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专利名称：一种感应电机的绕组故障重构系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种故障检测和重构系统，用于感应电机的绕组故障的故障重构系统。
背景技术：
感应电机是工业生产过程中应用最为广泛的装置，其运行状况对工业生产的安全运行具有很大影响。电机故障的发生不仅会导致经济损失，也会带来了巨大的人员伤亡和不良的社会影响。因此，如何对感应电机进行在线状态监测并及时发现电机的早期异常，从而避免电机故障和失效，是近年来感应电机故障诊断研究的热点。现有的电机故障诊断方法，主要是通过不断地认识故障前后物理量的变化规律， 对规律加以总结逐步形成的。其中基于模型的故障诊断方法较具代表性。该方法利用观测器构造反映系统期望输出与实际输出之间偏差的残差信号，通过判断其变化是否超出所设定的阈值来间接地反映故障的发生以及所在位置，从而实现故障的检测并将故障隔离。由于残差信号本身并不能直接反映故障对系统状态的影响，因而无法提供更进一步的故障信息；又由于阈值的设定受环境噪声等干扰因素的影响较大，因此限制了检测灵敏度的提高， 另外，早期故障或是微弱故障较容易被漏报。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种从已被故障影响的过程变量的测量值中估计出故障信号并对其进行跟踪，最终将感应电机的绕组故障进行重构的故障重构系统。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种感应电机的绕组故障重构系统， 其特征在于，包括上位机、下位机和传感器，所述上位机用于监控，所述下位机位于所述感应电机旁边，用于获取所述感应电机的故障信号以进行故障重构，所述上位机与所述下位机通过总线网络连接，所述下位机与所述传感器之间通过I/O通道连接。优选的，所述上位机为位于监控室的PC机。优选的，所述下位机中包括微处理器。优选的，所述微处理器为DSP。优选的，所述下位机中还包括与所述DSP连接的D/A转换器、RAM、FLASH存储器和数字量接口，其中，所述D/A转换器用于输出模拟电压，所述RAM用于暂存故障重构数据，所述FLASH存储器用于保存系统设置参数，所述数字量接口用于实现开关量的输出与输入。优选的，所述总线网络为RS-485总线网络，通讯线采用屏蔽双绞线。 优选的，所述传感器包括由隔离驱动电路和功率开关管构成的驱动电路，所述驱动电路与所述I/O通道相连接。优选的，所述传感器包括霍尔传感器和增量式光电编码器。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点[0014](1)本实用新型的故障重构系统以计算机为核心而实现，具有较好的扩展性和实时性；(2)本实用新型的故障重构系统能将感应电机的绕组故障完整地在线实时复现出来，为消除故障造成的影响提供了直接的依据，尤其为实现容错控制、先进维修保障体系等奠定了良好的基础。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1是根据本实用新型的感应电机的绕组故障重构系统的功能框图；图2是根据本实用新型的感应电机的绕组故障重构系统中的下位机内部功能框图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。 需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。图1为根据本实用新型的感应电机的绕组故障重构系统的功能框图，参见图1，该系统主要包括上位机101、下位机103和传感器105，上位机101与下位机103通过总线网络102连接，实现通信，下位机103与传感器105之间设有I/O通道104。上位机101用于监控，可采用PC机，安排在监控室。下位机103可采用微处理器， 优选采用DPS (数字信号处理器)，与其它相关部件一起组成用于重构感应电机故障的故障重构器，安装在感应电机旁边，获取感应电机的故障信号以进行故障重构。上位机101与下位机103之间的总线网络102可采用RS-485总线网络，RS-485总线网络的通讯线可选用屏蔽双绞线。隔离驱动电路和功率开关管构成传感器105的驱动电路(未在图中示出)，I/O 通道104用于连接下位机103和传感器105的驱功电路。传感器105可包括霍尔传感器和增量式光电编码器。图2为根据本实用新型的感应电机的绕组故障重构系统中的下位机内部功能框图。参见图2 作为故障重构器的下位机103的核心是作为微处理器的DSP(数字信号处理器)201，其内部设置有故障和扰动解耦的故障重构算法，实现故障重构功能，此外还包括 D/A转换器(数字模拟转换器)202、RAM(随机存取存储器)203、FLASH存储器(闪存)204， 以及数字量接口 205，均与DSP201之间通信连接。优选的，DSP201采用型号为ADSP2181的数字信号处理器；D/A转换器202采用仅需单电源供电的AD7394双通道12位DAC器件，用于输出模拟电压；RAM203采用高速存储器IS61C3216，用于暂存故障重构数据；FLASH存储器204采用型号为An^9LV400B的器件，用于保存系统设置参数；数字量接口 205用于实现开关量的输出与输入。本实用新型中采用故障重构新思路，从已被故障影响的过程变量的测量值中估计出故障信号并对其进行跟踪，最终将其波形完整地复现出来。根据重构出来的波形，故障诊断中除了检测与隔离所需的基本信息外，辨识、评价乃至决策所需的关于故障类型、性质、 严重程度甚至发展趋势等更为丰富的信息均可同时获得。这些信息成为采取有效措施消除故障对系统造成的影响的最直接的依据，更是为在系统中实现容错控制、先进维修保障体系等奠定了良好的基础。当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种感应电机的绕组故障重构系统，其特征在于，包括上位机(101)、下位机(10 和传感器(105)，所述上位机(101)用于监控，所述下位机 (103)位于所述感应电机旁边，用于获取所述感应电机的故障信号以进行故障重构，所述上位机(101)与所述下位机(10 通过总线网络(10 连接，所述下位机(10 与所述传感器(105)之间通过I/O通道(104)连接。
2.根据权利要求1所述的故障重构系统，其特征在于，所述上位机(101)为位于监控室的PC机。
3.根据权利要求1所述的故障重构系统，其特征在于，所述下位机(102)中包括微处理器。
4.根据权利要求3所述的故障重构系统，其特征在于，所述微处理器为DSP (201)。
5.根据权利要求4所述的故障重构系统，其特征在于，所述下位机(10 中还包括与所述DSP(201)连接的D/A转换器Q02)、RAMQ03)、 FLASH存储器(204)和数字量接口 O05)，其中，所述D/A转换器(20 用于输出模拟电压， 所述RAM(203)用于暂存故障重构数据，所述FLASH存储器(204)用于保存系统设置参数， 所述数字量接口(205)用于实现开关量的输出与输入。
6.根据权利要求1所述的故障重构系统，其特征在于，所述总线网络(102)为RS-485总线网络，通讯线采用屏蔽双绞线。
7.根据权利要求1所述的故障重构系统，其特征在于，所述传感器(105)包括由隔离驱动电路和功率开关管构成的驱动电路，所述驱动电路与所述I/O通道(104)相连接。
8.根据权利要求1或7所述的故障重构系统，其特征在于，所述传感器(10 包括霍尔传感器和增量式光电编码器。
专利摘要本实用新型公开了一种感应电机的绕组故障重构系统，所述系统包括上位机(101)、下位机(103)和传感器(105)，所述上位机(101)用于监控，所述下位机(103)位于所述感应电机旁边，用于获取所述感应电机的故障信号以进行故障重构，所述上位机(101)与所述下位机(103)通过总线网络(102)连接，所述下位机(103)与所述传感器(105)之间通过I/O通道(104)连接。本实用新型的故障重构系统以计算机为核心而实现，具有较好的扩展性和实时性，能将感应电机的绕组故障完整地在线实时复现出来，为消除故障造成的影响提供了直接的依据，尤其为实现容错控制、先进维修保障体系等奠定了良好的基础。
文档编号G01R31/06GK202285036SQ20112043925
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者何静, 张昌凡 申请人:湖南工业大学