CN110429750A - 集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒，属于智能制造技术领域。包括电流互感器、导体片、电压互感器、温度传感器、出线接口、接线插座、线束插头、接线柱和电机接线座等。通过对电机接线盒、电流互感器、电压互感器做出适应性改进，利用接线柱在电机接线盒内预装多个在线监测传感器，不改变电机的结构、不对电机造成任何其他影响。采用端子排可直接在电机接线盒内部安装在线监测物联网终端，采用接线插座或线束插头设计，实现智能电机在线监测的即插即用和便携化。从而实现电机的智能化在线监测所需传感器的集成化、小型化、模块化，以及兼容性、方便性、灵活性、可靠性、安全性等，可广泛适用于各种类型电机。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机接线盒，特别是一种集成了预装式物联网传感器的智能电机接线盒。属于智能制造技术领域。
背景技术
电机广泛应用于工业生产的各个领域，在运行过程中可能会出现各种类型故障，如过压，过流、过载、缺相、温度异常等，影响整个系统和生产的正常进行，甚至造成严重的经济损失，针对这一问题传统上采取电机保护器的方式，只能实现故障后的保护停机。而目前随着智能制造、智能工厂的发展，电机运行参数的智能化采集监测对电机运行的智能故障诊断、智能状态预警、智能运行控制变得尤为重要。
对电机运行状态的监控大多采用单独的监测设备，通过对电机安装监测点，然后将数据全部送入控制中心处理，通过客户端进行电机运行状态显示。这样做最大的问题就是当采集电机运行信息时，需要电机停电安装监测设备，影响正常的生产，有些参数监测甚至要对电机进行拆解安装传感器，对电机造成一定的破坏，在进行多项监测时，现场安装的各种信号线路较多，不容易辨识，对信号采集工作造成影响。
目前电机的在线运行监测主要是针对大型电机或特殊电机，而且采用的都是多个分体式设备、临时性安装的模式。中国专利“高压隔爆电机的中性点接线盒”（申请号：201120309600.8）提出了“盒体内电流互感器与电机接线端子的直接连接，不需再连接电流互感器与接线端子，直接输出电流互感器二次信号”。虽然将电流互感器直接安装在接线盒，但是中性点接法只适用于电机的星形接法，电流互感器的摆放没有充分利用电机的接线柱，造成接线盒占用空间大，而且装置只能采集电机的相电流信号，监测参数过于单一，且传感器不具有通用性。中国专利“一种监控电机运行数据的接线盒”（申请号：201120133292.8）提出了“一种监控电机运行数据的接线盒，集成度高，同时可以检测电机的震动、温度和电流，实现监控和方便检查，并可以通过报警输出。”但是该专利仅是提到将接线柱穿过电流互感器，没有公开具体的结构和安装方法，而常规情况下，接线柱比较短，如果不对接线柱、接线座以及电流互感器做创造性合理性的改进，是难以直接实现的；同时，其并非是建立集成式电机监测传感器平台，以实现对电机运行数据的通用化、智能化的利用。
本申请的发明人在中国专利“智能电机系统”（申请号： 201710259096.7）提出了智能电机系统，采用集成式智能在线监测实现电机运行过程中的长期、连续、实时的全面运行大数据监测，但是未公开集成预装式传感器的具体结构和装配方式。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒。将进行电机运行参数采集的传感器集中预装在电机接线盒中，通过对电机接线盒中的接线柱和传感器进行创造性的改造，合理的安排传感器布局，将电机的电压、电流和温度信号采集集中到端子排或外接插座上，从而建立电机运行参数采集的集成化传感硬件平台，以实现智能电机系统所需的电压、电流和温度传感器的集成化、小型化、模块化，以及兼容性、方便性、灵活性、可靠性、安全性等。在进行电机监测和检测时，即插即用、甚至无需断电，实现电机的智能化在线监测；且具有结构简单、成本低廉、体积小、使用方便等诸多优点，可广泛适用于各种类型电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒包括电流互感器（1）、导体片（2）、第一接线柱（3）、第二接线柱（4）、电机接线座（5）、电源进线（6）、连接片（7）、绕组进线（8）、螺母（9）、绕组出线（10）、电机接线盒（11）、电流互感器输出线（12）、导体片引出线（13）、中线引出线（14）、出线接口（15）、进线孔（16）。
电流互感器（1）与导体片（2）为一体，中间隔有绝缘层，第一接线柱（3）从电流互感器（1）和导体片（2）中间的通孔穿过；电流互感器（1）的内径尺寸应略大于第一接线柱（3）和第二接线柱（4）的直径。第一接线柱（3）和第二接线柱（4）分别固定在电机接线座（5）的两侧；电机接线座（5）在成形时可直接将第一接线柱（3）和第二接线柱（4）浇注在固定位置。
第一接线柱（3）从上至下依次安装电源进线（6）、电流互感器（1）、导体片（2）、连接片（7）、电机绕组进线（8），中间采用螺母（9）固定压紧；第二接线柱（4）从上至下依次安装连接片（7）、电机绕组出线（10），中间采用螺母（9）固定压紧。采用螺母（9）固定时注意电源进线（6）、电机绕组进线（8）和电机绕组出线（10）的位置必须压紧。
第一接线柱（3）、第二接线柱（4）和电机接线座（5）封装在电机接线盒（11）内；电机接线座（5）的底座不宜过高，应与第一接线柱（3）和第二接线柱（4）的高度以及电机接线盒（11）的高度配合设计。
电流互感器（1）取得的电流信号经电流互感器输出线（12）引出，导体片（2）取得的电压经导体片引出线（13）引出，中线引出线（14）连接到电源进线（6）的中线上；电流互感器输出线（12）、导体片引出线（13）和中线引出线（14）均为屏蔽线，提高抗干扰能力，且汇总到出线接口（15）上，供其他设备使用；电源进线（6）由电机接线盒（11）上的进线孔（16）引入电机内部。
导体片引出线（13）和中线引出线（14）可为外部的监控设备提供电压信号，且可同时提供供电电源。
进一步地，所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒还包括电压互感器（17）、电压互感器第一输入端（18）、电压互感器第二输入端（19）、电压互感器输出线（20）、限流电阻盒（21）、限流电阻（22）。
电压互感器（17）安装在电机接线盒（11）内，电压互感器（17）的电压互感器第一输入端（18）经卡装在限流电阻盒（21）内的限流电阻（22）与导体片（2）相连，将强电电压转换为弱电可测量信号，电压互感器第二输入端（19）与电源进线（6）的中线相连，电压互感器（17）取得的电压信号经电压互感器输出线（20）引出，采用屏蔽线汇总到出线接口（15）上，供其他设备使用。限流电阻盒（21）的设计为卡装式或插拔式，可使限流电阻（22）随时放入或取出，便于更换。
进一步地，所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒包括温度传感器（23）和温度传感器输出线（24），温度传感器（23）安装在电机接线盒（11）内，测量第一接线柱（3）和/或第二接线柱（4）的温度，温度传感器（23）取得的温度信号经温度传感器输出线（24）引出，采用屏蔽线汇总到出线接口（15）上，供其他设备使用。第一接线柱（3）和第二接线柱（4）上采用螺母（9）压接了电源进线（6）、电机绕组进线（8）和电机绕组出线（10），在电机连续、长期运转过程中，往往会出现运行电流过大或电机振动异常导致的螺母（9）松动、以及接线处接触不良等问题，造成第一接线柱（3）或第二接线柱（4）处严重发热、熔化甚至起火燃烧的现象时有发生。因此实时监测第一接线柱（3）和/或第二接线柱（4）的温度，能够对上述的发热类故障进行有效的预警和报警。
进一步地，所述的电流互感器（1）、导体片（2）采用绝缘材料（25）浇注为单相或三相的整体结构。为了保证结构紧凑、节省空间、绝缘性好、安装维护方便等，电流互感器（1）、导体片（2）、电压互感器（17），甚至温度传感器（17）都可采用绝缘材料（25）浇注为整体。可以根据需要做成单相一体，或者三相一体的结构，进一步提高整体的集成度。
进一步地，所述的出线接口（15）为端子排，安装在电机接线盒（11）内，且将出线接口（15）引出为接线插座（26），安装在电机接线盒（11）外表面，或引出为线束插头（27）。当需要安装智能电机在线监测装置、物联网终端，或者其他的长期或永久性的电机监控、预警或保护设备等时，一般安装在电机接线盒（11）内部，可通过出线接口（15）的端子排直接获取电机运行参数；当需要安装便携式或临时性监测设备时，可直接通过接线插座（26）或线束插头（27）进行连接。可以随时方便地获取电机运行参数，不但实现了即插即用，而且不必对电机停机就能进行安装或拆卸操作。接线插座（26）可以采用压线端子等，线束插头（27）可以采用航空插头等，应具备防水、防潮和防尘等功能。
与现有技术相比较，本发明具有如下优点：
1）对电机接线盒及内部结构、电流互感器、电压互感器做出适应性改进，利用接线柱在电机接线盒内预装多个运行参数的在线监测传感器，充分利用电机接线盒内部空间，实现电机的智能化在线监测所需的电压、电流和温度传感器的集成化、小型化、模块化，以及兼容性、方便性、灵活性、可靠性、安全性等；且具有结构简单、成本低廉、体积小、使用方便等诸多优点，可广泛适用于各种类型电机。
2）在电机接线盒内部集成预装物联网传感器，不改变电机的结构、不对电机造成任何其他影响；采用端子排可直接在电机接线盒内部安装智能电机在线监测物联网终端，安装接线简单方便、集成度高、有效避免接线错误、提高监测终端的运行可靠性，有利于实现电机智能化；同时大大提升了传感器和智能电机在线监测物联网终端防尘、防水等的防护等级。
3）在电机接线盒外部采用插座或线束接口设计，提供电源和传感器信号，为实现智能电机运行数据在线监测的即插即用和便携化提供了重要的硬件支撑，同时也大大简化了其他设备对电机进行测试或对电机数据进行利用时的工作量和成本，即插即用，而且无需停电单独安装传感器，使电机监测和试验更具智能化、灵活性和安全性。
4）在电机接线柱上设置温度传感器，能够实时监测接线柱的温度变化，并在异常时进行预警或报警，有效防止接线柱螺栓松动或接触不良导致的发热甚至燃烧等故障。
5）限流电阻盒采用卡扣式设计，操作人员可根据电压等级调整限流电阻的阻值，限流电阻可随时放入或取出，安装和拆卸方便；且保护盖为透明结构，操作人员可方便查看限流电阻值。
附图说明
图1：电机接线盒结构及传感器安装示意图。
图中：1-电流互感器、2-导体片、3-第一接线柱、4-第二接线柱、5-电机接线座、6-电源进线、7-连接片、8-绕组进线、9-螺母、10-绕组出线、11-电机接线盒、12-电流互感器输出线、13-导体片引出线、14-中线引出线、15-出线接口、16-进线孔、17-电压互感器、18-电压互感器第一输入端、19-电压互感器第二输入端、20-电压互感器输出线、21-限流电阻盒、22-限流电阻、23-温度传感器、24-温度传感器输出线、25-绝缘材料、26-接线插座、27-线束插头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示为电机接线盒结构及传感器安装示意图。图1中，所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒包括电流互感器（1）、导体片（2）、第一接线柱（3）、第二接线柱（4）、电机接线座（5）、电源进线（6）、连接片（7）、绕组进线（8）、螺母（9）、绕组出线（10）、电机接线盒（11）、电流互感器输出线（12）、导体片引出线（13）、中线引出线（14）、出线接口（15）、进线孔（16）、电压互感器（17）、电压互感器第一输入端（18）、电压互感器第二输入端（19）、电压互感器输出线（20）、限流电阻盒（21）、限流电阻（22）、温度传感器（23）、温度传感器输出线（24）、绝缘材料（25）、接线插座（26）、线束插头（27）。
图1中，电流互感器（1）与导体片（2）为一体，中间隔有绝缘层，整体为扁圆饼形中空结构，第一接线柱（3）从电流互感器（1）和导体片（2）中间的通孔穿过；电流互感器（1）的内径尺寸应略大于第一接线柱（3）和第二接线柱（4）的直径。第一接线柱（3）和第二接线柱（4）分别固定在电机接线座（5）的两侧；电机接线座（5）在制造成形时可直接将第一接线柱（3）和第二接线柱（4）浇注在固定位置。
图1中，电压互感器（17）位于电流互感器（1）的左侧，电流互感器（1）、导体片（2）、电压互感器（17）和限流电阻盒（21）采用绝缘材料（25）浇注为整体，做成单相一体式结构。电压互感器（17）的电压互感器第一输入端（18）经卡装在限流电阻盒（21）内的限流电阻（22）与导体片（2）相连，电压互感器第二输入端（19）与电源进线（6）的中线相连。限流电阻盒（21）的设计为卡装式，可使限流电阻（22）随时放入或取出，便于更换。
图1中，电流互感器（1）取得的电流信号经电流互感器输出线（12）引出，电压互感器（17）取得的电压信号经电压互感器输出线（20）引出，导体片（2）取得的电压经导体片引出线（13）引出，中线引出线（14）连接到电源进线（6）的中线上，均采用屏蔽线汇总到出线接口（15）上供其他设备使用。导体片引出线（13）和中线引出线（14）可为外部的监控设备提供电压信号，且可同时提供供电电源。
图1中，温度传感器（23）安装在第一接线柱（3）上，温度传感器（23）取得的温度信号经温度传感器输出线（24）引出，采用屏蔽线汇总到出线接口（15）上，供其他设备使用。
图1中，第一接线柱（3）、第二接线柱（4）和电机接线座（5）封装在电机接线盒（11）内；电机接线座（5）的底座不宜过高，应与第一接线柱（3）和第二接线柱（4）的高度以及电机接线盒（11）的高度配合设计。电源进线（6）由电机接线盒（11）上的进线孔（16）引入电机内部。第一接线柱（3）从上至下依次安装电源进线（6）、电流互感器（1）、导体片（2）、连接片（7）、电机绕组进线（8），中间采用螺母（9）固定压紧；第二接线柱（4）从上至下依次安装连接片（7）、电机绕组出线（10），中间采用螺母（9）固定压紧。
图1中，所述的出线接口（15）为端子排，安装在电机接线座（5）上，且将出线接口（15）引出到固定在电机接线盒（11）外表面的接线插座（26）上，同时引出为线束插头（27），经进线孔（16）引出到电机接线盒（11）外部。则当需要在电机接线盒（11）内部安装智能电机在线监测装置、物联网终端，或者其他的长期或永久性的电机监控、预警或保护设备等时，可通过出线接口（15）的端子排直接获取电机运行参数；当需要安装便携式或临时性监测设备时，可直接通过接线插座（26）或线束插头（27）进行连接。可以随时方便地获取电机运行参数，不但实现了即插即用，而且不必对电机停机就能进行安装或拆卸操作。接线插座（26）可以采用压线端子等，线束插头（27）可以采用航空插头等，应具备防水、防潮和防尘等功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒，其特征在于：包括电流互感器（1）、导体片（2）、第一接线柱（3）、第二接线柱（4）、电机接线座（5）、电源进线（6）、连接片（7）、绕组进线（8）、螺母（9）、绕组出线（10）、电机接线盒（11）、电流互感器输出线（12）、导体片引出线（13）、中线引出线（14）、出线接口（15）、进线孔（16）；
电流互感器（1）与导体片（2）为一体，中间隔有绝缘层，第一接线柱（3）从电流互感器（1）和导体片（2）中间的通孔穿过；
第一接线柱（3）和第二接线柱（4）分别固定在电机接线座（5）的两侧；
第一接线柱（3）从上至下依次安装电源进线（6）、电流互感器（1）、导体片（2）、连接片（7）、电机绕组进线（8），中间采用螺母（9）固定压紧；
第二接线柱（4）从上至下依次安装连接片（7）、电机绕组出线（10），中间采用螺母（9）固定压紧；
第一接线柱（3）、第二接线柱（4）和电机接线座（5）封装在电机接线盒（11）内；
电流互感器（1）取得的电流信号经电流互感器输出线（12）引出，导体片（2）取得的电压经导体片引出线（13）引出，中线引出线（14）连接到电源进线（6）的中线上；
电流互感器输出线（12）、导体片引出线（13）和中线引出线（14）均为屏蔽线，汇总到出线接口（15）上，供其他设备使用；
电源进线（6）由电机接线盒（11）上的进线孔（16）引入电机内部。
2.根据权利要求1所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒，其特征在于：包括电压互感器（17）、电压互感器第一输入端（18）、电压互感器第二输入端（19）、电压互感器输出线（20）、限流电阻盒（21）、限流电阻（22）；
电压互感器（17）安装在电机接线盒（11）内，电压互感器（17）的电压互感器第一输入端（18）经卡装在限流电阻盒（21）内的限流电阻（22）与导体片（2）相连，电压互感器第二输入端（19）与电源进线（6）的中线相连，电压互感器（17）取得的电压信号经电压互感器输出线（20）引出，采用屏蔽线汇总到出线接口（15）上，供其他设备使用。
3.根据权利要求1所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒，其特征在于：包括温度传感器（23）和温度传感器输出线（24），温度传感器（23）安装在电机接线盒（11）内，测量第一接线柱（3）和/或第二接线柱（4）的温度，温度传感器（23）取得的温度信号经温度传感器输出线（24）引出，采用屏蔽线汇总到出线接口（15）上，供其他设备使用。
4.根据权利要求1所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒，其特征在于：所述的电流互感器（1）、导体片（2）采用绝缘材料（25）浇注为单相或三相的整体结构。
5.根据权利要求1所述的集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒，其特征在于：所述的出线接口（15）为端子排，安装在电机接线盒（11）内，且将出线接口（15）引出为接线插座（26），安装在电机接线盒（11）外表面，或引出为线束插头（27）。
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| CN201910852361.1A Pending CN110429750A (zh) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 集成预装式物联网传感器的智能电机接线盒 |
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| CN (1) | CN110429750A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110426635A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-08 | 周封 | 智能电机接线盒一体式多参数物联网传感器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103022940A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 深圳供电局有限公司 | 一种电缆接线盒及电缆在线监测方法 |
| CN206710490U (zh) * | 2016-08-31 | 2017-12-05 | 广州供电局有限公司 | 一种在线监测智能电压互感器 |
| CN206725676U (zh) * | 2017-05-07 | 2017-12-08 | 哈尔滨理工大学 | 一种电气母排运行参数无线监测系统 |
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-
2019
- 2019-09-09 CN CN201910852361.1A patent/CN110429750A/zh active Pending
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