CN110095183A - 一种变频异步电机振动识别系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变频异步电机振动识别系统和方法。其中，该系统包括：电源、变频器、电机、主控制器、信号采集模块、键盘显示与存储模块、数据与信号处理模块；信号采集模块采集异步电机的参数，并将所采集的参数输出到数据与信号处理模块，数据与信号处理模块根据所获取的参数进行信号处理分析，主控制器将接收到的参数信号进行分析判断，并将振动参数信息通过键盘显示与存储模块记录保存到存储器中。本发明对电机参数采集的实时性和准确性，提高了振动识别的精度和可靠性，并对电机振动的识别发出安全提示，从而有效地对电机设备的振动进行识别。

Description

一种变频异步电机振动识别系统和方法

技术领域

本发明涉及电机技术，尤其涉及一种变频异步电机振动识别系统和方法。

背景技术

电机作为重要的机械设备装置，其可靠的运行是保障装置安全运行的关键，在电机运行的过程中，有一系列振动现象产生，异步电机的振动是电机内部能量聚集释放的结果，而振动是反映电机的结构健康状态的重要指标，当电机设备发生大的振动时，轻则可能导致机械设备损坏，重则可能危及工作人员的生命安全。因此，提出一种变频异步电机振动识别系统和方法是非常有必要的。

变频调速拓宽了异步电机的应用范围，但也导致其振动的控制技术难度，成为变频异步电机的技术瓶颈问题，由于变频异步电机振动涉及多学科交叉，是一个复杂的振动非线性问题，在变频器供电下输出含有大量的谐波成分，引起电机的振动问题更加突出，如何对电机的振动进行识别仍是难点。

传统的变频电机的振动识别有一定的困难和特殊性，识别精度低无法实现对电机振动有效判断，导致变频电机的振动识别不准确。所以，变频异步电机在运行时必须对电机进行振动识别，以实时监测电机的运行健康状态。

发明内容

本发明实施例提供了一种变频异步电机振动识别系统和方法，以至少解决现有技术对变频异步电机振动信号的不足、准确性不高的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种变频异步电机振动识别系统，包括：电源、变频器、电机、主控制器、信号采集模块、键盘显示与存储模块、数据与信号处理模块。

进一步地，所述主控制器与数据与信号处理模块、变频器、键盘显示与存储模块连接，所述主控制器模块与数据与信号处理模块的输出端连接；所述主控制器用于对所采集到异步电机的各种信号的转换和数据处理，以及与变频器通信等控制任务。

进一步地，所述信号采集模块的接收端与所述异步电机的输出端相接，用于采集所述异步电机的所述参数信号，并将所获取的参数信号发送给数据与信号处理模块。

进一步地，所述数据与信号处理模块的接收端与所述数据采集模块的输出端连接，用于对所述数据采集模块所采集到的信号进行信号数据处理，并将所处理的数据参数发送给主控制器。

进一步地，所述键盘显示与存储模块与所述主控制器连接，存储电路用来存储电机参数和运行时间的信息记录，以及对电机的参数进行保存，键盘显示电路用于实时显示电机的工作参数，以及各项现场参数的调整，并可通过键盘查询历史记录信息等。

进一步地，所述主控制器与所述变频器连接，变频器将参数传输到主控制器，使主控制器对变频器实现控制，包括对变频器进行参数设置、频率的设定等。

进一步地，所述参数包括：所述异步电机的异步电机电压、电流、频率、各个频率分量所对应的幅值等。

进一步地，采集所述异步电机的参数，主控制器根据各个频率分量所对应的幅值进行判断判断电机是否为振动状态，并显示详细的振动信息的同时，将参数信息记录保存到存储器中。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种变频异步电机振动识别方法，包括：步骤一：变频异步电机振动识别方法开始后，首先将各个功能模块初始化，并对变频器以及主控制器提供稳定的电源，使得各个功能模块正常稳定的工作。

步骤二：通过键盘电路和液晶显示可以对异步电机进行查看和设置各参数。

步骤三：信号采集模块采集电机稳定运行的状态参数，所述参数包括：异步电机的电压和异步电机电流，以及传感器采集到的信号；信号采样与处理电路将采集到的异步电机的电压和异步电机电流，以及传感器采集到的振动信号等经过调理电路输出电信号，进行振动信号滤波处理，去除基频振动分量，并将这些电信号发送给数据与信号处理模块，将异步电机输出的时域信号转换成频域信号，从而提取各频率振动的幅值和频率信号。

步骤四：主控制器将接收到的振动参数，分析判断振动参数与异步电机的预设参数是否在范围内，以判断所述异步电机是否发生振动；如果不符合，则主控制器发出提示信息并且将振动参数保存在存储器中，主控制器将获得的信息反馈给变频器，对变频器进行控制，包括对变频器进行参数和频率的设定，同时，返回步骤二。

步骤五：主控制器将接收到的工作参数、系统参数和振动参数传输给显示和存储电路，以及所发生的时间等进行记录保存，并可通过键盘电路查询历史信息，对电机设备的振动状况提供参考，如果需要进行参数调整则返回步骤二。

本发明的变频异步电机振动识别系统和方法，用于进行异步电机的振动识别。

现有的振动识别技术存在难以识别和识别精度不高，相比于此，本发明采用的识别系统仪器设备可以实现异步电机的实时监测，并能对异步电机的振动状况作出准确的判断。本发明通过获取参数的实时性和准确性，提高识别的精度和可靠性，从而有效的对电机设备的振动进行识别。

附图说明

图1是根据本发明实施例的变频异步电机振动识别系统示意图。

图2是根据本发明实施例的变频异步电机振动识别方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明的实施方式做进一步的详细说明。

实施例1。

结合图1，一种变频异步电机振动识别系统包括：电源1、变频器2、电机3、信号采集模块4、数据与信号处理模块5、主控制器6、键盘显示与存储模块7。

将电源1向变频器2以及向主控制器6提供稳定的电源，并使各个功能模块正常工作。

主控制器6与数据与信号处理模块5的输出端连接，主控制器6与键盘显示与存储模块7和变频器2连接；主控制器6用于对异步电机的各种信号的转换和数据处理，以及与变频器通信等控制任务。

主控制器6与键盘显示与存储模块7连接，用于显示和存储电机的参数以及振动信息记录的保存；主控制器6与数据与信号处理模块5的输出端连接，将数据与信号处理模块5将异步电机输出的时域信号转换成频域信号，从而提取各频率振动的幅值和频率信号，并分析判断振动信号参数与异步电机的预设参数是否符合，以确定异步电机是否振动。

变频器2输出端与电机3连接，变频器2用于输出PWM波形来驱动电机。

信号采集模块4包括：电压传感器、电流传感器、速度传感器、振动传感器等；信号采集模块4与异步电机3的输出端相连接，实时采集异步电机的电流、电压、速度和振动等参数，并将采集参数送入数据与信号处理模块5中进行信号处理。

采集异步电机的电流利用霍尔电流传感器串联在电机的输入端，把实际电机三相电流信号转化为电压信号，电压信号经经滤波后进入数据与信号处理模块5；采集异步电机的电压利用霍尔式电压传感器进行实时监测，并送入数据与信号处理模块5将电压信号经滤波后转换给显示电路，并实时记录和保存数据；采集异步电机的速度利用速度传感器测量异步电机的速度，将电机的转速信号转换为电信号输出，再经过放大将信号传给信号处理电路；采集电机的振动信号利用振动传感器，振动传感器将电机的振动信号转换成电信号，并将电信号输出给信号调理器进行信号处理。

数据与信号处理模块5包括：信号调理器、信号分析仪。

信号调理器将接收到的模拟信号通过A/D转化为数字信号，并将数字信号经过调理电路输出电压信号送入主控制器6；信号分析仪采用具有快速傅立叶变换功能的信号分析仪，用于将异步电机3输出的时域信号转换成谐波分量的频域信号，从而提取各频率振动的幅值和频率信号。

主控制器6接收端与数据与信号处理模块5输出端连接，用于分析判断所得到的参数与异步电机的预设参数是否符合，以确定异步电机工作是否振动，并将工作状态参数实时存储；如果为振动状态，主控制器6发出提示信号，并通过按键电路重新设置异步电机的工作参数参数以及变频器参数。

键盘显示与存储模块7与主控制器6连接，包括：键盘电路、存储电路、显示电路。

键盘电路与主控制器6连接，用于设置和查看各种参数，包括电压、电流、速度、振动等参数；存储电路与主控制器6连接，用于存储系统参数、振动参数等；显示电路与主控制器6连接，显示电路采用液晶显示，用于显示电机的电流、电机电压、电机振动参数等。

主控制器6与变频器2反馈连接，用于主控制器6将获得的信息反馈给变频器2，并对变频器2进行控制，包括对变频器进行参数和频率的设定等。

实施例2。

如图2所示，上述实施例所述的一种变频异步电机振动识别方法，包括以下步骤：步骤一：变频异步电机振动识别方法开始后，首先将各功能模块初始化，通过电源向变频器和主控制器提供稳定的电源，使各个功能模块正常工作。

步骤二：通过键盘电路和液晶显示可以对异步电机进行查看和设置各参数。

步骤三：采用信号采集模块采集电机稳定运行的状态参数，参数包括：异步电机的电压和异步电机电流，以及各传感器采集到的信号；信号采样与处理电路将检测到的异步电机的电压和异步电机电流，以及各传感器采集到的振动信号等经过调理电路输出电信号，进行振动信号滤波处理，去除基频振动分量，并将这些电信号发送给数据与信号处理模块，将异步电机输出的时域信号转换成频域信号，从而提取各频率振动的幅值和频率信号。

步骤四：主控制器将接收到的振动参数，分析判断振动参数与异步电机的预设参数是否在范围内，以判断所述异步电机是否为振动状态；如果不符合，则主控制器发出提示信息并且将振动参数保存在存储器中，主控制器将获得的信息反馈给变频器，并对变频器进行控制，包括对变频器进行参数和频率的设定等，并返回步骤二。

步骤五：主控制器将接收到的工作参数、系统参数和各个振动信号参数传输给显示和存储电路，以及所发生的时间等进行记录保存，并可通过键盘电路查询历史信息，对电机设备的振动状况提供参考，如果需要进行参数调整则返回步骤二。

上述本发明实施例仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技木领域的人员来说，在其他任何不偏离所附权利要求书的范围情况下，还可以做出一些修改和改进，对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (3)

1.一种变频异步电机振动识别系统，其特征在于，包括：

所述变频异步电机检测与保护系统包括电源、变频器、电机、主控制器、信号采集模块、键盘显示与存储模块、数据与信号处理模块；

主控制器，所述主控制器与数据与信号处理模块、变频器、键盘显示与存储模块连接，所述主控制器模块与数据与信号处理模块的输出端连接；所述主控制器用于对所采集到异步电机的各种信号的转换和数据处理，以及与变频器通信等控制任务；

信号采集模块，所述信号采集模块的接收端与所述异步电机的输出端连接，用于采集所述异步电机的所述参数信号，并将所获取的参数信号发送给数据与信号处理模块；

数据与信号处理模块，所述数据与信号处理模块的接收端与所述数据采集模块的输出端连接，用于对所述数据采集模块所采集到的信号进行信号数据处理，并将所处理的数据参数发送给主控制器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述参数包括：

所述异步电机的异步电机电压、电流、频率、各个频率分量所对应的幅值等。

3.一种变频异步电机振动识别方法，其特征在于，包括：

步骤一：变频异步电机振动识别方法开始后，首先将各个功能模块初始化，并对变频器以及主控制器提供稳定的电源，使得各个功能模块正常稳定的工作；

步骤二：通过键盘电路和液晶显示可以对异步电机进行查看和设置各参数；

步骤三：信号采集模块采集电机稳定运行的状态参数，所述参数包括：异步电机的电压和异步电机电流，以及传感器采集到的信号；信号采样与处理电路将采集到的异步电机的电压和异步电机电流，以及传感器采集到的振动信号等经过调理电路输出电信号，进行振动信号滤波处理，去除基频振动分量，并将这些电信号发送给数据与信号处理模块，将异步电机输出的时域信号转换成频域信号，从而提取各频率振动的幅值和频率信号；

步骤四：主控制器将接收到的振动参数，分析判断振动参数与异步电机的预设参数是否在范围内，以判断所述异步电机是否发生振动；如果不符合，则主控制器发出提示信息并且将振动参数保存在存储器中，主控制器将获得的信息反馈给变频器，对变频器进行控制，包括对变频器进行参数和频率的设定，同时，返回步骤二；

步骤五：主控制器将接收到的工作参数、系统参数和振动参数传输给显示和存储电路，以及所发生的时间等进行记录保存，并可通过键盘电路查询历史信息，对电机设备的振动状况提供参考，如果需要进行参数调整则返回步骤二。