CN219349094U - 电机数据检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电机数据检测系统。所述系统包括传感器、传感器调理单元、模数转换单元和数据处理单元，传感器调理单元连接传感器和模数转换单元，数据处理单元连接模数转换单元。其中，传感器用于检测电机数据并生成检测信号，传感器调理单元用于将检测信号调理为模拟信号，模数转换单元用于将模型信号转换为数字信号，数据处理单元用于根据数字信号获得数据分析结果；传感器包括电气传感器和振动传感器，检测信号包括由电气传感器采集的电气信号和由振动传感器采集的振动信号。采用本系统能够通过电气传感器和振动传感器实现对电机数据的多方位测量，可以满足电机不同工况不同场景下的检测需求。

Description

电机数据检测系统

技术领域

本申请涉及电机检测技术领域，特别是涉及一种电机数据检测系统。

背景技术

随着科技发展进步，各类运行设备成为提高人类生活品质的基础。在现代自动化运行设备中，电机作为主要动力来源，占有举足轻重地位。在电机运行过程中，可能出现电气异常与机械异常等故障问题，导致整个设备无法运转。

传统的解决方案是，采集电机在运行和停机两个状态下的电机表面的磁通量，监测电机外壳的磁通量变化来实现对电机的监测，根据磁通量数据的偏差值判断电机是否出现异常。但这一方案采集的数据类型单一，在面对电机运行不同工况时，无法满足不同场景下的检测需求。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够满足电机不同工况不同场景下检测需求的电机数据检测系统。

本申请提供了一种电机数据检测系统，所述系统包括：传感器、传感器调理单元、模数转换单元和数据处理单元，所述传感器调理单元连接所述传感器和所述模数转换单元，所述数据处理单元连接所述模数转换单元；

所述传感器用于检测电机数据并生成检测信号，所述传感器调理单元用于将所述检测信号调理为模拟信号，所述模数转换单元用于将所述模型信号转换为数字信号，所述数据处理单元用于根据所述数字信号获得数据分析结果；所述传感器包括电气传感器和振动传感器，所述检测信号包括由所述电气传感器采集的电气信号和由所述振动传感器采集的振动信号。

在其中一个实施例中，所述传感器调理单元包括电气调理单元和振动调理单元，所述电气调理单元连接所述电气传感器，所述振动调理单元连接所述振动传感器，所述电气调理单元和所述振动调理单元均连接所述模数转换单元。

在其中一个实施例中，所述振动调理单元包括依次连接的激励电源、第一高通滤波电路、第一电压跟随电路、第二高通滤波电路和第一低通滤波电路，所述激励电源连接所述振动传感器，所述第一低通滤波电路连接所述模数转换单元。

在其中一个实施例中，所述电气传感器包括电流传感器和电压传感器，所述电流传感器和所述电压传感器均连接所述电气调理单元。

在其中一个实施例中，所述电气调理单元包括电压调理单元和电流调理单元，所述电压调理单元连接所述电压传感器，所述电流调理单元连接所述电流传感器，所述电压调理单元和所述电流调理单元均连接所述模数转换单元。

在其中一个实施例中，所述电压调理单元包括第二低通滤波电路。

在其中一个实施例中，所述电流传感器包括4-20ma传感器和电流互感器，所述电流调理单元包括4-20ma调理单元和电流互感器调理单元，所述4-20ma传感器连接所述4-20ma调理单元，所述电流互感器连接所述电流互感器调理单元，所述4-20ma调理单元和所述电流互感器调理单元均连接所述模数转换单元。

在其中一个实施例中，所述4-20ma调理单元包括依次连接的第一电阻采样电路、第二电压跟随电路、减法器、第一同相比例放大器和第三低通滤波电路，所述第一电阻采样电路连接所述4-20ma传感器，所述第三低通滤波电路连接所述模数转换单元；

所述电流互感器调理单元包括依次连接的第二电阻采样电路、第二同相比例放大器、第三高通滤波电路和第四低通滤波电路，所述第二电阻采样电路连接所述电流互感器，所述第四低通滤波电路连接所述模数转换单元。

在其中一个实施例中，所述系统还包括连接所述数据处理单元的电源调理单元和交互单元，所述传感器调理单元、所述模数转换单元和所述交互单元均连接所述电源调理单元。

在其中一个实施例中，所述模数转换单元包括模数转换芯片、基准电压芯片、选择开关和数据传输通道；所述选择开关设置于所述数据传输通道，所述数据传输通道连接所述模数转换芯片，所述模数转换芯片连接所述数据处理单元，所述基准电压芯片连接所述选择开关和所述模数转换芯片。

上述电机数据检测系统，通过设置电气传感器和振动传感器检测电机的电气信号和振动信号，通过传感器调理单元将电气信号和振动信号转化为模拟信号，通过模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，再由数据处理单元对数字信号进行处理得到分析结果。通过电气传感器和振动传感器实现对电机数据的多方位测量，可以满足电机不同工况不同场景下的检测需求。

附图说明

图1为一个实施例中电机数据检测系统的应用环境图；

图2为一个实施例中电机数据检测系统的结构框图；

图3为另一个实施例中电机数据检测系统的结构框图；

图4为一个实施例中振动调理单元的结构框图；

图5为一个实施例中电气传感器的结构框图；

图6为一个实施例中电气调理单元的结构框图；

图7为又一个实施例中电机数据检测系统的结构框图；

图8为一个实施例中4-20ma调理单元的结构框图；

图9为一个实施例中电流互感器调理单元的结构框图；

图10为再一个实施例中电机数据检测系统的结构框图；

图11为一个实施例中模数转换单元的结构框图；

图12为一个实施例中电机数据检测系统的结构示意图；

图13为一个实施例中模数转换单元的结构示意图；

图14为一个实施例中健康预测曲线的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请提供的电机数据检测系统，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，电机数据检测系统104与电机102连接。电机数据检测系统104对电机102进行检测，并根据获取得到的电机102的数据进行分析，得到数据分析结果。其中，电机102的种类并不限定，可以是各个不同工业设备中不同型号和类型的电机。对应的，电机数据检测系统104检测的数据种类也可以根据不同的电机进行调整，以满足不同种类的电机102在不同工况不同场景下的检测需求。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电机数据检测系统，包括：传感器202、传感器调理单元204、模数转换单元206和数据处理单元208，传感器调理单元204连接传感器202和模数转换单元206，数据处理单元208连接模数转换单元206。传感器202用于检测电机数据并生成检测信号，传感器调理单元204用于将检测信号调理为模拟信号，模数转换单元206用于将模型信号转换为数字信号，数据处理单元208用于根据数字信号获得数据分析结果。

其中，传感器202包括电气传感器210和振动传感器212，检测信号包括由电气传感器210采集的电气信号和由振动传感器212采集的振动信号。

具体的，由电气传感器210和振动传感器212分别检测电机的电气信号和振动信号，并且将检测得到的电气信号和振动信号传输至传感器调理单元204进行调理。工作人员可以根据使用传感器202的不同，适应性选取对应的传感器调理单元204中的对应结构对检测信号进行调理。传感器调理单元204调理后输出的模拟信号传输至模数转换单元206，经由模数转换单元206转换为数字信号，以便于数据处理单元208对数字信号进行处理，得到数据分析结果。数据处理单元208根据数据分析结果，可以判断电机运行状态。

进一步的，数据处理单元208内存储有电机正常运行时的标准运行数据，当数据处理单元208接收到电机运行过程中的实时数据时，数据处理单元208可以对实时数据进行处理后，得到多个实时特征值，实时特征值与根据正常运行时的标准运行数据得到的健康特征值进行对比，判断电机运行状态。再进一步的，通过对多个实时特征值进行加权处理得到拟合曲线，数据处理单元208可以根据拟合曲线和健康特征值的大小关系，分析预测电机可能出现的故障。

可选的，数据处理单元208可以为Linux(操作系统)数据处理单元，也可以为FreeRTOS(Free Real Time Operating System，迷你实时操作系统)、RT-Thread(RealTime-Thread，嵌入式实时多线程操作系统)等类型操作系统的数据处理单元。数据处理单元208与模数转换单元206之间的通信方式可以是SPI通信(Serial Peripheralinterface，主从通信模式)，也可以是并行通信或IIC通信(Inter－Integrated Circuit，集成电路总线)等类型的通信方式。

在本实施例中，通过设置电气传感器和振动传感器分别检测电机的电气信号和振动信号，通过传感器调理单元将电气信号和振动信号转化为模拟信号，通过模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，再由数据处理单元对数字信号进行处理得到数据分析结果。通过电气传感器和振动传感器实现对电机数据的多方位测量，可以满足电机不同工况不同场景下的检测需求。

在一个实施例中，如图3所示，传感器调理单元204包括电气调理单元302和振动调理单元304，电气调理单元302连接电气传感器210，振动调理单元304连接振动传感器212，电气调理单元302和振动调理单元304均连接模数转换单元206。

具体的，传感器调理单元204是对传感器检测到的电机数据进行调理的电路结构。其中，电气调理单元302的电路构成用于调理电气信号，振动调理单元304的电路构成用于调理振动信号。

在电机数据的检测过程中，电气传感器210的检测信号由电气调理单元302进行调理，输出对应的模拟信号至模数转换单元206。振动传感器212的检测信号由振动调理单元304进行调理，输出对应的模拟信号至模数转换单元206。

可选的，电气传感器210是能够检测电机的电气数据的传感器，包括测量电流、电压、电阻、电功率、相位以及电能等电气数据的传感器。振动传感器可以为任一可对振动进行检测的传感器，例如IEPE型(Integrated Electronics Piezo Electric，内置电子设备的压电传感器)振动传感器。

在本实施例中，根据传感器的不同选择，匹配不同的传感器调理单元，对不同的传感器检测到的电机数据进行调理，能够保证电机数据检测系统得到的电机数据的准确性，提高检测过程的稳定性。

在一个实施例中，如图4所示，振动调理单元304包括依次连接的激励电源402、第一高通滤波电路404、第一电压跟随电路406、第二高通滤波电路408和第一低通滤波电路410，激励电源402连接振动传感器212，第一低通滤波电路连接模数转换单元206。

具体的，振动调理单元304用于将振动传感器212检测的振动信号转换为电压模拟信号。激励电源402将振动传感器212的检测信号转换为电压模拟信号，随后第一高通滤波电路404去除由激励电源402产生的直流偏置干扰。第一电压跟随电路406对电压模拟信号进行缓冲和隔离，再经过第二高通滤波电路408和第一低通滤波电路410两次滤波处理，得到最终输出的与振动信号对应的电压模拟信号。

示例性的，激励电源可以为24V4ma激励电源。

在本实施例中，通过使用激励电源对振动信号转换为电压模拟信号，再对电压模拟信号进行滤波、缓冲稳定和二次滤波，得到振动信号对应的电压模拟信号。去除了电路中可能出现的干扰信号或使用不到的信号，保证了模拟信号的准确度，减少了后续数模转换的额外消耗。

在一个实施例中，如图5所示，电气传感器210包括电流传感器502和电压传感器504，电流传感器502和电压传感器504均连接电气调理单元302。

具体的，在对电机的电气数据检测方面，选用电流传感器502和电压传感器504对电机的电气数据进行检测，同时电流传感器502和电压传感器504连接电气调理单元302，由电气调理单元302对电气数据进行调理。电流传感器502用于检测电机的电流数据，并生成电流检测信号传输至电气调理单元302。电压传感器504用于检测电机的电压数据，并生成电压检测信号传输至电气调理单元302。

在本实施例中，通过设置电流传感器和电压传感器对电机的电气数据进行检测，实现了多方位的检测电机的电气状态，保证了电机数据检测系统对电机的电气数据检测的准确性。

在一个实施例中，如图6所示，电气调理单元302包括电压调理单元602和电流调理单元604，电压调理单元602连接电压传感器504，电流调理单元604连接电流传感器502，电压调理单元602和电流调理单元604均连接模数转换单元206。

具体的，对应电气传感器210包括电流传感器502和电压传感器504的结构，电气调理单元302也对应包括电压调理单元602和电流调理单元604。电流传感器502获取电机的电流检测信号后传输至电流调理单元604；电压传感器504获取电机的电压检测信号后传输至电压调理单元602。电压调理单元602对电压检测信号调理后产生的模拟信号和电流调理单元604对电流检测信号调理后的模拟信号均传输至模数转换单元206。

在本实施例中，电气调理单元302包括电压调理单元602和电流调理单元604，电流调理单元604对电流检测信号对应的调节得到模拟信号，电压调理单元602对电压检测信号对应的调节得到模拟信号。各自保证电流信号和电压信号传输的独立性和真实性，使后续测量准确可靠。

在一个实施例中，电压调理单元602包括第二低通滤波电路。

具体的，对于电机的电压数据，电压传感器504采集到电压信号后，在本方案中第二低通滤波电路可实现对电压信号的处理，第二低通滤波电路将电压信号经过低通滤波处理去除高频杂质信号，得到电压模拟信号并输出至模数转换单元206。

在本实施例中，通过对电压传感器采集的电压信号进行低通滤波处理去除电压信号中的杂质信号，得到准确的电压信号，提高电机数据检测的准确性。

在一个实施例中，如图7所示，电流传感器502包括4-20ma传感器702和电流互感器704，电流调理单元604包括4-20ma调理单元706和电流互感器调理单元708，4-20ma传感器702连接4-20ma调理单元706，电流互感器704连接电流互感器调理单元708，4-20ma调理单元706和电流互感器调理单元708均连接模数转换单元206。

其中，4-20ma传感器是一种检测电流最小值为4ma，检测电流最大值为20ma的传感器，4-20ma这一检测范围是为了匹配大多数传感器的工作电流范围。对应的，4-20ma调理单元是针对4-20ma传感器进行调理的电路结构。电流互感器是一种能够依据电磁感应原理，将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器，测量范围广。电流互感器调理单元708是针对电流互感器进行调理的电路结构。

具体的，电流传感器502为了能够涵盖电机大部分的电流数据，分别设置有4-20ma传感器702和电流互感器704。工作人员可以根据使用需求选取4-20ma传感器702或电流互感器704对电机的电流数据进行检测。在对电机数据的检测过程中，设置4-20ma传感器702和电流互感器704检测电机的不同幅值范围的电流数据，得到不同电流信号。4-20ma传感器702将检测到的电流信号传输至4-20ma调理单元进行调理，电流互感器704将检测到的电流信号传输至电流互感器调理单元708进行调理。4-20ma调理单元和电流互感器调理单元708分别对接收到的电流信号进行调理后得到模拟信号，将模拟信号输入至模数转换单元206。

在本实施例中，通过设置针对电机中不同幅值大小的电流数据进行检测的电流传感器，对应的设置不同的电流调理单元。能够实现对不同工况下不同的电流状况进行检测。

在一个实施例中，如图8所示，4-20ma调理单元706包括依次连接的第一电阻采样电路802、第二电压跟随电路804、减法器806、第一同相比例放大器808和第三低通滤波电路810，第一电阻采样电路802连接4-20ma传感器702，第三低通滤波电路810连接模数转换单元206。如图9所示，电流互感器调理单元708包括依次连接的第二电阻采样电路902、第二同相比例放大器904、第三高通滤波电路906和第四低通滤波电路908，第二电阻采样电路902连接电流互感器704，第四低通滤波电路908连接模数转换单元206。

具体的，与4-20ma传感器702连接的4-20ma调理单元706用于对4-20ma范围内的电流信号进行调理。其中，第一电阻采样电路802用于对电流信号进行采样，将电流信号转换为电压模拟信号。第二电压跟随电路804用于对电压模拟信号进行缓冲，保证电压模拟信号稳定。减法器806用于将电压模拟信号的零点拉低，将12ma对应的电压模拟信号输出为0V，实现输入的电流信号在4ma和20ma时，对应的电压模拟信号正负对称。即输入的电流信号范围在8ma。第一同相比例放大器808用于将电压模拟信号转换输出为正负幅值不大于5V的电压模拟信号。最后经过第三低通滤波电路810滤波处理后将电压模拟信号输出至模数转换单元206。

可选的，第一电阻采样电路802可以为高精电阻采样电路。第一同相比例放大器808也可以用于将电压模拟信号转换输出为正负幅值不大于10V的电压模拟信号。

此外，与电流互感器704连接的电流互感器调理单元708用于对较大范围内的交变电流信号进行调理。其中，第二电阻采样电路902用于对电流信号进行采样，将电流信号转换为电压模拟信号。第二同相比例放大器904用于将电压模拟信号转换输出为正负幅值不大于5V的电压模拟信号。第三高通滤波电路906和第四低通滤波电路908用于对电压模拟信号进行滤波处理，调整输出电压模拟信号的频率范围。最后将滤波后的电压模拟信号输出至模数转换单元206。

可选的，第二电阻采样电路902可以为高精电阻采样电路。第二同相比例放大器904也可以用于将电压模拟信号转换输出为正负幅值不大于10V的电压模拟信号。

示例性的，若电流互感器704的测量范围为30A，变比为2500，则该电流互感器704的输出电流为12ma。

在本实施例中，根据不同的电流传感器匹配对应的电流调理单元，对4-20ma调理单元和电流互感器调理单元设置不同的电路结构，根据电机的电流数据不同，适应性对应调理电流信号。保证各个电流信号的真实性以及准确度，保障后续数据处理的精度。

在一个实施例中，如图10所示，电机数据检测系统还包括连接数据处理单元208的电源调理单元1002和交互单元1004，传感器调理单元204、模数转换单元206和交互单元1004均连接电源调理单元1002。

具体的，电源调理单元1002获取电源输入，将电源电压进行调理后对电机数据检测系统中的其他器件供电。电源调理单元1002可以适配包括但不限于24V直流电压输入、网络POE(Power over Ethernet，通过网线传输电力的技术)以及24V电池输入等供电方式。其中，当供电中断时，电源调理单元1002可以实现对供电方式的快速切换。电源调理单元1002在接有电池时，电源调理单元1002可以对电池充电，也可以接收来自电池的电能，为自身供电。

电源调理单元1002在对电源电压的调理过程中，可以将电压转换为12V，用于给传感器调理单元204中的各个电路元器件供电。电源调理单元1002还可将电压转换为5V输出，对数据处理单元208供电。电源调理单元1002还可将电压转换为3.3V输出，用于对低压元器件供电，例如LED灯等。

交互单元1004包括显示单元和输入单元。显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏。输入单元可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是交互单元1004上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

进一步的，电机数据检测系统还包括数据传输单元，数据传输单元连接数据处理单元208，并用于连接上位机。数据传输单元用于实现数据处理单元208与上位机之间的数据交互。数据传输单元可以包括接口和/或无线通信模块，接口可以实现数据处理单元208与上位机之间的有线通信，无线通信模块可以实现数据处理单元208与上位机之间的无线通信。进一步地，接口可以是自带的网口，无线通信模块可以为wifi通信模块。数据传输单元将数据处理单元208处理的电机数据和分析结果传输至上位机，上位机可以为远程运维平台，实现对电机数据检测系统的远程监控。

在本实施例中，通过设置电源调理单元分别对电机数据检测系统中各个器件和电路进行供电，保证了电机数据检测系统的稳定供电，进而保证了电机数据检测系统的稳定运行。通过设置交互单元直观显示分析结果和电机数据，通过设置数据传输单元便于工作人员远端查看以及对多个电机数据检测系统的统筹，极大便利了工作人员的操作流程，提高电机数据检测系统的可操作性。

在一个实施例中，如图11所示，模数转换单元206包括模数转换芯片1102、基准电压芯片1104、选择开关1106和数据传输通道。选择开关1106设置于数据传输通道，数据传输通道连接模数转换芯片1102，模数转换芯片1102连接数据处理单元208，基准电压芯片1104连接选择开关1106和模数转换芯片1102。

具体的，模数转换芯片1102用于将模拟信号转换为数字信号，并传输至数据处理单元208处理。选择开关1106可以控制基准电压芯片1104是否接入数据传输通道，当选择开关1106切换至基准电压芯片1104一侧时，基准电压芯片1104接入数据传输通道，此时模数转换芯片可以检测数据传输通道是否异常。例如，基准电压芯片1104稳定输出定值的电压，用于作为模数转换芯片检测数据传输通道是否出现异常的依据之一。

进一步的，检测数据传输通道是否出现异常的具体过程包括：当选择开关1106切换至基准电压芯片1104一侧，基准电压芯片1104接入数据传输通道，基准电压芯片1104稳定输出定值的电压，模数转换芯片1102接收到基准电压芯片1104稳定输出的定值电压，还会检测通过数据传输通道的电压，比较定值电压与数据传输通道的电压，判断数据传输通道是否异常。例如，当定值电压与数据传输通道的电压不一致时，表征该数据传输通道出现异常。

示例性的，基准电压芯片1104稳定输出的定值电压可以为2.5V。

在本实施例中，通过设置基准电压芯片实现对模数转换单元的自检，及时发现并排查故障，保证了电机数据检测系统的实用性。

在一个实施例中，如图1所示，提供一种电机系统，包括电机和如上述的电机数据检测系统。电机数据检测系统连接电机，用于完成对电机的数据检测。具体地，电机数据检测系统中的传感器可以设置于电机，用于检测电机数据并生成检测信号。传感器调理单元用于将检测信号调理为模拟信号，模数转换单元用于将模型信号转换为数字信号，数据处理单元用于根据数字信号获得数据分析结果。传感器包括电气传感器和振动传感器，检测信号包括由电气传感器采集的电气信号和由振动传感器采集的振动信号。

为了更好地理解上述方案，结合图1所示的应用场景，以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。

在本实施例中，电机数据检测系统如图12所示，包括传感器、传感器调理单元、模数转换单元、数据处理单元、电源调理单元、数据传输单元和交互单元。其中，传感器包括振动传感器和电气传感器，电气传感器包括电流传感器和电压传感器，电流传感器包括4-20ma传感器和电流互感器。传感器调理单元包括振动调理单元和电气调理单元，电气调理单元包括电流调理单元和电压调理单元，电流调理单元包括4-20ma调理单元和电流互感器调理单元。

具体的，数据处理单元选用Linux数据处理单元，Linux数据处理单元通过SPI协议与模数转换单元实现数据传输，模数转换单元内部结构如图13所示。模数转换单元内具有多个模数转换芯片，每一个模数转换芯片连接多个数据传输通道，每一个数据传输通道上都设置有选择开关。基准电压芯片与每一个选择开关相连，实现对每一个数据传输通道的故障检测与判断。数据传输单元可以包括接口和/或无线通信模块，接口可以实现Linux数据处理单元与远程运维平台之间的有线通信，接口可以是自带的网口，无线通信模块可以为wifi通信模块。数据传输单元将Linux数据处理单元处理的电机数据和分析结果传输至远程运维平台，实现对电机数据检测系统的远程监控。

Linux数据处理单元通过MIPI-DSI协议(Mobile Industry ProcessorInterface-Display Serial Interface，通信协议)与交互单元进行连接，在Linux系统中使用QT(应用程序开发框架)等跨平台编程语言，实现数据采集界面的开发并传输显示至交互单元。Linux数据处理单元可以对实时数据进行处理后，得到多个实时特征值，实时特征值与根据正常运行时的标准运行数据得到的健康特征值进行对比，判断电机运行状态。Linux数据处理单元可以根据拟合曲线和健康特征值的大小关系，分析预测电机可能出现的故障。

在一个实施例中，伺服电机出现匝间短路(电气)故障时，将电流传感器采集的电流信号经过电流调理单元转换为电压模拟信号，随后模数转换单元将电压模拟信号转换为数字信号，Linux数据处理单元对数字信号进行处理，可以得到采集到的电流计算出来的三相电流不平衡度会变大。在另一个实施例中，发生轴承外圈(机械)故障时，将振动传感器采集的振动信号经过振动调理单元转换为电压模拟信号，随后模数转换单元将电压模拟信号转换为数字信号，Linux数据处理单元对数字信号进行处理，可以得到采集到的振动信号经过共振解调后在轴承外圈故障频率位置的幅值会比正常时候的幅值大几十倍。交互单元根据实时特征值进一步处理后会得到一个拟合曲线，交互单元根据健康特征值进一步处理后会得到健康基线，如图14所示。曲线1为电机数据检测得到的曲线，称为功率样本。通过对曲线1进行拟合得到曲线2，称为拟合曲线。根据正常运行时的健康特征值得到直线3健康基线，同时根据正常运行时的健康特征值和不同电机的特性得到与直线3对称分布的退化基线直线4和故障基线直线5。当拟合曲线处于退化基线内时，分析判断该电机健康运行；当拟合曲线处于退化基线外，故障基线内时，分析判断该电机退化，出现故障概率增加，需提醒工作人员重点查看；当拟合曲线处于故障基线外时，分析判断该电机故障，交互单元可发出报警信息对工作人员进行提示。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电机数据检测系统，其特征在于，所述系统包括：传感器、传感器调理单元、模数转换单元和数据处理单元，所述传感器调理单元连接所述传感器和所述模数转换单元，所述数据处理单元连接所述模数转换单元；

所述传感器用于检测电机数据并生成检测信号，所述传感器调理单元用于将所述检测信号调理为模拟信号，所述模数转换单元用于将所述模拟信号转换为数字信号，所述数据处理单元用于根据所述数字信号获得数据分析结果；所述传感器包括电气传感器和振动传感器，所述检测信号包括由所述电气传感器采集的电气信号和由所述振动传感器采集的振动信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器调理单元包括电气调理单元和振动调理单元，所述电气调理单元连接所述电气传感器，所述振动调理单元连接所述振动传感器，所述电气调理单元和所述振动调理单元均连接所述模数转换单元。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述振动调理单元包括依次连接的激励电源、第一高通滤波电路、第一电压跟随电路、第二高通滤波电路和第一低通滤波电路，所述激励电源连接所述振动传感器，所述第一低通滤波电路连接所述模数转换单元。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电气传感器包括电流传感器和电压传感器，所述电流传感器和所述电压传感器均连接所述电气调理单元。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电气调理单元包括电压调理单元和电流调理单元，所述电压调理单元连接所述电压传感器，所述电流调理单元连接所述电流传感器，所述电压调理单元和所述电流调理单元均连接所述模数转换单元。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电压调理单元包括第二低通滤波电路。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电流传感器包括4-20ma传感器和电流互感器，所述电流调理单元包括4-20ma调理单元和电流互感器调理单元，所述4-20ma传感器连接所述4-20ma调理单元，所述电流互感器连接所述电流互感器调理单元，所述4-20ma调理单元和所述电流互感器调理单元均连接所述模数转换单元。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述4-20ma调理单元包括依次连接的第一电阻采样电路、第二电压跟随电路、减法器、第一同相比例放大器和第三低通滤波电路，所述第一电阻采样电路连接所述4-20ma传感器，所述第三低通滤波电路连接所述模数转换单元；

所述电流互感器调理单元包括依次连接的第二电阻采样电路、第二同相比例放大器、第三高通滤波电路和第四低通滤波电路，所述第二电阻采样电路连接所述电流互感器，所述第四低通滤波电路连接所述模数转换单元。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括连接所述数据处理单元的电源调理单元和交互单元，所述传感器调理单元、所述模数转换单元和所述交互单元均连接所述电源调理单元。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模数转换单元包括模数转换芯片、基准电压芯片、选择开关和数据传输通道；所述选择开关设置于所述数据传输通道，所述数据传输通道连接所述模数转换芯片，所述模数转换芯片连接所述数据处理单元，所述基准电压芯片连接所述选择开关和所述模数转换芯片。

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