一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及DSP監(jiān)測及控制技術(shù)，具體涉及一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]潛水電動機主要應(yīng)用于:潛水電動機與栗組合使用，或由潛水電動機軸伸端直接裝上栗部件組成機栗合一的產(chǎn)品。潛入井下水中或江河、湖泊、海洋水中以及其他場合水中工作。具有體積小、重量輕、起動前不需引水、不受吸程限制、不需要另設(shè)栗房、安裝使用方便、性能可靠、效率較高、價格低廉、可節(jié)約投資等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于從井下或江河、湖泊中取水，農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水，工礦企業(yè)排水，城鄉(xiāng)建筑排水，居民生活用水，城市或工廠污水污物處理等。
[0003]潛水電動機通常工作在惡劣的環(huán)境中，長期處于高速運轉(zhuǎn)并帶負荷連續(xù)工作狀態(tài)之下。因此，潛水電動機比較容易在定子、轉(zhuǎn)子等方面發(fā)生故障，產(chǎn)生的這些故障很有可能會燒壞電機，電機如果損壞了，正常的運轉(zhuǎn)工作也就暫停了。想要早點避免這樣的狀況發(fā)生，就是對潛水電動機運行狀況進行不間斷的監(jiān)控，也就是開發(fā)潛水電動機在線故障監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)潛水電動機的故障監(jiān)控系統(tǒng)包括兩部分:硬件和軟件。硬件設(shè)計里面有:供給設(shè)備運轉(zhuǎn)和外圍檢測裝置的電源、采集不同信號的傳感器組、對信號進行處理的那些核心處理器還有一些控制初始化、在各部件之間負責傳輸信號的部分。由于潛水電動機是在水中工作，定期維修不太方便，所以要實現(xiàn)從事后維修、計劃維修向狀態(tài)維修的轉(zhuǎn)變。本文介紹一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，借助數(shù)字信號處理器的強大功能來實現(xiàn)在線監(jiān)控潛水電動機故障。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供了一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，解決了傳統(tǒng)潛水電動機比較容易在定子、轉(zhuǎn)子等方面發(fā)生故障，故障得不到及時檢測的問題。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本實用新型通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0006]—種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，包括:信號采集電路、電源模塊、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理單元、RS485通信接口、EPR0M和上位機，所述信號采集電路將采集到的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過所述數(shù)字信號處理單元完成對數(shù)字信號的小波消噪處理，經(jīng)過消噪處理的數(shù)字信號數(shù)據(jù)既可以存儲在所述EPROM中，也可以通過所述RS485通信接口發(fā)送至上位機。
[0007]優(yōu)選的，所述?目號米集電路包括:電流?目號米集電路、電壓?目號米集電路和振動?目號米集電路。
[0008]優(yōu)選的，所述電流信號采集電路包括型號為SCT254FK的電流互感器，額定輸出為
2.5mA，精度可達0.1%。
[0009]優(yōu)選的，所述振動信號采集電路包括型號為IL300-F-X009的線性光耦器件和反饋電容。
[0010]有益效果:
[0011]本實用新型提供了一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，選用電流互感器SCT254FK采集電流信號，使電流采樣電路和外部強電信號進行了有效的隔離，并且可以與電流保護互為閉鎖，提高了保護裝置動作的靈敏度；信號調(diào)理電路設(shè)計考慮了高次諧波、干擾、混疊等因素干擾，將處理后的標準模擬信號量送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器；線性光耦器件(IL300-F-X009)用于模擬電壓隔離，為了精確地傳遞模擬信號，檢測電壓，反饋電容，能夠消除噪聲干擾，使電路更穩(wěn)定；信號處理單元將采集的數(shù)據(jù)進行濾波處理后通過小波包分析方法進行多層次分解，使得提取的特征故障量更加精確。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實施例系統(tǒng)硬件框圖；
[0014]圖2為本實施例中電流信號采樣電路；
[0015]圖3為本實施例中振動信號采樣電路。
【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]實施例1:
[0018]如圖1所示，一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，包括:信號采集電路、電源模塊、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理單元、RS485通信接口、EPROM和上位機，信號采集電路將采集到的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過數(shù)字信號處理單元完成對數(shù)字信號的小波消噪處理，經(jīng)過消噪處理的數(shù)字信號數(shù)據(jù)既可以存儲在所述EPROM中，也可以通過RS485通信接口發(fā)送至上位機，信號采集電路包括:電流信號采集電路、電壓信號采集電路和振動信號采集電路，電流信號采集電路包括型號為SCT254FK的電流互感器，額定輸出為2.5mA，精度可達0.1%，振動信號采集電路包括型號為IL300-F-X009的線性光耦器件和反饋電容。
[0019]電流信號采樣電路如圖2所示，潛水電動機運行時的電流信號(約30A)經(jīng)外部電流互感器轉(zhuǎn)換成小電流信號(約5A)，再經(jīng)過監(jiān)控裝置電路中的型號為SCT254FK的電流互感器，額定輸出為2.5mA，精度可達0.1 %，使電流信號采樣電路和外部強電信號進行了有效的隔離。輸入的電流信號經(jīng)過SCT254FK后，轉(zhuǎn)換成毫安級的電流信號。因為采集的電流信號為正弦交流信號，含有負值，必須通過電平抬升電路對其增值。經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的電壓信號，必須保證幅值在O到3.3V范圍內(nèi)，送入DSP的A/D轉(zhuǎn)換器。
[0020]振動信號采樣電路如圖3所示，用線性光耦器件(IL300-F-X009)模擬電壓隔離，為了精確地傳遞模擬信號，檢測電壓。隔離電路的輸入部分由IL300-F-X009中的LED、H)1和運放U9A等組成，輸出部分由PD2和運放U9B組成。當采集的振動信號轉(zhuǎn)換為電流輸入時經(jīng)過采樣電阻R39轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)運放U9A輸出后使得LED上流過電流，且輸入電壓的變化通過LED上的電流體現(xiàn)，使其發(fā)光從而把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，照射在光敏二極管roi和TO2。電容C47是反饋電容，能夠消除噪聲干擾，使電路更穩(wěn)定。
[0021]具體工作過程為:潛水電動機運行時，傳感器將潛水電動機的參數(shù)信號轉(zhuǎn)換為電信號，DSP系統(tǒng)通過高速A/D轉(zhuǎn)換器將完成定子電壓、電流、振動模擬信號的采集，利用DSP內(nèi)部EPROM較大的優(yōu)點，可以先將采集的數(shù)據(jù)暫存于EPR0M，然后通過RS485接口電路將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機。由于采集器采集到的信號中含有噪聲因素，為了獲得純凈的信號，一般采用小波消噪技術(shù)對其進行小波消噪處理。
[0022]本實用新型提供了一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，選用電壓、電流互感器采集電壓、電流信號，一方面可以對工作人員與高壓設(shè)備進行隔離，另一方面可以達到變壓的作用，獲得標準電壓量，并且可以與電流保護互為閉鎖，提高了保護裝置動作的靈敏度；信號調(diào)理電路設(shè)計考慮了高次諧波、干擾、混疊等因素干擾，將處理后的標準模擬信號量送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器；當對模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換時，需要一定的轉(zhuǎn)換時間，在這個轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，利用采樣保持電路對模擬信號保持基本不變，保證了轉(zhuǎn)換的精度；信號處理模塊將采集的數(shù)據(jù)進行濾波處理后通過小波包分析方法進行多層次分解，使得提取的特征故障量更加精確。
[0023]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0024]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，其特征在于，包括:信號采集電路、電源模塊、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理單元、RS485通信接口、EPROM和上位機，所述信號采集電路將采集到的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過所述數(shù)字信號處理單元完成對數(shù)字信號的小波消噪處理，經(jīng)過消噪處理的數(shù)字信號數(shù)據(jù)既可以存儲在所述EPROM中，也可以通過所述RS485通信接口發(fā)送至上位機。2.如權(quán)利要求1所述的潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，其特征在于:所述信號采集電路包括:電流信號采集電路、電壓信號采集電路和振動信號采集電路。3.如權(quán)利要求2所述的潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，其特征在于:所述電流信號采集電路包括型號為SCT254FK的電流互感器，額定輸出為2.5mA，精度可達0.1%。4.如權(quán)利要求2所述的潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置，其特征在于:所述振動信號采集電路包括型號為IL300-F-X009的線性光耦器件和反饋電容。
【專利摘要】本實用新型涉及DSP監(jiān)測及控制技術(shù)，具體涉及一種潛水電動機在線故障監(jiān)控裝置,包括：信號采集電路、電源模塊、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理單元、RS485通信接口、EPROM和上位機，所述信號采集電路將采集到的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過所述數(shù)字信號處理單元完成對數(shù)字信號的小波消噪處理，經(jīng)過消噪處理的數(shù)字信號數(shù)據(jù)既可以存儲在所述EPROM中，也可以通過所述RS485通信接口發(fā)送至上位機。本實用新型通過獨特的電路設(shè)計使得采集的潛水電動機信號精確，安全，解決了傳統(tǒng)潛水電動機檢測維護不方便的問題。
【IPC分類】G05B19/048, G01R31/34
【公開號】CN204731595
【申請?zhí)枴緾N201520411332
【發(fā)明人】康志亮, 許麗佳, 王中成, 劉明丹, 龐濤, 黃鵬
【申請人】四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月15日