專利名稱：多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，特別是涉及一種多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，應(yīng)用于固定單速電機(jī)或共零多檔速多繞組電機(jī)，采用光電隔離技術(shù)對(duì)多臺(tái)電機(jī)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)甚至是商業(yè)領(lǐng)域，電機(jī)的使用越來越頻繁，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和辦公自動(dòng)化提供了便利，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。但隨著化工、石油及電子、汽車工業(yè)等各行業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全對(duì)控制過程及控制設(shè)備提出了更高的技術(shù)要求，同時(shí)要對(duì)生產(chǎn)或設(shè)備實(shí)施可靠的安全保護(hù)措施，對(duì)設(shè)備的故障檢測(cè)及運(yùn)行狀態(tài)的判斷也必須達(dá)到更高的精度。例如在中央空調(diào)領(lǐng)域，對(duì)風(fēng)機(jī)盤管和工業(yè)用多檔速電機(jī)的狀態(tài)識(shí)別，對(duì)于其作為計(jì)費(fèi)依據(jù)的能耗測(cè)量以及實(shí)施控制都是必不可少的前提; 而對(duì)于電機(jī)及設(shè)備的安全保護(hù)，如何實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及故障類型的精確判斷，對(duì)電機(jī)保護(hù)裝置如何采取進(jìn)一步的動(dòng)作起著至關(guān)重要的作用，這涉及到安全生產(chǎn)和設(shè)備的使用壽命等問題。但現(xiàn)有的電機(jī)狀態(tài)識(shí)別裝置，采用的技術(shù)方案電路相對(duì)復(fù)雜，設(shè)備成本較高，對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)不夠精確。以往關(guān)于電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的技術(shù)方案和相關(guān)產(chǎn)品，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)普遍缺乏故障的檢測(cè)和判斷，因此產(chǎn)生一些控制和監(jiān)測(cè)的盲區(qū)，甚至漏檢、錯(cuò)檢以致造成不必要的損失。例如在中央空調(diào)領(lǐng)域內(nèi)，風(fēng)機(jī)盤管本身就是一個(gè)多檔速電機(jī)，在中央空調(diào)系統(tǒng)檢測(cè)和計(jì)量系統(tǒng)中，就存在風(fēng)機(jī)盤管的監(jiān)測(cè)問題，按照以往的技術(shù)雖然能實(shí)現(xiàn)一些運(yùn)行狀態(tài)功能，但當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)用戶內(nèi)設(shè)備斷路、掉電等故障或者人為破壞或拆除檢測(cè)線路等情況時(shí)，由于系統(tǒng)存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)，而進(jìn)入用戶家里檢查相對(duì)困難而又不切合實(shí)際，因此如不能通過設(shè)備監(jiān)測(cè)并報(bào)警勢(shì)必造成監(jiān)管盲區(qū)，甚或出現(xiàn)盜用現(xiàn)象。這足見及時(shí)檢測(cè)到系統(tǒng)故障設(shè)備并及時(shí)報(bào)警處理的重要性，可以迅速的解決系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)問題和商品資源盜用問題。這類電機(jī)故障檢測(cè)問題同樣存在工業(yè)用電機(jī)的使用中。現(xiàn)在工業(yè)控制自動(dòng)化程度越來越高，通訊技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)也提出更高的要求，如果問題電機(jī)的故障不能及時(shí)監(jiān)測(cè)并得到處理，可能會(huì)造成更大的安全隱患，甚至出現(xiàn)安全事故，給人們?nèi)罕姷纳?cái)產(chǎn)安全造成重大損失。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置，能夠準(zhǔn)確、可靠的實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)及故障判斷。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案一種多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，含有CPU模塊，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述CPU模塊含有單片機(jī)及外圍電路，所述電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊至少含有一個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路， 所述每個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路包括兩個(gè)光耦隔離模塊，每個(gè)光耦隔離模塊連接兩路輸入信號(hào)，其中一路輸入信號(hào)連接電機(jī)某個(gè)線圈繞組的電源端Vd，并分別通過限流電阻和單向保護(hù)二極管接入兩個(gè)光耦隔離模塊的一個(gè)輸入端，兩個(gè)光耦隔離模塊的另一個(gè)輸入端分別連接零線和相線；所述輸出端信號(hào)接入CPU模塊的I/O 口或通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路后輸出連接 CPU模塊中單片機(jī)的一組I/O 口。所述的多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊包括的電機(jī)故障檢測(cè)電路的數(shù)量，與CPU模塊中單片機(jī)的I/O端口數(shù)量相匹配對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)多檔速的電機(jī)故障檢測(cè)電路輸出信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后接入CPU模塊，所述CPU模塊中的單片機(jī)內(nèi)置識(shí)別程序，判斷多臺(tái)電機(jī)的狀態(tài)。所述的多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，在電機(jī)故障檢測(cè)電路的輸出端即兩個(gè)光耦隔離模塊的輸出端分別連接有穩(wěn)壓濾波電路，同CPU模塊連接有通訊模塊，CPU模塊中單片機(jī)的串行通訊接口對(duì)應(yīng)連接通訊模塊的相應(yīng)功能端口 ；通訊模塊采用RS-485總線通訊方式，或者采用CAN總線或BUS總線通訊方式，或者采用無線通訊方式。本實(shí)用新型的有益積極效果1、本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉；對(duì)電機(jī)故障的判斷準(zhǔn)確、可靠，安全性高，容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一個(gè)單速電機(jī)或多檔速電機(jī)不同運(yùn)行狀態(tài)表現(xiàn)在電機(jī)的線圈繞組的電壓不同，只需要檢測(cè)某一個(gè)線圈繞組的電壓值，利用電機(jī)該繞組的輸出電壓，經(jīng)過檢測(cè)電路的輸出值確定電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。維護(hù)、維修、調(diào)試方便，應(yīng)用于面向電機(jī)檢測(cè)的設(shè)備，提高了產(chǎn)品性價(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)力，有利于產(chǎn)品的推廣。2、本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置，檢測(cè)電路采用光耦模塊實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)弱電隔離，根據(jù)電機(jī)線圈繞組電壓快速實(shí)現(xiàn)電機(jī)的故障判斷和狀態(tài)識(shí)別。檢測(cè)電路具有簡(jiǎn)單、安全可靠，實(shí)用性高的特點(diǎn)，提高了裝置的設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。實(shí)測(cè)的顯示結(jié)果表明，檢測(cè)電路工作穩(wěn)定可靠，電機(jī)故障檢測(cè)迅速準(zhǔn)確，足以滿足一般設(shè)備的檢測(cè)的要求。3、本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置，包含有多個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路，采用光電隔離技術(shù)，性價(jià)比高，檢測(cè)電路簡(jiǎn)單可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)和故障判斷，有利于設(shè)備的大規(guī)模集成，降低了應(yīng)用成本。通過通訊模塊可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，有助于提高管理效率。

圖1 本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置CPU模塊電路原理圖；圖2 本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置通訊模塊電路原理圖；圖3 本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置電機(jī)故障檢測(cè)電路原理圖；圖4 本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；圖5 本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置電源模塊；圖6 本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障檢測(cè)裝置BUS總線上行通訊模塊。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，含有CPU模塊，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述CPU模塊含有單片機(jī)及外圍電路，所述電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊至少含有一個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路，其特征是所述每個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路包括兩個(gè)光
4耦隔離模塊，每個(gè)光耦隔離模塊連接兩路輸入信號(hào)，其中一路輸入信號(hào)連接電機(jī)某個(gè)線圈繞組的電源端Vd，并分別通過限流電阻和單向保護(hù)二極管接入兩個(gè)光耦隔離模塊的一個(gè)輸入端，兩個(gè)光耦隔離模塊的另一個(gè)輸入端分別連接零線和相線；所述電機(jī)故障檢測(cè)電路的輸出端即兩個(gè)光耦隔離模塊的輸出端分別連接有穩(wěn)壓濾波電路，所述輸出端信號(hào)接入CPU 模塊的I/O 口或通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路后輸出連接CPU模塊中單片機(jī)的一組I/O 口。所述的多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊包括的電機(jī)故障檢測(cè)電路的數(shù)量，與CPU模塊中單片機(jī)的I/O端口數(shù)量相匹配對(duì)應(yīng)，即其可以檢測(cè)的電機(jī)數(shù)量可以根據(jù)采用的CPU的型號(hào)擴(kuò)展最多的容量，例如51系列可容納10端口，同時(shí)可以通過擴(kuò)展從 CPU增加一定數(shù)量的端口數(shù)。對(duì)應(yīng)多檔速的電機(jī)故障檢測(cè)電路輸出信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后接入CPU模塊，所述CPU模塊中的單片機(jī)內(nèi)置識(shí)別程序，判斷多臺(tái)電機(jī)的狀態(tài)。同CPU模塊連接有通訊模塊，CPU模塊中單片機(jī)的串行通訊接口對(duì)應(yīng)連接通訊模塊的相應(yīng)功能端口 ；通訊模塊采用RS-485總線通訊方式，或者采用CAN總線或BUS總線通訊方式，或者采用無線通訊方式。通過通訊模塊，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的遠(yuǎn)程集中控制和管理，提高管理的水平。圖1中Ul為CPU，圖2中U3為RS485總線通訊芯片。CPU模塊中的中央處理器 (CPU)可以采用 8 位，16 位，32 位等等，例如 AT89S52、P89C54BP、MC68HC11A8、MSP430F43 等， 包括推出的兼容性芯片中任意一種；CPU的RXD、T)(D分別與上行通訊模塊的對(duì)應(yīng)接口 RXD、 TXD連接，裝置通過通訊模塊連接上位機(jī)。圖5為電源模塊電路原理圖，其中U5為三端穩(wěn)壓器。采用一個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路檢測(cè)一臺(tái)電機(jī)某一個(gè)線圈繞組的電壓值，根據(jù)該電壓值或開關(guān)量輸出的情況，檢測(cè)出該電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，確定電機(jī)運(yùn)行是否正常，識(shí)別電機(jī)的故障狀態(tài)，停止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)電路輸出狀態(tài)為F1F2=01時(shí)，表示此電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)檢測(cè)電路輸出狀態(tài)為F1F2=10表示此電機(jī)工作正常，如是多檔速電機(jī)時(shí)，輸出狀態(tài)為 F1F2=11，則表示以不同的檔位運(yùn)行。當(dāng)檢測(cè)電路輸出狀態(tài)為F1F2=00時(shí)，表示此電機(jī)設(shè)備故障。該模塊采用光耦實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電隔離，保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。模塊的外部輸入包括連接電機(jī)某一線圈繞組(Vd)、零線(AC220N)和相線(AC220L)，隔離檢測(cè)輸出端(Fl)連接核心 CPU模塊CPU的一個(gè)I/O接口。實(shí)施例二 參見圖1、圖2、圖4、圖5。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于電機(jī)檢測(cè)輸出信號(hào)要經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后接入CPU模塊中單片機(jī)的一組I/O 口，所述CPU模塊中的單片機(jī)內(nèi)置程序，通過計(jì)算出模數(shù)轉(zhuǎn)換值來判斷多臺(tái)電機(jī)的狀態(tài)。在模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中U7為A/ D轉(zhuǎn)換芯片，可以采用市場(chǎng)上通用的各類串行并行接口和單路多臺(tái)A/D轉(zhuǎn)換芯片，精度八位以上如 AD1671、AD7824、ADC0831、TLC1M9、TLC1M3、MAX120、MAX180 及其后續(xù)推出的兼容性芯片中任意一種，模塊的接口 ADDOUT、ADCLK, ADADDR、ADCS分別與核心CPU的對(duì)應(yīng)接口 ADDOUT, ADCLK, ADADDR, ADCS連接，這些接口可由軟件任意定義，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)盤管的采樣電壓的采集。實(shí)施例三參見圖1、圖3、圖5、圖6。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于通訊模塊采用BUS總線通訊模塊，圖1中CPU的RXD、T)(D分別和圖6中上行通訊模塊的RXD_Y、TXD_ Y對(duì)應(yīng)連接。
權(quán)利要求1.一種多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，含有CPU模塊，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述CPU模塊含有單片機(jī)及外圍電路，所述電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊至少含有一個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路，其特征是所述每個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路包括兩個(gè)光耦隔離模塊，每個(gè)光耦隔離模塊連接兩路輸入信號(hào)，其中一路輸入信號(hào)連接電機(jī)某個(gè)線圈繞組的電源端Vd，并分別通過限流電阻和單向保護(hù)二極管接入兩個(gè)光耦隔離模塊的一個(gè)輸入端，兩個(gè)光耦隔離模塊的另一個(gè)輸入端分別連接零線和相線；所述輸出端信號(hào)接入CPU模塊的I/O 口或通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路后輸出連接CPU模塊中單片機(jī)的一組I/O 口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，其特征是電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊包括的電機(jī)故障檢測(cè)電路的數(shù)量，與CPU模塊中單片機(jī)的I/O端口數(shù)量相匹配，對(duì)應(yīng)多檔速的電機(jī)故障檢測(cè)電路輸出信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后接入CPU模塊，所述CPU模塊中的單片機(jī)內(nèi)置識(shí)別程序，判斷多臺(tái)電機(jī)的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述電機(jī)故障檢測(cè)電路的輸出端即兩個(gè)光耦隔離模塊的輸出端分別連接有穩(wěn)壓濾波電路，同CPU模塊連接有通訊模塊，CPU模塊中單片機(jī)的串行通訊接口對(duì)應(yīng)連接通訊模塊的相應(yīng)功能端口 ；通訊模塊采用RS-485總線通訊方式，或者采用CAN總線或BUS總線通訊方式，或者采用無線通訊方式。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多臺(tái)電機(jī)故障監(jiān)測(cè)裝置，應(yīng)用于固定單速電機(jī)或共零多檔速多繞組電機(jī)。所述多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置含有CPU模塊，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊至少含有一個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路，所述每個(gè)電機(jī)故障檢測(cè)電路包括兩個(gè)光耦隔離模塊，每個(gè)光耦隔離模塊連接兩路輸入信號(hào)，其中一路輸入信號(hào)連接電機(jī)某個(gè)線圈繞組的電源端Vd，并分別通過限流電阻和單向保護(hù)二極管接入兩個(gè)光耦隔離模塊的一個(gè)輸入端，兩個(gè)光耦隔離模塊的另一個(gè)輸入端分別連接零線和相線，所述輸出端信號(hào)接入CPU模塊的I/O口或通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路后輸出連接CPU模塊中單片機(jī)的一組I/O口。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉；對(duì)電機(jī)故障的判斷準(zhǔn)確、可靠，安全性高，容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G05B19/048GK202008594SQ201020621339
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者楊東, 陳傳偉, 陳玉軍 申請(qǐng)人:鄭州春泉暖通節(jié)能設(shè)備有限公司