CN212413184U

CN212413184U - 一种减速电机动态监测网关

Info

Publication number: CN212413184U
Application number: CN202021129499.3U
Authority: CN
Inventors: 陈德木; 杨晓斌; 池永为; 梁宏肖; 马文文; 陆建江
Original assignee: Hangzhou JIE Drive Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou JIE Drive Technology Co Ltd
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2021-01-26
Anticipated expiration: 2030-06-17

Abstract

本实用新型公开了一种减速电机动态监测网关，包括传感器模块、中央处理单元、通讯单元、电机运行状态监测单元和电池模块，电机运行状态监测单元的输入端与电机电源相连，电池模块的输出端与中央处理单元和通讯单元相连，电机运行状态监测单元的输出端和传感器模块的输出端均与中央处理单元的输入端相连，中央处理单元的输出端与通讯单元相连，通讯单元通过无线的方式连接云端或外部控制终端，传感器模块设置在减速电机上。本实用新型的监测网关依据减速电机运行/停止状态进行自身运行/休眠模式的切换，延长了监测网关的使用寿命。

Description

一种减速电机动态监测网关

技术领域

本实用新型涉及减速电机监测技术领域，尤其涉及一种减速电机动态监测网关。

背景技术

电机由于造价昂贵，结构复杂，一旦遭受损坏，需要的检修期长，因此要求有极高的运行可靠性。为保证电机的可靠运行，通常采用电机监测系统对电机进行监测。然而现有的电机监测系统无法与电机同步工作，即电机不是时时刻刻都在运转，但电机监测系统却时时刻刻处于监测的状态，这缩短了监测系统的使用寿命。

例如，中国专利文献 CN201911109176.X 公开了“一种电机运行状态监测系统”，包括传感器模块、数据分析模块以及通信模块，其中，传感器模块包括温度传感器、振动传感器、图像传感器、电流传感器、声音传感器以及湿度传感器，数据分析模块包括数据处理单元、信号处理电路以及图像处理单元，通信模块包括处理器和无线通信芯片。上述监测系统无法与电机同步工作，需时时在线进行监测，缩短了监测系统的使用寿命。

发明内容

本实用新型主要解决现有的电机监测系统使用寿命短的技术问题；提供一种减速电机动态监测网关，监测网关依据减速电机运行/停止状态进行自身运行/休眠模式的切换，延长了监测网关的使用寿命。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括传感器模块、中央处理单元、通讯单元、电机运行状态监测单元和电池模块，所述电机运行状态监测单元的输入端与电机电源相连，所述电池模块的输出端与中央处理单元和通讯单元相连，所述电机运行状态监测单元的输出端和传感器模块的输出端均与所述中央处理单元的输入端相连，所述中央处理单元的输出端与所述通讯单元相连，所述通讯单元通过无线的方式连接云端或外部控制终端，所述传感器模块设置在减速电机上。

电机运行状态监测单元监测电机的运行状态并输送至中央处理单元，中央处理单元根据电机运行状态监测单元监测到的电机的运行状态，控制监测网关进入休眠或运行模式，即电机处于运行状态，监测网关进入运行模式，当电机处于停止状态，则监测网关进入休眠模式，从而延长监测网关的使用寿命。

作为优选，所述的中央处理单元包括数据采集处理单元和边缘计算单元，所述数据采集处理单元的输入端分别与所述传感器模块和电机运行状态监测单元相连，所述数据采集处理单元的输出端与所述边缘计算单元的输入端相连，所述边缘计算单元的输出端与所述通讯单元相连。

边缘计算单元结合预设的报警阈值量和计算模型，对接收的数据信息进行计算、分析、诊断和预警，无需将数据信息传输至云端或外部控制终端进行计算、分析、诊断和预警，加快了处理速度，减少延迟。

作为优选，所述的电机运行状态监测单元包括电源电路和电压监测电路，所述电源电路的输入端与电机电源相连，所述电源电路的输出端与所述电压监测电路的输入端相连，所述电压监测电路的输出端与所述中央处理单元相连。

通过电压监测电路实现对电机电源电压的监测，即监测电机的运行状态。

作为优选，所述的电压监测电路包括稳压二极管D8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C10、电容C11和运算放大器U5，所述电阻R10的一端、稳压二极管D8的负极、电阻R9的一端、电容C10的一端和运算放大器U5的同相输入端共同连接，所述电阻R10的另一端、稳压二极管D8的正极和电容C10的另一端共同接地，所述电阻R9的另一端接入VCC12V电源，所述运算放大器U5的反相输入端、运算放大器U5的输出端和电阻R11的一端共同连接，所述运算放大器U5的正电源端接入VCC5V电源，所述运算放大器U5的负电源端接地，所述电阻R11的另一端与电容 C11的一端连接并作为电压监测的输出端，所述电容 C11的另一端接地。

作为优选，所述的传感器模块包括振动传感器、绕组温度传感器和油温传感器。

作为优选，所述的绕组温度传感器包括封装壳体、测温探头和耐高温绝缘导线，所述封装壳体呈圆柱型，所述封装壳体的一侧表面均匀分布若干测温探头，所述耐高温绝缘导线的一端从封装壳体的另一侧面伸入封装壳体中与测温探头连接，所述耐高温绝缘导线的另一端与所述中央处理单元连接，所述封装壳体上设有固定安装孔。

将绕组温度传感器套设在电机绕组的外侧，测温探头的测温端与绕组线圈相接触，可直接获取电机绕组的温度信息。将耐高温绝缘线穿过封装壳体上的固定安装孔，将绕组温度传感器与电机绕组固定连接，防止绕组温度传感器因电机运行时产生的振动而脱落。

本实用新型的有益效果是：1）中央处理单元根据电机运行状态监测单元监测到的电机的运行状态，控制监测网关进入休眠或运行模式，即电机处于运行状态，监测网关进入运行模式，当电机处于停止状态，则监测网关进入休眠模式，从而延长监测网关的使用寿命；2）边缘计算单元结合预设的报警阈值量和计算模型，对接收的数据信息进行计算、分析、诊断和预警，无需将数据信息传输至云端或外部控制终端进行计算、分析、诊断和预警，加快了处理速度，减少延迟；3）将绕组温度传感器套设在电机绕组的外侧，测温探头的测温端与绕组线圈相接触，可直接获取电机绕组的温度信息；4）将耐高温绝缘线穿过封装壳体上的固定安装孔，将绕组温度传感器与电机绕组固定连接，防止绕组温度传感器因电机运行时产生的振动而脱落。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构原理框图。

图2是本实用新型的一种电压监测电路原理图。

图3是本实用新型的一种电源电路原理图。

图4是本实用新型的一种绕组温度传感器结构示意图。

图中1、传感器模块，2、中央处理单元，3、电池模块，4、通讯单元，5、电机运行状态监测单元，6、电机电源，7、电池模块，11、振动传感器，12、绕组温度传感器，13、油温传感器，14、封装壳体，15、测温探头，16、耐高温绝缘导线，17、固定安装孔，21、数据采集处理单元，22、边缘计算单元，

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种减速电机动态监测网关，如图1所示，包括传感器模块1、中央处理单元2、电池模块3、通讯单元4和电机运行状态监测单元5。其中传感器模块包括振动传感器11、绕组温度传感器12和油温传感器13，中央处理单元包括数据采集处理单元21和边缘计算单元22。电机电源6与电机运行状态监测单元相连，电机运行状态监测单元、振动传感器、绕组温度传感器和油温传感器均与数据采集处理单元相连，数据采集处理单元与边缘计算单元相连，边缘计算单元与通讯单元相连，通讯单元通过无线的方式连接云端或外部控制终端，电池模块7分别与数据采集处理单元、边缘计算单元和通讯单元相连。在本实施例中，电池模块为蓄电池和/或锂电池。

其中电机运行状态监测单元包括电源电路和电压监测电路，电源电路的输入端与电机电源相连，电源电路的输出端与电压监测电路的输入端相连，电压监测电路的输出端与数据采集处理单元相连。

电压监测电路如图2所示，包括稳压二极管D8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C10、电容C11和运算放大器U5，电阻R10的一端、稳压二极管D8的负极、电阻R9的一端、电容C10的一端和运算放大器U5的同相输入端共同连接，电阻R10的另一端、稳压二极管D8的正极和电容C10的另一端共同接地，电阻R9的另一端接入VCC12V电源，运算放大器U5的反相输入端、运算放大器U5的输出端和电阻R11的一端共同连接，运算放大器U5的正电源端接入VCC5V电源，运算放大器U5的负电源端接地，电阻R11的另一端与电容 C11的一端连接并作为电压监测的输出端，电容 C11的另一端接地。

电源电路如图3所示，电源电路通过整流、滤波、降压将电机电源的220V交流电或380V交流电转换成5V直流电，升压芯片XL6009将5V直流电转化为12V直流电。

如图4所示，绕组温度传感器包括呈圆柱型状的封装壳体14，封装壳体的一侧表面均匀分布着若干测温探头15，测温探头的测温端位于封装壳体的外侧，与耐高温绝缘导线16连接的接线端位于封装壳体的内侧，耐高温绝缘导线的一端从封装壳体的另一侧面伸入封装壳体中与测温探头的接线端连接，另一端与数据采集处理单元连接。将绕组温度传感器套设在电机绕组的外侧，测温探头的测温端与绕组线圈相接触，再将耐高温绝缘线穿过封装壳体上的固定安装孔17，将绕组温度传感器与电机绕组固定连接，防止绕组温度传感器因电机运行时产生的振动而脱落。

本实施例的工作原理：电机运行状态监测单元对电机电源电压的监测，将监测到的电压信息传输至数据采集处理单元，数据采集处理单元判断监测到的电压信息是否高于设定的阈值，若高于设定值则判定电机处于运行的状态，此时数据采集处理单元开启运行模式，接收振动传感器、绕组温度传感器和油温传感器上传的数据信息，并将数据信息传输至边缘计算单元，边缘计算单元结合预设的报警阈值量和计算模型，对接收的数据信息进行计算、分析、诊断和预警，并将最终的结果通过通讯模块发送至云端或外部控制终端实现对电机的监测。若低于设定值则判定电机处于停止的状态，此时数据采集处理单元开启休眠模式，数据采集处理单元不再接收振动传感器、绕组温度传感器和油温传感器上传的数据信息。

Claims

1.一种减速电机动态监测网关，其特征在于包括传感器模块、中央处理单元、通讯单元、电机运行状态监测单元和电池模块，所述电机运行状态监测单元的输入端与电机电源相连，所述电池模块的输出端与中央处理单元和通讯单元相连，所述电机运行状态监测单元的输出端和传感器模块的输出端均与所述中央处理单元的输入端相连，所述中央处理单元的输出端与所述通讯单元相连，所述通讯单元通过无线的方式连接云端或外部控制终端，所述传感器模块设置在减速电机上。

2.根据权利要求1所述的一种减速电机动态监测网关，其特征在于所述中央处理单元包括数据采集处理单元和边缘计算单元，所述数据采集处理单元的输入端分别与所述传感器模块和电机运行状态监测单元相连，所述数据采集处理单元的输出端与所述边缘计算单元的输入端相连，所述边缘计算单元的输出端与所述通讯单元相连。

3.根据权利要求1所述的一种减速电机动态监测网关，其特征在于所述电机运行状态监测单元包括电源电路和电压监测电路，所述电源电路的输入端与电机电源相连，所述电源电路的输出端与所述电压监测电路的输入端相连，所述电压监测电路的输出端与所述中央处理单元相连。

4.根据权利要求3所述的一种减速电机动态监测网关，其特征在于所述电压监测电路包括稳压二极管D8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C10、电容C11和运算放大器U5，所述电阻R10的一端、稳压二极管D8的负极、电阻R9的一端、电容C10的一端和运算放大器U5的同相输入端共同连接，所述电阻R10的另一端、稳压二极管D8的正极和电容C10的另一端共同接地，所述电阻R9的另一端接入VCC12V电源，所述运算放大器U5的反相输入端、运算放大器U5的输出端和电阻R11的一端共同连接，所述运算放大器U5的正电源端接入VCC5V电源，所述运算放大器U5的负电源端接地，所述电阻R11的另一端与电容 C11的一端连接并作为电压监测的输出端，所述电容 C11的另一端接地。

5.根据权利要求1或2所述的一种减速电机动态监测网关，其特征在于所述传感器模块包括振动传感器、绕组温度传感器和油温传感器。

6.根据权利要求5所述的一种减速电机动态监测网关，其特征在于所述绕组温度传感器包括封装壳体、测温探头和耐高温绝缘导线，所述封装壳体呈圆柱型，所述封装壳体的一侧表面均匀分布若干测温探头，所述耐高温绝缘导线的一端从封装壳体的另一侧面伸入封装壳体中与测温探头连接，所述耐高温绝缘导线的另一端与所述中央处理单元连接，所述封装壳体上设有固定安装孔。