專利名稱：一種感應電機的繞組故障重構系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種故障檢測和重構系統，用于感應電機的繞組故障的故障重構系統。
背景技術：
感應電機是工業生產過程中應用最為廣泛的裝置，其運行狀況對工業生產的安全運行具有很大影響。電機故障的發生不僅會導致經濟損失，也會帶來了巨大的人員傷亡和不良的社會影響。因此，如何對感應電機進行在線狀態監測并及時發現電機的早期異常，從而避免電機故障和失效，是近年來感應電機故障診斷研究的熱點。現有的電機故障診斷方法，主要是通過不斷地認識故障前后物理量的變化規律， 對規律加以總結逐步形成的。其中基于模型的故障診斷方法較具代表性。該方法利用觀測器構造反映系統期望輸出與實際輸出之間偏差的殘差信號，通過判斷其變化是否超出所設定的閾值來間接地反映故障的發生以及所在位置，從而實現故障的檢測并將故障隔離。由于殘差信號本身并不能直接反映故障對系統狀態的影響，因而無法提供更進一步的故障信息；又由于閾值的設定受環境噪聲等干擾因素的影響較大，因此限制了檢測靈敏度的提高， 另外，早期故障或是微弱故障較容易被漏報。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是需要提供一種從已被故障影響的過程變量的測量值中估計出故障信號并對其進行跟蹤，最終將感應電機的繞組故障進行重構的故障重構系統。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種感應電機的繞組故障重構系統， 其特征在于，包括上位機、下位機和傳感器，所述上位機用于監控，所述下位機位于所述感應電機旁邊，用于獲取所述感應電機的故障信號以進行故障重構，所述上位機與所述下位機通過總線網絡連接，所述下位機與所述傳感器之間通過I/O通道連接。優選的，所述上位機為位于監控室的PC機。優選的，所述下位機中包括微處理器。優選的，所述微處理器為DSP。優選的，所述下位機中還包括與所述DSP連接的D/A轉換器、RAM、FLASH存儲器和數字量接口，其中，所述D/A轉換器用于輸出模擬電壓，所述RAM用于暫存故障重構數據，所述FLASH存儲器用于保存系統設置參數，所述數字量接口用于實現開關量的輸出與輸入。優選的，所述總線網絡為RS-485總線網絡，通訊線采用屏蔽雙絞線。 優選的，所述傳感器包括由隔離驅動電路和功率開關管構成的驅動電路，所述驅動電路與所述I/O通道相連接。優選的，所述傳感器包括霍爾傳感器和增量式光電編碼器。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點[0014](1)本實用新型的故障重構系統以計算機為核心而實現，具有較好的擴展性和實時性；(2)本實用新型的故障重構系統能將感應電機的繞組故障完整地在線實時復現出來，為消除故障造成的影響提供了直接的依據，尤其為實現容錯控制、先進維修保障體系等奠定了良好的基礎。本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中圖1是根據本實用新型的感應電機的繞組故障重構系統的功能框圖；圖2是根據本實用新型的感應電機的繞組故障重構系統中的下位機內部功能框圖。
具體實施方式
以下將結合附圖及實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。 需要說明的是，只要不構成沖突，本實用新型中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本實用新型的保護范圍之內。圖1為根據本實用新型的感應電機的繞組故障重構系統的功能框圖，參見圖1，該系統主要包括上位機101、下位機103和傳感器105，上位機101與下位機103通過總線網絡102連接，實現通信，下位機103與傳感器105之間設有I/O通道104。上位機101用于監控，可采用PC機，安排在監控室。下位機103可采用微處理器， 優選采用DPS (數字信號處理器)，與其它相關部件一起組成用于重構感應電機故障的故障重構器，安裝在感應電機旁邊，獲取感應電機的故障信號以進行故障重構。上位機101與下位機103之間的總線網絡102可采用RS-485總線網絡，RS-485總線網絡的通訊線可選用屏蔽雙絞線。隔離驅動電路和功率開關管構成傳感器105的驅動電路(未在圖中示出)，I/O 通道104用于連接下位機103和傳感器105的驅功電路。傳感器105可包括霍爾傳感器和增量式光電編碼器。圖2為根據本實用新型的感應電機的繞組故障重構系統中的下位機內部功能框圖。參見圖2 作為故障重構器的下位機103的核心是作為微處理器的DSP(數字信號處理器)201，其內部設置有故障和擾動解耦的故障重構算法，實現故障重構功能，此外還包括 D/A轉換器(數字模擬轉換器)202、RAM(隨機存取存儲器)203、FLASH存儲器(閃存)204， 以及數字量接口 205，均與DSP201之間通信連接。優選的，DSP201采用型號為ADSP2181的數字信號處理器；D/A轉換器202采用僅需單電源供電的AD7394雙通道12位DAC器件，用于輸出模擬電壓；RAM203采用高速存儲器IS61C3216，用于暫存故障重構數據；FLASH存儲器204采用型號為An^9LV400B的器件，用于保存系統設置參數；數字量接口 205用于實現開關量的輸出與輸入。本實用新型中采用故障重構新思路，從已被故障影響的過程變量的測量值中估計出故障信號并對其進行跟蹤，最終將其波形完整地復現出來。根據重構出來的波形，故障診斷中除了檢測與隔離所需的基本信息外，辨識、評價乃至決策所需的關于故障類型、性質、 嚴重程度甚至發展趨勢等更為豐富的信息均可同時獲得。這些信息成為采取有效措施消除故障對系統造成的影響的最直接的依據，更是為在系統中實現容錯控制、先進維修保障體系等奠定了良好的基礎。當然，本實用新型還可有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種感應電機的繞組故障重構系統，其特征在于，包括上位機(101)、下位機(10 和傳感器(105)，所述上位機(101)用于監控，所述下位機 (103)位于所述感應電機旁邊，用于獲取所述感應電機的故障信號以進行故障重構，所述上位機(101)與所述下位機(10 通過總線網絡(10 連接，所述下位機(10 與所述傳感器(105)之間通過I/O通道(104)連接。
2.根據權利要求1所述的故障重構系統，其特征在于，所述上位機(101)為位于監控室的PC機。
3.根據權利要求1所述的故障重構系統，其特征在于，所述下位機(102)中包括微處理器。
4.根據權利要求3所述的故障重構系統，其特征在于，所述微處理器為DSP (201)。
5.根據權利要求4所述的故障重構系統，其特征在于，所述下位機(10 中還包括與所述DSP(201)連接的D/A轉換器Q02)、RAMQ03)、 FLASH存儲器(204)和數字量接口 O05)，其中，所述D/A轉換器(20 用于輸出模擬電壓， 所述RAM(203)用于暫存故障重構數據，所述FLASH存儲器(204)用于保存系統設置參數， 所述數字量接口(205)用于實現開關量的輸出與輸入。
6.根據權利要求1所述的故障重構系統，其特征在于，所述總線網絡(102)為RS-485總線網絡，通訊線采用屏蔽雙絞線。
7.根據權利要求1所述的故障重構系統，其特征在于，所述傳感器(105)包括由隔離驅動電路和功率開關管構成的驅動電路，所述驅動電路與所述I/O通道(104)相連接。
8.根據權利要求1或7所述的故障重構系統，其特征在于，所述傳感器(10 包括霍爾傳感器和增量式光電編碼器。
專利摘要本實用新型公開了一種感應電機的繞組故障重構系統，所述系統包括上位機(101)、下位機(103)和傳感器(105)，所述上位機(101)用于監控，所述下位機(103)位于所述感應電機旁邊，用于獲取所述感應電機的故障信號以進行故障重構，所述上位機(101)與所述下位機(103)通過總線網絡(102)連接，所述下位機(103)與所述傳感器(105)之間通過I/O通道(104)連接。本實用新型的故障重構系統以計算機為核心而實現，具有較好的擴展性和實時性，能將感應電機的繞組故障完整地在線實時復現出來，為消除故障造成的影響提供了直接的依據，尤其為實現容錯控制、先進維修保障體系等奠定了良好的基礎。
文檔編號G01R31/06GK202285036SQ20112043925
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者何靜, 張昌凡 申請人:湖南工業大學