CN202443111U - 一种交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，包括供电模块、智能监测仪和一组智能伺服驱动器，供电模块连接各智能伺服驱动器，智能监测仪与各智能伺服驱动器通过RS485总线连接；所述的智能伺服驱动器连接交流永磁同步伺服电机，包括功率板和控制板，功率板包括IPM模块和电流传感器，IPM模块输入PWM信号并驱动电机，电流传感器进行电机电流采样并反馈至控制板；控制板包括电流控制模块和位置速度检测模块，电流控制模块输入电流采样反馈信号并输出PWM控制信号，位置速度检测模块输入电机编码器信号。本实用新型的烤机老化智能监测装置，可以大批量实时检测交流永磁同步伺服电机运行，为大批量生产烤机老化监测提供保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能监测系统，特别是涉及一种交流永磁同步伺服电机的烤机老化智能监测装置。
背景技术
随着现代工业及科学技术的迅猛发展，电机作为一种应用范围广、需求量大的机电转换设备，普遍应用于建筑、机械、冶金、运输等关系国民经济命脉和国家安全的领域。交流永磁同步伺服电机较一般电机有着调速性能优越，体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、寿命长、可靠性好等优点，应用于高精度，高速，高可靠性场合。
由于交流永磁同步伺服电机较普通电机在生产制造过程中工艺要求高，部件精度高，生产过程复杂等因素，制约着其产品的一致性和成品率，电机产品发生故障、失效、效率低等潜在可能性随运行时间增加逐渐显现。因此必须及时准确地发现交流永磁同步伺服电机现有及潜在故障，保证出厂产品的一致性和高可靠性，以满足其应用的机电产品安全可靠运行。
目前交流永磁同步伺服电机烤机老化的主要方法由单台伺服驱动器驱动单台交流永磁同步伺服电机，目测电机的电流和温度计测量电机的发热情况，其效率低下，无法判定电机是否工作于最佳状态，随烤机老化时间增加所带来的电机参数性能改变、潜在故障等无法体现。同时不便于工厂组织大规模生产。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，通过智能伺服驱动器和智能监测仪实现对交流永磁同步伺服电机各种参数的采集与分析处理，对交流永磁同步伺服电机烤机老化进行智能监测，从而对电机的性能、现有及潜在故障进行分析判断。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，其特征在于：所述的智能监测系统包括供电模块、智能监测仪和一组智能伺服驱动器，供电模块通过电缆分别连接各智能伺服驱动器，智能监测仪与各智能伺服驱动器通过RS485总线连接；所述的智能伺服驱动器连接交流永磁同步伺服电机，包括功率板和控制板；功率板包括IPM模块和电流传感器，IPM模块输入控制板上的PWM信号并驱动电机，电流传感器进行电机电流采样并反馈至控制板电流控制模块；控制板包括电流控制模块和位置速度检测模块，电流控制模块输入功率板电流采样反馈信号并向功率板IPM模块输出PWM控制信号，位置速度检测模块输入电机编码器信号。
所述的功率板由IPM模块、电流传感器、整流滤波模块和开关电源组成。其中功率板上的IPM模块连接控制板上的电流控制模块，输入PWM控制信号用于电机的驱动，开关电源单元提供数字和模拟电源，整流滤波部分为功率板提供直流强电电源，电流传感器负责对电机的控制电流实施采样。
所述的控制板除电流控制模块和位置速度检测模块外，还包括RS485通信接口、按键与显示接口等。
所述的电流控制模块包括位置控制、速度控制及转矩控制算法模块。位置速度检测模块采集电机的运行状态参数，电机的每种工作状态都通过位置控制、速度控制及转矩控制算法输出PWM信号，作为伺服驱动器驱动电路的驱动信号，来控制IPM模块输出三相电流，达到控制三相永磁式同步交流伺服电机的目的。
所述的智能伺服驱动器在控制电机运转的同时，将实时采集的电机运行参数同时通过RS485总线传递给智能监测仪。所述的智能监测仪在烤机老化监测启动后分时段发出不同的位置速度指令，并实时收集各个智能伺服驱动器发回的各种采集参数，将收集的参数进行运算，结果与内部专家库进行比对即实现对交流永磁同步伺服电机烤机老化的智能监测。
上述智能监测系统可以同时对多台交流永磁同步伺服电机进行烤机老化并监测。电机通过固定装置快速固定后，连接各部分电缆，由供电模块为每个智能伺服驱动器提供电源，智能监测仪向智能伺服驱动器发出相应的位置速度指令，智能伺服驱动器采集电机的电流、扭矩、速度响应、编码器反馈等参数，并通过RS485总线实时传送给智能监测仪，智能监测仪通过传回的各种参数实时运算并判断每台电机的运行状况，各项参数指标是否在范围内，如有故障提示可能是什么原因造成的。
所述的烤机老化智能监测系统还包括烤机老化监测系统机架、交流永磁同步伺服电机固定装置等。
本实用新型的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，可以大批量实时检测交流永磁同步伺服电机的运行情况，比以往单台测试老化大大提高生产效率，降低用工需求，从而降低生产成本，为工厂大批量生产提供了烤机老化保障。同时便于生产过程的质量控制和数字化统计。
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。本实用新型的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
附图说明
图1 本实用新型的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置组成框图。
图2 本实用新型的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置结构示意图。
图3 智能伺服驱动器功率板结构示意图。
图4 智能伺服驱动器控制板结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置其结构可参见图1、图2所示。利用所述的老化智能监测装置可同时对16台交流永磁同步伺服电机进行烤机老化并监测。
如图1、图2，本实用新型的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置基本组成部分包括烤机老化监测系统机架、交流永磁同步伺服电机固定装置、供电模块、智能伺服驱动器组、智能监测仪和各种连接线缆。供电模块通过供电电缆分别连接各智能伺服驱动器，智能监测仪与各智能伺服驱动器通过RS485总线连接；智能伺服驱动器连接被检测的交流永磁同步伺服电机。
交流永磁同步伺服电机通过固定装置进行快速固定，连接各部分电缆后，由供电模块为每个智能伺服驱动器提供电源，智能监测仪向智能伺服驱动器发出相应的位置速度指令，智能伺服驱动器控制并驱动电机运行，同时采集电机的电流、扭矩、速度响应、编码器反馈等参数通过RS485总线实时传送给智能监测仪，智能监测仪通过传回的各种参数实时运算并判断每台电机的运行状况，各项参数指标是否在范围内，如有故障则提示可能是什么原因造成的。
参照图2，市电3相380V接入电源模块的电源控制盒，电源控制盒内装有空开，漏电保护，保险丝。经电源控制盒后接入电源模块的电源转换部分，最终转换为智能伺服驱动器所需要的三相隔离电源。
智能伺服驱动器大体可以划分为功能比较独立的功率板和控制板两个模块。功率板包括IPM模块和电流传感器，IPM模块输入控制板的PWM信号并驱动电机，电流传感器进行电流采样并反馈至控制板电流控制模块。控制板包括电流控制模块和位置速度检测模块，电流控制模块输入功率板电流采样反馈信号并向功率板IPM模块输出PWM控制信号，位置速度检测模块输入电机编码器信号。
功率板（驱动板）是强电部分，如图3所示，包括四个主要部分，即IPM模块、电流传感器、整流滤波模块和开关电源。功率板驱动IPM模块用于电机的驱动，开关电源单元为整个系统提供数字和模拟电源，整流滤波部分为功率板提供直流强电电源，电流传感器负责实施采样电机的控制电流。
控制板是弱电部分，是电机的控制核心也是伺服驱动器技术核心控制算法的运行载体，如图4所示。控制板包括电流控制模块、位置速度检测模块、RS485通信接口和按键与显示接口，电流控制模块包括位置控制、速度控制及转矩控制算法模块。控制板通过RS485通信接口与智能监测仪进行各种数据传递，同时通过按键显示接口部分也可以随时调整监视电机的运行状态。电机的每种工作状态都通过相应的位置控制、速度控制及转矩控制算法输出PWM信号，作为驱动电路的驱动信号，来控制IPM模块输出三相电流，以达到控制三相永磁式同步交流伺服电机的目的。在控制电机运转的同时实时采集电机的电流、扭矩、速度响应、编码器反馈等参数，并将这些采集的参数按照如下的通信协议传递给智能监测仪。
| 标志字 | 地址字 | 功能字 | 信息数据段 | 帧校验 | 标志字 |
智能监测仪在烤机老化监测启动后分时段发出不同的位置速度指令，并实时收集各个智能伺服驱动器发回的各种采集参数，将收集的参数进行运算，结果与内部专家库进行比对，确定交流永磁同步伺服电机有无故障，性能能否达到指标，有无潜在故障。如有故障或性能不达标，根据内部专家库指出其大致原因；并将烤机老化监测的过程和结果实时显示到智能监测仪的LCD屏幕上。
Claims (5)
1.一种交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，其特征在于：所述的智能监测系统包括供电模块、智能监测仪和一组智能伺服驱动器，供电模块通过电缆分别连接各智能伺服驱动器，智能监测仪与各智能伺服驱动器通过RS485总线连接；所述的智能伺服驱动器连接交流永磁同步伺服电机，包括功率板和控制板，功率板包括IPM模块和电流传感器，IPM模块输入控制板上的PWM信号并驱动电机，电流传感器进行电机电流采样并反馈至控制板电流控制模块；控制板包括电流控制模块和位置速度检测模块，电流控制模块输入功率板电流采样反馈信号并向功率板IPM模块输出PWM控制信号，位置速度检测模块输入电机编码器信号。
2.根据权利要求1所述的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，其特征在于：所述的功率板除包括IPM模块和电流传感器外，还包括整流滤波模块和开关电源；其中开关电源提供数字和模拟电源，整流滤波模块为功率板提供直流强电电源。
3. 根据权利要求1所述的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，其特征在于：所述的控制板除电流控制模块和位置速度检测模块外，还包括RS485通信接口、按键与显示接口。
4. 根据权利要求1所述的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，其特征在于：所述的电流控制模块包括位置控制、速度控制及转矩控制算法模块，根据电机的运行状态参数输出PWM信号。
5. 根据权利要求1所述的交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置，其特征在于：所述的智能伺服驱动器将实时采集的电机运行参数通过RS485总线传递给智能监测仪。
Priority Applications (1)
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| CN2012200484699U CN202443111U (zh) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | 一种交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置 |
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| CN2012200484699U Expired - Lifetime CN202443111U (zh) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | 一种交流永磁同步伺服电机烤机老化智能监测装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN202443111U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101445229B1 (ko) | 2014-04-01 | 2014-09-29 | 주식회사 엠이티 | 서보 드라이버 검사 장치 |
| CN108051742A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-18 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 伺服系统可靠性试验过程的状态监测系统及其异常报警方法 |
| CN113377080A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-10 | 北京电子工程总体研究所 | 一种网络化伺服驱动器和电动机构测试系统和方法 |
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2012
- 2012-02-15 CN CN2012200484699U patent/CN202443111U/zh not_active Expired - Lifetime
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