CN211013236U - 一种内嵌式电机状态监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种内嵌式电机状态监控装置,包括固定在电动机(1)内的内置式监测器(2)，内置式监测器(2)外侧设有连接电动机的盖板(3)，所述内置式监测器(2)包括电动机状态监测板，电动机状态监测板上设有主控制器(4)，主控制器(4)外部分别连接有编码器模块(5)、温度采集模块(6)、噪声采集模块(7)、振动采集模块(8)和电源模块(9)。本实用新型具有监测效果好、占用空间小的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机监控装置，特别是一种内嵌式电机状态监控装置。
背景技术
大型电机的工作状态是影响设备稳定运行的重要因素，电机的失效会造成工厂停工等经济损失，甚至会造成重大安全事故，因此需要通过监控装置对电机的工作状态进行实时监控，提前发现并迅速解决隐患。而目前对电机的监控方式是在电机表面安装各类监控装置，通过对电机运行参数的采集和分析来判断电机是否处于正常工作状态。但由于电机绕组温度、电机转子振动幅度、轴承噪音等变量均由电机内部发出，而穿过电机壳体传导至外部监控装置时已产生较大变形，从而严重影响外部监控装置的判断结果，监控装置更多的是依靠经验和数据比对的方式进行判断。此外，外置式的监控装置还会增加工人的安装难度，并对外部的安装空间有所需求，从而无法适用在安装环境过于狭窄的场合中。因此，现有用于电机的监测装置存在监测效果差、占用空间大的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种内嵌式电机状态监控装置。它具有监测效果好、占用空间小的特点。
本实用新型的技术方案：一种内嵌式电机状态监控装置，包括固定在电动机内的内置式监测器，内置式监测器外侧设有连接电动机的盖板，所述内置式监测器包括电动机状态监测板，电动机状态监测板上设有主控制器，主控制器外部分别连接有编码器模块、温度采集模块、噪声采集模块、振动采集模块和电源模块。
前述的一种内嵌式电机状态监控装置中，所述电源模块为5V直流电源。
前述的一种内嵌式电机状态监控装置中，所述主控制器为微控制单元。
前述的一种内嵌式电机状态监控装置中，所述磁编码器为磁编码器。
前述的一种内嵌式电机状态监控装置中，所述振动采集模块为数字陀螺仪传感器。
前述的一种内嵌式电机状态监控装置中，所述温度采集模块为PT100温度传感器。
前述的一种内嵌式电机状态监控装置中，所述噪声采集模块为音频处理芯片。
前述的一种内嵌式电机状态监控装置中，所述内置式监测器经RS485总线或者CAN总线连接外部上位机。
与现有技术相比，本实用新型通过将主控制器、编码器模块、电源模块和各监测模块相互连接后形成内置式监测器，使内置式监测器可以替代原有的电机编码器进行安装，提高了本实用新型的空间利用率，并无需改变电动机的原有尺寸结构；通过将内置式监测器安装在电动机内，则能够使各监测模块尽可能的靠近电机绕组、轴承等运行部件，并避免电机壳体对检测变量造成的干扰和削弱，从而有效提高各监测模块采集数据的准确性，使本实用新型具有良好的监测效果；通过对各模块的型号优化，还可以在实现监测效果的同时进一步降低内置式监测器的整体体积，从而使内置式监测器能够稳定安装在电动机内，并降低安装空间的需求，方便对内置式监测器的安装；通过内置式监测器外侧的盖板，则能够对内置式监测器进行保护，并减少外部环境对检测数据造成的干扰，进一步提高本实用新型的监测效果。所以，本实用新型具有监测效果好、占用空间小的特点。
附图说明
图1是本实用新型的外形图；
图2是内置式监测器的结构示意图；
图3是电源模块供给数字电路的电路原理图；
图4是电源模块供给模拟电路电路原理图；
图5主控制器的电路原理图；
图6是编码器模块的电路原理图；
图7为振动采集模块的电路原理图；
图8为温度采集模块检测两路电机的电路原理图；
图9为噪音采集模块的电路原理图。
附图中的标记为：1-电动机，2-内置式监测器，3-盖板，4-主控制器，5-编码器模块，6-温度采集模块，7-噪声采集模块，8-振动采集模块，9-电源模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
实施例。一种内嵌式电机状态监控装置，构成如图1-2所示，包括固定在电动机1内的内置式监测器2，内置式监测器2外侧设有连接电动机的盖板3，所述内置式监测器2包括电动机状态监测板，电动机状态监测板上设有主控制器4，主控制器4外部分别连接有编码器模块5、温度采集模块6、噪声采集模块7、振动采集模块8和电源模块9,电源模块9分别与其他模块进行连接。
所述电源模块9为5V直流供电，电源模块9一路通过降压电路得到3.3V电压供给数字电路使用，如图3所示；另一路通过TL1431紧密稳压源电路得到3.25V电压供给模拟采样电路使用，如图4所示。
所述主控制器4，电路图如图5所示，为MCU微控制单元，该微控制单元可选用ST公司的STM32G474RET6芯片，该芯片为Cortex-M4内核，主频达到170MHz，能够完成对数据的采集和分析；且主控制器外侧配有128Kbit的Flash，能够保持采集到的异常数据。
所述编码器模块5，电路图如图6所示，可选用MagnTek公司的MT6815型磁编码器，磁编码器内部预置电机参数，工作时将ABZ及UVW信号输出至主控制器使用，同时该信号经过差分驱动后输出给电机控制器使用。
所述振动采集模块8，电路图如图7所示，为数字陀螺仪传感器，数字陀螺仪传感器可选用InvenSense公司的ICM-20608数字陀螺仪芯片，该芯片的采样分辨率为16bit，可检测的振动加速度为±2g到±16g之间可调，用于检测电机振动信号。
所述温度采集模块6，电路图如图8所示，为PT100温度传感器，主控制器4利用ADC模块来采集PT100温度传感器返回的模拟量电压信号，并通过主控制器4换算得到电机温度值。
所述噪声采集模块7，电路图如图9所示，可选用Everest公司的ES8388音频处理芯片，该音频处理芯片可采集频率范围在20Hz～20kHz的噪声信号，然后将采集到的数据传输至主控制器4进行傅里叶分析，通过特征识别判断电机轴承、碳刷等部件是否异常。
所述内置式监测器2经RS485总线或者CAN总线连接外部上位机。
本实用新型的工作原理：本实用新型将主控制器4、编码器模块5、温度采集模块6、噪声采集模块7、振动采集模块8和电源模块9相互连接后安装在电动机状态监测板上，形成内置式监测器2，然后将内置式监测器2代替常规的电机编码器安装在电动机1内，使内置式监测器2能够从电动机1内部对电机绕组、电机转子和轴承等运行部件进行监测和参数收集，有效提高了对监测数据的收集精度。通过上述结构可以使内置式监测器2兼具编码器功能和监控功能，从而有效提高内置式监测器2的集成性并精简其整体体积，本实用新型还进一步限定了各模块的型号，从而使本实用新型能够在不改变电动机1尺寸结构的条件下将内置式监测器2固定在靠近电机轴端位置的电机壳体内，并利用盖板3并内置式监测器2进行封闭，从而保证内置式监测器2的监测效果。
Claims (8)
1.一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：包括固定在电动机(1)内的内置式监测器(2)，内置式监测器(2)外侧设有连接电动机的盖板(3)，所述内置式监测器(2)包括电动机状态监测板，电动机状态监测板上设有主控制器(4)，主控制器(4)外部分别连接有编码器模块(5)、温度采集模块(6)、噪声采集模块(7)、振动采集模块(8)和电源模块(9)。
2.根据权利要求1所述的一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：所述电源模块(9)为5V直流电源。
3.根据权利要求1所述的一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：所述主控制器(4)为微控制单元。
4.根据权利要求1所述的一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：所述编码器模块(5)为磁编码器。
5.根据权利要求1所述的一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：所述振动采集模块(8)为数字陀螺仪传感器。
6.根据权利要求1所述的一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：所述温度采集模块(6)为PT100温度传感器。
7.根据权利要求1所述的一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：所述噪声采集模块(7)为音频处理芯片。
8.根据权利要求1所述的一种内嵌式电机状态监控装置，其特征在于：所述内置式监测器(2)经RS485总线或者CAN总线连接外部上位机。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN211013236U true CN211013236U (zh) | 2020-07-14 |
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Family Applications (1)
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| CN201922427933.XU Active CN211013236U (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种内嵌式电机状态监控装置 |
Country Status (1)
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2019
- 2019-12-26 CN CN201922427933.XU patent/CN211013236U/zh active Active
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