CN105226615A - 一种智能数字化电机故障检测控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种智能数字化电机故障检测控制系统，包括外壳、微机和监控报警器，所述微机设置在所述外壳的内腔中，所述监控报警器设置在外壳的外表面并与所述微机连接，所述微机上连接有电源线，所述电源线穿出所述外壳。本发明智能数字化电机故障检测控制系统具有处理速度快、智能化程度高的优点，可以实施各种非常复杂的算法和各种保护功能；由于能够方便地实现自检测试功能从而减少了装置的维修工作量，避免了因装置缺陷引起的保护不正确动作，提高了保护的可靠性；本发明可以同时对电动机进行断相、过载、短路、欠压、三相不平衡、堵转、漏电等进行保护，并拥有显示、通信、故障记录等功能。

Description

一种智能数字化电机故障检测控制系统

技术领域

本发明涉及电动机检测维护领域，具体地说涉及一种智能数字化电机故障检测控制系统。

背景技术

电动机因其结构简单、价格低廉，机械特性较好、运行维护方便等优点在国民经济各行业中获得了广泛的应用。然而，电动机的故障率也居各种电气设备之首。近年来，新材料、新工艺的大量使用，电动机正朝着功率与体积的比值越来越大的方向发展。大型电动机的单台价值可高达百万元，由于保护技术落后，其烧损情况也十分严重。这种情况在国内外各行各业中普遍存在，直接经济损失巨大。而大型电动机往往又是重要生产过程的动力和重要辅机设备，若其损坏还将中断重要的生产过程，影响安全生产和产品质量，其间接损失是难以估价的。大型电动机的故障诊断与保护，长期以来一直是学术界和工程界的研究热点和难题。

由于自动化生产过程中各种自动控制设备的出现，要求电动机经常运行在频繁起动、制动、正反转以及变负荷等多种工况。造成电动机的使用条件恶化。因此，研究有效的电动机保护方法与设备，使其既能对电动机可能出现的各种故障实施可靠的保护又能充分发挥电动机的过载能力，是减小生产过程中的经济损失，提高经济效益必需解决的问题之一。从某种程度上讲，电动机的保护与电动机的设计、制造、控制同等重要。

在传统的电动机保护系统中，检测和保护功能多由电磁元件完成。动作时间误差大，保护精度低，整定困难。随着人们对电动机保护可靠性要求的越来越高，电磁式电动机保护系统难以满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、处理速度快、精准度高、智能化程度高的智能数字化电机故障检测控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种智能数字化电机故障检测控制系统，包括外壳、微机和监控报警器，所述微机设置在所述外壳的内腔中，所述监控报警器设置在外壳的外表面并与所述微机连接，所述微机上连接有电源线，所述电源线穿出所述外壳。

进一步的，所述外壳呈矩形块状，所述外壳的顶部外表面中间具有一块凹陷区，所述监控报警器设置在所述凹陷区内，所述电源线从所述凹陷区穿出。

进一步的，所述外壳的外表面设有多道散热槽。

进一步的，所述监控报警器包括透明罩体和设置在透明罩体内的警示灯，所述警示灯通过导线与所述微机连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：使用时，将本发明安装在电机的接线盒上部，由于本发明采用了微机，这种微电子控制技术，因此本发明具有处理速度快、智能化程度高的优点，而且本发明适应性好、准确性高、可靠性高，可以实施各种非常复杂的算法和各种保护功能；由于能够方便地实现自检测试功能从而减少了装置的维修工作量，避免了因装置缺陷引起的保护不正确动作，提高了保护的可靠性；本发明可以同时对电动机进行断相、过载、短路、欠压、三相不平衡、堵转、漏电等进行保护，并拥有显示、通信、故障记录等功能，将是电机保护系统的主要发展方向。

附图说明

图1是本发明一实施例的主视图。

图2是本发明一实施例的剖面图。

图3是本发明硬件电路原理框图。

图4为图3的电源系统的电路图。

附图中各部件的标记为：1外壳、11凹陷区、2微机、3电源线、4监控报警器、41透明罩体、42警示灯、5散热槽、6凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

参见图1和图2。

本发明一实施例的智能数字化电机故障检测控制系统，包括外壳1、微机2和监控报警器4，所述微机2设置在所述外壳1的内腔中，所述监控报警器4设置在外壳1的外表面并与所述微机2连接，所述微机2上连接有电源线3，所述电源线3穿出所述外壳1。

本实施例中，所述外壳1呈矩形块状，所述外壳1的顶部外表面中间具有一块凹陷11区，所述监控报警器4设置在所述凹陷区11内，所述电源线3从所述凹陷区11穿出，凹陷区11的深度大于监控报警器4的高度，设置凹陷区11可以防止碰撞到监控报警器4。

本实施例中，为了及时将微机2运行时产生的热量散发出去，在所述外壳1的外表面设有多道散热槽5，多道散热槽5设置在外壳1的四周侧面，并且行列式排布，所述外壳1的其中一个侧面中部还设有用于张贴铭牌的凹槽6。

本实施例中，所述监控报警器4包括透明罩体41和设置在透明罩体41内的警示灯42，所述警示灯42通过导线与所述微机2连接。在检测到电机发生故障时，通过微机2将信号传递给警示灯42，通过警示灯42发光报警，透明罩体41用于保护警示灯42。

微机是微型机、微电脑，是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机，包括硬件系统和软件系统。参见图3，微机的控制电路包括中央处理器以及与中央处理器连接电流信号采集系统、电压信号采集系统、键盘、显示器、模拟保护系统和电源系统。其中，中央处理器、电流信号采集系统、电压信号采集系统、模拟保护系统和电源系统设于微机中，键盘、显示器在安装时与微机连接。中央处理器采用PICl6F877单片机。模拟保护系统是对电动机的整个电路系统进行实时控制。

图4是图3中的电源系统的电路图，直接接入220V市电的交流电压，变压器T将交流电压220V降为8V，经过整流电桥U1将8V交流电变为脉动直流电压，通过电容滤波后看，脉动直流电压中带有交流纹波成分，再由三端稳压器U2稳压后，输出稳定的5V直流电压。三端稳压器U2为三端稳压集成电路LM7805。Vin引脚连接整流桥，Vout引脚输出+5V直流电压。三端稳压集成电路LM7805为3端正稳压电路，TO-220封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。

如图4，所述电源系统包括变压器T、桥式整流电路U1、三端稳压器U2和电解电容C1、电容C2、电解电容C3和电容C4；所述变压器T的原边线圈L1外接220V市电，所述变压器T的副边线圈L2的两端分别连接桥式整流电路U1的两个输入端，所述桥式整流电路U1的两个输出端分别连接三端稳压器U2的Vin引脚和接地端GND；所述电解电容C1的正电极与三端稳压器U2的Vin引脚相连接，所述电解电容C1的负电极与三端稳压器U2的接地端GND相连接；所述电容C2的一端和三端稳压器U2的Vin引脚相连接，所述电容C2的另一端和三端稳压器U2的接地端GND相连接；所述电解电容C3的正电极和三端稳压器U2的Vout引脚相连接，所述电解电容C3的负电极和三端稳压器U2的接地端GND相连接；所述电容C4的一端和三端稳压器U2的Vout引脚相连接，所述电容C4的另一端和三端稳压器U2的接地端GND连接。

电动机发生故障时，定子电流的幅值和相位都会发生变化，掌握这些变化情况是进行电动机故障分析与故障类型判断的基础，本发明可以对电机发生故障时的电压和电流的分析，得到在每一种电机故障下的电压和电流的变化情况，确定一个比较符合设计要求的方案，然后根据所要实现的功能编写相应的软件，软件应包括数据采集模块、故障分析处理模块、显示模块、键盘输入模块及通讯模块。

本发明结构设计合理简单，监控报警器的设置能及时了解电流的强度，电动机出现断相、过载、短路、欠压、三相不平衡、堵转、漏电等时，警示灯亮起，起到提醒作用，然后把故障信号传输给监控系统，监控系统显示器自动显示故障原因从而有利于对电机设备的快速维修及保护作用。

本发明具有适应性，可通过简单方便的设置就可使保护系统满足不同的保护特性的要求，即适应不同种类和不同厂家生产的电机；本发明具有准确性，能够在充分发挥电机的过载能力下，准确地动作避免造成不必要的跳闸断电，影响生产。本发明具有可靠性，在无故障时不产生误动作，而在故障发生时又不拒绝动作，特别是在堵转、启动和短路时。本发明可以通过合理的设计以及制造时的工艺保证，在规定的时间内，准确、可靠地完成规定的保护功能。

本发明智能数字化电机故障检测控制系统具有处理速度快、智能化程度高的优点，可以实施各种非常复杂的算法和各种保护功能；由于能够方便地实现自检测试功能从而减少了装置的维修工作量，避免了因装置缺陷引起的保护不正确动作，提高了保护的可靠性；本发明可以同时对电动机进行断相、过载、短路、欠压、三相不平衡、堵转、漏电等进行保护，并拥有显示、通信、故障记录等功能，将是电机保护系统的主要发展方向。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，在不脱离本发明精神实质的情况下，都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能数字化电机故障检测控制系统，其特征在于：包括外壳(1)、微机(2)和监控报警器(4)，所述微机(2)设置在所述外壳(1)的内腔中，所述监控报警器(4)设置在外壳(1)的外表面并与所述微机(2)连接，所述微机(2)上连接有电源线(3)，所述电源线(3)穿出所述外壳(1)；所述微机的控制电路包括中央处理器以及与中央处理器连接电流信号采集系统、电压信号采集系统、键盘、显示器、模拟保护系统和电源系统。

2.如权利要求1所述的智能数字化电机故障检测控制系统，其特征在于：所述外壳(1)呈矩形块状，所述外壳(1)的顶部外表面中间具有一块凹陷区(11)，所述监控报警器(4)设置在所述凹陷区(11)内，所述电源线(3)从所述凹陷区(11)穿出。

3.如权利要求1或2所述的智能数字化电机故障检测控制系统，其特征在于：所述外壳(1)的外表面设有多道散热槽(5)。

4.如权利要求1或2所述的智能数字化电机故障检测控制系统，其特征在于：所述监控报警器(4)包括透明罩体(41)和设置在透明罩体(41)内的警示灯(42)，所述警示灯(42)通过导线与所述微机(2)连接。