动传感器输出的电压信号可能是毫伏级的，就需要放大电路(即振动信号调理电路)，考虑到本实用专利的实用性和普遍性，在电机多参数实时数据采集系统的整体结构图中增加一个振动信号调理电路，即布置一个可调增益放大器，将微弱的电压信号放大到伏级。本技术采用的Y160M2-2型三相异步电动机，其功率达到15kw，工作时振动幅度大，振动传感器的输出信号可以达到IV左右，出现故障时更大。因此本技术可以不需要通过振动信号调理电路就可将振动传感器输出信号直接连接到数据采集卡上。在垂直方向和水平方向的振动传感器的引脚直接连接在信号采集卡的模拟量输入端AINl和AIN2，引脚共地接数据采集卡引脚17?19，ZRCD-21的频率响应范围为10?1000HZ，对应电机转速600?6000r/min，其灵敏度为280mv/cm/s。该系统不仅能实时监测振动信号，而且能把这些数据传送到上位机，为电机故障诊断和健康状况评估提供依据。本技术的电机多参数实时数据采集系统，在电机的定子侧通过电路接线板连接于三相电路上，其中每相电路上均设有电流互感器，三个电流互感器分别通过电流信号调理电路连接到数据采集卡上，其中电流信号调理电路内设置的电阻分别与每个电流互感器串联。由于采用了上述结构，定子电流信号检测采用LMK-0.66测量用电流互感器，电流比800:5，安装在电源进线一侧，分别测量U、V、W三相定子电流信号。由于数据采集卡的输入信号为-5?+5v，因此，需要把电流信号转换为电压信号，在LMK-0.66测量用的电流互感器的输出端分别连接一个10 Ω电阻；由LMK-0.66的电流比和电流信号调理电路可知，可测定子电流的范围为O?80A，即使考虑启动电流、过载电流等因素，也完全满足该电机定子电流的测量要求。三个10 Ω电阻共地，其共地端接数据采集卡的引脚17~19，三个10 Ω电阻的另一端分别接数据采集卡的模拟量输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机多参数实时数据采集系统，其特征在于：在电机（1）的机壳上设有若干连接到振动信号调理电路（9）上的振动传感器；在电机（1）的电路接线板（16）上连接有三相电路，其中三相电路上分别设有连接到电流信号调理电路（10）上的电流互感器；在电机（1）的绕组边缘设有若干个连接到温度信号调理电路（8）上的温度传感器；其中振动信号调理电路（9）、电流信号调理电路（10）和温度信号调理电路（8）连接于数据采集卡（2）上，所述数据采集卡（2）连接于计算机（3）上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：康志亮，许丽佳，邹志勇，夏高翔，曾斌，唐小章，杨秀毅，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：实用新型
国别省市：