專利名稱：三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機測試領(lǐng)域，特別是涉及一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
三相異步高壓電動機在故障維修后，要進(jìn)行健康狀況的測試評估，以達(dá)特定健康指標(biāo)。目前，三相異步高壓電動機檢修的出廠健康狀況檢測方法繁瑣且不科學(xué)，國內(nèi)外大多數(shù)電機維修廠家通過專業(yè)維修人員親自手持儀表對試運待測電動機進(jìn)行測試，并填寫維修測試報告，這不僅造成維修時間上的延誤，對人力資源也是一個很大的浪費；同時，由于勞動強度高，工人手動測量穩(wěn)定性差，誤差增大，往往導(dǎo)致誤測漏測；另外，由于測試過程中工人要親自靠近高速運轉(zhuǎn)的高壓電機，這在無形中增加了測試的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種三相異步高壓電動機檢修檢測評估系統(tǒng)，來實現(xiàn)電動機的健康狀況檢測評估，并生成電機健康狀況維修報表，以取代人工手動測試及填寫報表帶來的諸多不便。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，包括底層原始數(shù)據(jù)提取模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和人機界面，所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊從電機本體提取原始數(shù)據(jù)并傳送到所述數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊將采集所述原始數(shù)據(jù)并傳送到所述數(shù)據(jù)分析處理模塊，所述原始數(shù)據(jù)經(jīng)過所述數(shù)據(jù)分析處理模塊分析處理后，提取出能夠反映電機運行狀況的特征參量，并通過人機界面顯示出來。作為一種優(yōu)選方式所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊直接從待檢測電機提取所述原始數(shù)據(jù)。該模塊包括溫度變送調(diào)理電路模塊、電流傳感器、電壓傳感器、振動烈度傳感器和光電轉(zhuǎn)速傳感器。作為一種優(yōu)選方式所述數(shù)據(jù)采集模塊將所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊提取的原始數(shù)據(jù)采集到計算機系統(tǒng)，以供所述數(shù)據(jù)分析處理模塊分析處理。作為一種優(yōu)選方式所述數(shù)據(jù)分析處理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對所述原始數(shù)據(jù)的分析處理，并提取出溫度值、電流值、電壓值、振動烈度值和轉(zhuǎn)速值特征量。作為一種優(yōu)選方式所述人機界面能夠?qū)崿F(xiàn)離線測試數(shù)據(jù)錄入、在線監(jiān)測參量顯示、自動生成電機健康狀況維修報表功能。所述的溫度變送調(diào)理模塊包括調(diào)理電路和變送電路兩部分，由一 DC24V開關(guān)電源供電。溫度信號調(diào)理電路包括溫度變送電路、抗干擾防浪涌電路、+24V直流電源、+5V直流電源。溫度變送電路由雙線電流轉(zhuǎn)換器XTR105及相應(yīng)外圍電路組成，雙線電流轉(zhuǎn)換器的電源端經(jīng)過穩(wěn)壓二極管IN4753及整流橋與直流電源相連。其中，雙線電流轉(zhuǎn)換器具有兩路精確輸出，電流范圍為4-20mA ;直流電源由電源模塊B2424D-2W隔離變換輸出24V ;整流橋由開關(guān)二極管IN4148組成。所述的電流傳感器采用三個單相開環(huán)霍爾電流傳感器，測量范圍為AC(T1200A，輸出為AC 0 5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，供電電源米用± 12V或± 15V開關(guān)電源,傳感器的精度為±1. 0%。所述的電壓傳感器采用三個單相霍爾電壓傳感器，測量范圍為AOT900V，輸出為AC0 5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號,供電電源米用±12V或±15V開關(guān)電源,傳感器的精度為±1.0%。所述的振動烈度傳感器由一集線信號調(diào)理器供電，其供電電壓為DOT36V，電流為4 20mA，傳感器烈度耦合范圍在(T20mm/S內(nèi)。所述的光電轉(zhuǎn)速傳感器通過發(fā)射紅外線到轉(zhuǎn)軸上，采集反射回來的信號，將其轉(zhuǎn)換為單頻標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，采集距離在200mm以內(nèi)，可測轉(zhuǎn)速范圍在30(T3000r/min。所述的數(shù)據(jù)采集模塊是由兩塊最大采樣率為lOOKS/s，12位多功能數(shù)據(jù)采集卡組成，通過工控機PCI插槽與工控機實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，其中，單塊板卡可提供16路模擬輸入或8路差分輸入，其中一塊板卡的6路單端作為溫度信號輸入端口，采樣率設(shè)置為lOOS/s，6路單端作為電壓和電流的輸入端口，采樣率設(shè)置為I KS/s，I路單端作為轉(zhuǎn)速信號輸入端口，采樣率設(shè)置為5KS/s，另一塊板卡使用其6路差分端口作為6個振動烈度信號的輸入端口，采樣率設(shè)置為lOKS/s。所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊采用LabVIEW作為處理軟件，為排除噪聲對分析結(jié)果的干擾，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行小波消噪處理，在數(shù)據(jù)的分析方法上以傳統(tǒng)的頻譜分析為主、小波分析為輔，以實現(xiàn)對特征信號的提取和分析。所述的人機界面采用LabVIEW進(jìn)行編寫，分為離線數(shù)據(jù)錄入選項卡，溫度、轉(zhuǎn)速監(jiān)測選項卡，振動、電壓、電流監(jiān)測選項卡和故障說明及維修方案選項卡。所述的離線數(shù)據(jù)錄入選項卡可以實現(xiàn)修后電機離線測量數(shù)據(jù)的錄入，錄入特征量包括銘牌(型號、額定容量、絕緣等級、額定電壓、額定電流、接線方式、轉(zhuǎn)速、重量、出廠日期、出廠編號、生產(chǎn)廠家)、直流電阻(Raa、Rbb、Rcc、Rab、Rbc、Rca)及其使用儀表和相對誤差、絕緣電阻(吸收比、使用儀表、定子轉(zhuǎn)子絕緣電阻)、定子泄漏電流(0. 5Un、1. 0UN,1. 5Un、
2.0UN,2. 5Un、3. OUn的電流及時間)、交流耐壓Imin (定子ABC三相電壓、電流)。所述的溫度、轉(zhuǎn)速監(jiān)測選項卡包括A、B、C三相定子繞組溫度、前軸溫度、后軸溫度數(shù)值，以及溫度隨時間變化歷史曲線，以及轉(zhuǎn)速數(shù)值。所述的振動、電壓、電流監(jiān)測選項卡包含定子三相電壓、定子三相電流有效值，以及其隨時間變化歷史曲線，前軸水平、垂直和軸向三個方向的振動烈度數(shù)值，后軸水平、垂直和軸向三個方向的振動烈度數(shù)值。所述的故障描述選及維修情況選項卡包括故障電機照片錄入欄，故障描述和維修方案錄入欄，故障數(shù)據(jù)庫添加欄，以及生成報表欄，該欄所有內(nèi)容選擇好以后，均融合到最終的電機健康狀況維修報表中。所述的故障電機照片錄入欄，包括故障電機原始照片、故障部分照片和修后故障照片錄入選項，可以實現(xiàn)待修電機外觀照片、故障點照片、修后故障點照片的錄入。所述的故障描述和維修方案錄入欄，可以實現(xiàn)故障電機故障類型以及故障原理的錄入，并能夠選擇所實施的維修方案。所述的故障數(shù)據(jù)庫添加欄，可以實現(xiàn)現(xiàn)有故障庫中沒有存儲的故障類型及維修方案的人工錄入，錄入后的信息將自動保存在故障庫中。所述的生成報表欄，點擊確定按鈕后即確定將所錄入信息作為報表內(nèi)容，點擊生成報表按鈕，即系統(tǒng)自動融合在線、離線和故障描述及維修建議內(nèi)容，生成電機健康狀況維修報表。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供了一種可以實現(xiàn)離線測試數(shù)據(jù)錄入、在線監(jiān)測參量顯示、自動生成電機健康狀況維修報表功能的三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，能夠融合在線和離線數(shù)據(jù)，以及故障部位及維修方法，對維修后的三相異步高壓電動機進(jìn)行健康狀況的智能評估。
具體實施例方式三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，包括底層原始數(shù)據(jù)提取模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和人機界面(計算機)。所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊是直接與待測電機相連的部分，包括溫度變送調(diào)理電路、電壓傳感器、電流互感器、振動傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器。本發(fā)明溫度變送調(diào)理電路中，XTR105外圍電路與預(yù)埋在電機內(nèi)的5路溫度信號傳感器PT100的三根信號線相接，溫度變送電路將熱敏電阻信號轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號，再經(jīng)一個100W的電阻將電流信號轉(zhuǎn)換為0.4^2V的電壓信號后接入高阻抗運算放大器CA3140的同相輸入端，由電源模塊A240OT-1W隔離變換的+5V直流電源接入CA3140的電源輸入端，CA3140的反相輸入端和輸出端與采集卡單端輸入口相連，之后送到計算機系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理與顯示。所述電壓傳感器部分供電由+12V開關(guān)電源提供，傳感器安裝在待測電機升壓變一次測，將電壓變?yōu)?T5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號輸入采集卡，并利用軟件將變比換算為待測電機的三相定子電壓有效值。所述電流互感器部分供電由+12V開關(guān)電源提供，套裝在待測電機定子三相進(jìn)線上，將三相電流信號變?yōu)?T5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號輸入采集卡，并由計算機進(jìn)行變比調(diào)節(jié)為三相真實電流有效值。所述振動傳感器通過集線信號調(diào)理器供電，其供電電壓為DOT36V，電流為Γ20πιΑ，傳感器烈度耦合范圍在(T20mm/S`內(nèi)，其安裝方式為通過自帶磁鐵吸附在電機前端和后端的水平、垂直、軸向三個方向，并將采集的六路信號轉(zhuǎn)變?yōu)?T5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號輸入采集卡，由計算機提取振動烈度信號并顯示。所述轉(zhuǎn)速傳感器通過在電機大軸上粘貼IOmmX IOmm反光紙，由光電探頭采集反射回來的紅外線信號，并轉(zhuǎn)化為單頻率方波信號輸入采集卡，由計算機提取其頻率后經(jīng)過換算得轉(zhuǎn)速。該系統(tǒng)具體操作方法如下:
將系統(tǒng)按照上述方法安裝好以后，打開計算機，監(jiān)測界面自動打開，操作流程圖如

圖1所示。界面由四個可選選項卡組成，分為離線數(shù)據(jù)錄入、溫度轉(zhuǎn)速監(jiān)測、振動電壓電流監(jiān)測和故障描述及維修情況。各部分結(jié)構(gòu)圖如圖2、圖3、圖4、圖5所示。填寫離線數(shù)據(jù)錄入選項卡中的離線參數(shù)，依次切換選項卡到溫度轉(zhuǎn)速監(jiān)測項及振動電壓電流監(jiān)測項，待電機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，可觀察到監(jiān)測界面能穩(wěn)定顯示電機運行各參量情況。如果各監(jiān)測參量滿足用戶要求，即可填寫故障描述及維修情況說明標(biāo)簽項內(nèi)容，包括:故障電機照片錄入欄，故障描述和維修方案錄入欄，故障數(shù)據(jù)庫添加欄，以及生成報表欄中的內(nèi)容。其中，故障電機照片錄入欄包含故障電機照片、故障點照片以及修后照片三項，可以通過單擊每一項后面的加載按鍵進(jìn)行加載，照片格式支持jpg格式；故障描述欄分為外部特征描述和故障機理描述兩部分，分別描述電機故障的外部故障表象和故障發(fā)生機理，用戶可以通過選擇單擊該欄后彈出的下拉菜單來完成物理描述和機理描述操作，其中，下拉菜單中已經(jīng)儲存三十余種故障描述，作為故障庫供用戶選擇；對于之前故障庫中沒有的故障描述，用戶可以通過填寫故障數(shù)據(jù)庫添加欄進(jìn)行添加后，點擊錄入按鈕，該描述自動添加入故障庫中，然后用戶選擇該故障描述即可；當(dāng)填寫完成上述內(nèi)容，單擊生成報表欄中的確定按鍵，系統(tǒng)自動生成電機修后健康狀況報表，系統(tǒng)自動關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，其特征在于:包括底層原始數(shù)據(jù)提取模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和人機界面，所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊從待測運行電機中提取原始數(shù)據(jù)，并傳送到所述數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊將采集所述原始數(shù)據(jù)并傳送到所述數(shù)據(jù)分析處理模塊，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊對所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提取出特征量數(shù)據(jù)，并通過人機界面顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，其特征在于:所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊直接從待檢測電機提取原始數(shù)據(jù)，包括能反映溫度值、電流值、電壓值、振動烈度值和轉(zhuǎn)速值的原始數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊將所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊提取的原始數(shù)據(jù)采集到計算機系統(tǒng)，以供所述數(shù)據(jù)分析處理模塊分析處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)分析處理模塊將對所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提取特征量，包括溫度值、電流值、電壓值、振動烈度值和轉(zhuǎn)速值，并于所述人機界面上顯/Jn o
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，其特征在于:所述人機界面能夠?qū)崿F(xiàn)離線測試數(shù)據(jù)錄入、在線監(jiān)測參量顯示、自動生成電機健康狀況維修報表功能 。
全文摘要
本發(fā)明屬于電機測試領(lǐng)域，特別是涉及一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)。一種三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，包括底層原始數(shù)據(jù)提取模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和人機界面，所述底層原始數(shù)據(jù)提取模塊將從待測電機本體上提取到的原始數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊將采集所述原始數(shù)據(jù)并傳送到所述數(shù)據(jù)分析處理模塊，所述原始數(shù)據(jù)經(jīng)過所述數(shù)據(jù)分析處理模塊分析處理后，將特征參量通過人機界面顯示出來。本發(fā)明提供了一種可以實現(xiàn)離線測試數(shù)據(jù)錄入、在線監(jiān)測參量分析、自動生成電機健康狀況維修報表功能的三相異步高壓電動機檢修健康狀況檢測評估系統(tǒng)，能夠融合在線和離線數(shù)據(jù)。
文檔編號G01R31/34GK103076565SQ20121052445
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者吝伶艷, 武興華, 李傳揚, 宋建成, 田慕琴, 畢小玉, 王秀秀 申請人:太原理工大學(xué)