專利名稱:一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，包括電機(jī)控制系統(tǒng)模塊、電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊、設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊，所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊用于從電機(jī)控制系統(tǒng)模塊或信息系統(tǒng)獲取電機(jī)的電壓、電流信息的，電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊的輸出端與設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接。具有以下優(yōu)點(diǎn)：能夠進(jìn)行電機(jī)及驅(qū)動設(shè)備設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，分析診斷異常狀態(tài)形成的原因，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評估，輔助設(shè)備管理人員進(jìn)行故障檢修和能源效率監(jiān)控。
【專利說明】
一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)普遍使用在國民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，消耗著大量的電能，電機(jī)及驅(qū)動的機(jī)械設(shè)備的非最佳狀態(tài)運(yùn)行不僅危害生產(chǎn)安全，也不利于節(jié)能降耗。現(xiàn)有的企業(yè)控制系統(tǒng)或信息系統(tǒng)僅僅設(shè)置電機(jī)各種參數(shù)的高低限值，少數(shù)測點(diǎn)采用設(shè)置分級報(bào)警方式進(jìn)行故障報(bào)警，這些報(bào)警限值都有較大富?？臻g，且在電機(jī)及驅(qū)動設(shè)備異常點(diǎn)的監(jiān)控和故障原因分析等方面存在缺陷，不能有效的進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對以上不足，提供一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，能夠進(jìn)行電機(jī)及驅(qū)動設(shè)備設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，分析診斷異常狀態(tài)形成的原因，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評估，輔助設(shè)備管理人員進(jìn)行故障檢修和能源效率監(jiān)控。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，包括電機(jī)控制系統(tǒng)模塊、電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊、設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊，所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊用于從電機(jī)控制系統(tǒng)模塊或信息系統(tǒng)獲取電機(jī)的電壓、電流信息的，電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊的輸出端與設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述裝置還包括通訊處理系統(tǒng)模塊，通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊的信號輸出端。
[0007]進(jìn)一步的，所述裝置還包括能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊，能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊用于電機(jī)能源管理，能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊信號輸出端與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接.
[0008]進(jìn)一步的，所述裝置還包括執(zhí)行單元模塊，執(zhí)行單元模塊的信號輸入端連接通訊處理系統(tǒng)模塊信號輸出端。
[0009]進(jìn)一步的，所述裝置還包括顯示裝置模塊，顯示裝置模塊用以顯示診斷結(jié)果信息，顯示裝置模塊信號輸入端與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸出端連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述裝置還包括上位機(jī)系統(tǒng)模塊，用以存儲數(shù)據(jù)文件及顯示診斷結(jié)果和電機(jī)集群管理，上位機(jī)系統(tǒng)模塊與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸出端連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊包括運(yùn)放虛地電壓電路，運(yùn)放虛地電壓電路包括基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02，基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02的Vin腳連接有電容C14 一端，并接入20.5V電源，電容C14另一端接AGND，基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02的Vout腳連接有電容C15—端和電阻Rl—端，電容C15另一端接AGND，電阻Rl另一端連接有電阻R5—端和放大器UlOA的3腳，電阻R5另一端接AGND，放大器UlOA的2腳與放大器UlOA的I腳連接，放大器UlOA的4腳接AGND，放大器UlOA的8腳連接有電容C17—端，并接入5V電源，電容C17另一端接AGND。
[0012]進(jìn)一步的，所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊還包括運(yùn)算放大器電路，運(yùn)算放大器電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429，數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的4腳連接有電阻R22—端，電阻R22另一端連接有放大器UlOB的7腳，放大器UlOB的6腳連接放大器UlOB的7腳，放大器UlOB的5腳連接有二極管D4的正極和二極管D5的負(fù)極，二極管D4的負(fù)極接入5V電源，二極管D5的正極接AGND，放大器UlOB的5腳還連接有電阻R21—端和電阻R23—端，電阻R21—端連接有電阻RlO—端和電容C28—端，電容C28另一端連接電阻R23另一端與電阻RlO另一端連接，電阻R23另一端與放大器UlOA的I腳連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的I腳連接有放大器U8A的2腳，放大器U8A的3腳連接放大器UlOA的I腳，放大器U8A的4腳接AGND，放大器U8A的8腳連接有電容C18—端，并接入5V電源，電容C18另一端接AGND，放大器U8A的I腳連接有放大器U8B的5腳和電阻R9—端，放大器U8B的6腳與放大器U8B的7腳連接，電阻R9另一端連接有電阻R8—端，電阻R8另一端連接放大器U8B的3腳和數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的2腳，數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的3腳連接有電容C25一端，電容C25另一端與放大器U8A的2腳連接。
[0014]進(jìn)一步的，所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊還包括信號高速采集電路，信號高速采集電路包括串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的I腳連接基準(zhǔn)值值電壓源芯片ADR02的Vout腳，并連接有電容C19一端，電容C19另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的2腳連接有電阻R18—端和電容C26—端，電阻R18另一端與放大器U8B的7腳，電容C26另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的3腳和4腳接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的8腳連接有電容C20—端，并接入3.3V電源，電容C20另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的7腳連接。
[0015]本實(shí)用新型一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠進(jìn)行電機(jī)及驅(qū)動設(shè)備設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，分析診斷異常狀態(tài)形成的原因，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評估，輔助設(shè)備管理人員進(jìn)行故障檢修和能源效率監(jiān)控。
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
【附圖說明】

[0017]附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中控制系統(tǒng)原理圖；
[0018]附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊中運(yùn)放虛地電壓電路的原理圖；
[0019]附圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊中運(yùn)算放大器電路的原理圖；
[0020]附圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊中高速信號采集電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1，如圖1、圖2所示，一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，包括電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊、電機(jī)控制系統(tǒng)模塊、設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊、能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊、通訊處理系統(tǒng)模塊、執(zhí)行單元模塊、顯示裝置模塊及上位機(jī)系統(tǒng)模塊。
[0022]所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊用于從電機(jī)控制系統(tǒng)模塊或信息系統(tǒng)獲取電機(jī)的電壓、電流信息的，電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊的輸出端與設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接，電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊對采集的電壓電流信號進(jìn)行傅立葉分解，選取故障特征頻率及電壓電流幅值用于設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊。
[0023]所述設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊利用電機(jī)電壓電流信號進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，對電機(jī)及負(fù)載設(shè)備進(jìn)行診斷，設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊的信號輸出端與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接。
[0024]所述通訊處理系統(tǒng)模塊信號輸出端分別與執(zhí)行單元模塊、顯示裝置模塊和上位機(jī)系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接。
[0025]所述能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊用于電機(jī)能源管理，能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊信號輸出端與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接。
[0026]所述顯示裝置模塊用以顯示診斷結(jié)果信息，顯示裝置模塊信號輸入端與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸出端連接。
[0027]所述上位機(jī)系統(tǒng)模塊用以存儲數(shù)據(jù)文件及顯示診斷結(jié)果和電機(jī)集群管理，上位機(jī)系統(tǒng)模塊與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸出端連接。
[0028]所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊包括運(yùn)放虛地電壓電路，運(yùn)放虛地電壓電路包括基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02，基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02的Vin腳連接有電容C14 一端，并接入20.5V電源，電容C14另一端接AGND，基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02的Vout腳連接有電容C15—端和電阻Rl—端，電容C15另一端接AGND，電阻Rl另一端連接有電阻R5—端和放大器UlOA的3腳，電阻R5另一端接AGND，放大器UlOA的2腳與放大器UlOA的I腳連接，放大器UlOA的4腳接AGND，放大器UlOA的8腳連接有電容C17—端，并接入5V電源，電容C17另一端接AGND0
[0029]運(yùn)放虛地電壓電路，為運(yùn)算放大器提供一個(gè)基準(zhǔn)值電壓。給基準(zhǔn)值值電壓源芯片ADR02的Vin腳提供一個(gè)20.5V電壓，在Vout輸出一個(gè)恒定的5V參考電壓Vref，通過Rl和R5的連接處C點(diǎn)，因R1=R5，然后C點(diǎn)的電壓為2.5V，U10A接成電壓跟隨器，I腳輸出Vref/2為恒定的2.5V(輸出阻抗較低，帶載能力強(qiáng))。
[0030]所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊還包括運(yùn)算放大器電路，運(yùn)算放大器電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429，數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的4腳連接有電阻R22—端，電阻R22另一端連接有放大器UlOB的7腳，放大器UlOB的6腳連接放大器UlOB的7腳，放大器UlOB的5腳連接有二極管D4的正極和二極管D5的負(fù)極，二極管D4的負(fù)極接入5V電源，二極管D5的正極接AGND，放大器UlOB的5腳還連接有電阻R21—端和電阻R23—端，電阻R21—端連接有電阻RlO—端和電容C28—端，電容C28另一端連接電阻R23另一端與電阻RlO另一端連接，電阻R23另一端與放大器U1A的I腳連接；
[0031]所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的I腳連接有放大器U8A的2腳，放大器U8A的3腳連接放大器UlOA的I腳，放大器U8A的4腳接AGND，放大器U8A的8腳連接有電容C18—端，并接入5V電源，電容C18另一端接AGND，放大器U8A的I腳連接有放大器U8B的5腳和電阻R9—端，放大器U8B的6腳與放大器U8B的7腳連接，電阻R9另一端連接有電阻R8—端，電阻R8另一端連接放大器U8B的3腳和數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的2腳，數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的3腳連接有電容C25—端，電容C25另一端與放大器U8A的2腳連接。
[0032]運(yùn)算放大器電路，為較小的信號進(jìn)行放大處理，以得到適合分析的信號數(shù)據(jù)。由采樣傳感器來的信號由B點(diǎn)注入，C28為隔離電容，參考虛地電壓Vref/2經(jīng)RlO注入，D4/D5為電平鉗位電路，A點(diǎn)為信號注入點(diǎn)，在B點(diǎn)形成中心電位為Vref/2的一個(gè)交流信號，經(jīng)UlOB注入可編程乘法器Ull，該乘法器的系數(shù)可由數(shù)字接口控制乘出來的信號由M點(diǎn)經(jīng)U8B電壓跟隨器輸出Vout。
[0033]所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊還包括信號高速采集電路，信號高速采集電路包括串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的I腳連接基準(zhǔn)值值電壓源芯片ADR02的Vout腳，并連接有電容C19一端，電容C19另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的2腳連接有電阻R18—端和電容C26—端，電阻R18另一端與放大器U8B的7腳，電容C26另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的3腳和4腳接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的8腳連接有電容C20—端，并接入3.3V電源，電容C20另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的7腳連接。
[0034]所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊還包括接線柱Jl，接線柱Jl的I腳接AGND，接線柱Jl的I腳接地。數(shù)字地和模擬地應(yīng)一點(diǎn)接地，并靠近芯片位置。
[0035]高速信號采集電路，AD7683為高速采樣芯片，經(jīng)數(shù)字接口(clock/dout/csl)完成信號的高速采樣。
[0036]以上所述為本實(shí)用新型最佳實(shí)施方式的舉例，其中未詳細(xì)述及的部分均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本實(shí)用新型的技術(shù)啟示而進(jìn)行的等效變換，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，包括電機(jī)控制系統(tǒng)模塊、電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊、設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊，其特征在于:所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊用于從電機(jī)控制系統(tǒng)模塊或信息系統(tǒng)獲取電機(jī)的電壓、電流信息的，電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊的輸出端與設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述裝置還包括通訊處理系統(tǒng)模塊，通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)模塊的信號輸出端。3.如權(quán)利要求2所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述裝置還包括能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊，能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊用于電機(jī)能源管理，能源監(jiān)控系統(tǒng)模塊信號輸出端與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸入端連接。4.如權(quán)利要求2所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述裝置還包括執(zhí)行單元模塊，執(zhí)行單元模塊的信號輸入端連接通訊處理系統(tǒng)模塊信號輸出端。5.如權(quán)利要求2所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述裝置還包括顯示裝置模塊，顯示裝置模塊用以顯示診斷結(jié)果信息，顯示裝置模塊信號輸入端與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸出端連接。6.如權(quán)利要求2所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述裝置還包括上位機(jī)系統(tǒng)模塊，用以存儲數(shù)據(jù)文件及顯示診斷結(jié)果和電機(jī)集群管理，上位機(jī)系統(tǒng)模塊與通訊處理系統(tǒng)模塊的信號輸出端連接。7.如權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊包括運(yùn)放虛地電壓電路，運(yùn)放虛地電壓電路包括基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02，基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02的Vin腳連接有電容C14 一端，并接入20.5V電源，電容C14另一端接AGND，基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02的Vout腳連接有電容C15—端和電阻Rl一端，電容C15另一端接AGND，電阻Rl另一端連接有電阻R5—端和放大器UlOA的3腳，電阻R5另一端接AGND，放大器UlOA的2腳與放大器UlOA的I腳連接，放大器UlOA的4腳接AGND，放大器UlOA的8腳連接有電容C17—端，并接入5V電源，電容C17另一端接AGND。8.如權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊還包括運(yùn)算放大器電路，運(yùn)算放大器電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429，數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的4腳連接有電阻R22—端，電阻R22另一端連接有放大器UlOB的7腳，放大器UlOB的6腳連接放大器UlOB的7腳，放大器UlOB的5腳連接有二極管D4的正極和二極管D5的負(fù)極，二極管D4的負(fù)極接入5V電源，二極管D5的正極接AGND，放大器UlOB的5腳還連接有電阻R21—端和電阻R23—端，電阻R21 —端連接有電阻RlO—端和電容C28—端，電容C28另一端連接電阻R23另一端與電阻RlO另一端連接，電阻R23另一端與放大器Ul OA的I腳連接。9.如權(quán)利要求8所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的I腳連接有放大器U8A的2腳，放大器U8A的3腳連接放大器UlOA的I腳，放大器U8A的4腳接AGND，放大器U8A的8腳連接有電容C18—端，并接入5V電源，電容C18另一端接AGND，放大器U8A的I腳連接有放大器U8B的5腳和電阻R9—端，放大器U8B的6腳與放大器U8B的7腳連接，電阻R9另一端連接有電阻R8—端，電阻R8另一端連接放大器U8B的3腳和數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的2腳，數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5429的3腳連接有電容C25—端，電容C25另一端與放大器U8A的2腳連接。10.如權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源監(jiān)控及故障診斷裝置，其特征在于:所述電機(jī)電壓電流信號采集處理系統(tǒng)模塊還包括信號高速采集電路，信號高速采集電路包括串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的I腳連接基準(zhǔn)值電壓源芯片ADR02的Vout腳，并連接有電容C19一端，電容C19另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的2腳連接有電阻R18—端和電容C26—端，電阻R18另一端與放大器U8B的7腳，電容C26另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的3腳和4腳接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的8腳連接有電容C20—端，并接入3.3V電源，電容C20另一端接AGND，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7683的7腳連接。
【文檔編號】G05B23/02GK205692033SQ201620331996
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月20日 公開號201620331996.9, CN 201620331996, CN 205692033 U, CN 205692033U, CN-U-205692033, CN201620331996, CN201620331996.9, CN205692033 U, CN205692033U
【發(fā)明人】卞萬良, 丁愛光
【申請人】濰坊弗萊瑞電子科技有限公司