一种潜水电动机在线故障监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及DSP监测及控制技术，具体涉及一种潜水电动机在线故障监控装置。
【背景技术】
[0002]潜水电动机主要应用于:潜水电动机与栗组合使用，或由潜水电动机轴伸端直接装上栗部件组成机栗合一的产品。潜入井下水中或江河、湖泊、海洋水中以及其他场合水中工作。具有体积小、重量轻、起动前不需引水、不受吸程限制、不需要另设栗房、安装使用方便、性能可靠、效率较高、价格低廉、可节约投资等优点，广泛应用于从井下或江河、湖泊中取水，农业灌溉、城市供水，工矿企业排水，城乡建筑排水，居民生活用水，城市或工厂污水污物处理等。
[0003]潜水电动机通常工作在恶劣的环境中，长期处于高速运转并带负荷连续工作状态之下。因此，潜水电动机比较容易在定子、转子等方面发生故障，产生的这些故障很有可能会烧坏电机，电机如果损坏了，正常的运转工作也就暂停了。想要早点避免这样的状况发生，就是对潜水电动机运行状况进行不间断的监控，也就是开发潜水电动机在线故障监控系统，实现潜水电动机的故障监控系统包括两部分:硬件和软件。硬件设计里面有:供给设备运转和外围检测装置的电源、采集不同信号的传感器组、对信号进行处理的那些核心处理器还有一些控制初始化、在各部件之间负责传输信号的部分。由于潜水电动机是在水中工作，定期维修不太方便，所以要实现从事后维修、计划维修向状态维修的转变。本文介绍一种潜水电动机在线故障监控装置，借助数字信号处理器的强大功能来实现在线监控潜水电动机故障。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种潜水电动机在线故障监控装置，解决了传统潜水电动机比较容易在定子、转子等方面发生故障，故障得不到及时检测的问题。
[0005]为解决以上技术问题，本实用新型通过以下技术方案予以实现:
[0006]—种潜水电动机在线故障监控装置，包括:信号采集电路、电源模块、信号调理电路、A/D转换器、数字信号处理单元、RS485通信接口、EPR0M和上位机，所述信号采集电路将采集到的信号经过信号调理电路传送给A/D转换器，再经过所述数字信号处理单元完成对数字信号的小波消噪处理，经过消噪处理的数字信号数据既可以存储在所述EPROM中，也可以通过所述RS485通信接口发送至上位机。
[0007]优选的，所述?目号米集电路包括:电流?目号米集电路、电压?目号米集电路和振动?目号米集电路。
[0008]优选的，所述电流信号采集电路包括型号为SCT254FK的电流互感器，额定输出为
2.5mA，精度可达0.1%。
[0009]优选的，所述振动信号采集电路包括型号为IL300-F-X009的线性光耦器件和反馈电容。
[0010]有益效果:
[0011]本实用新型提供了一种潜水电动机在线故障监控装置，选用电流互感器SCT254FK采集电流信号，使电流采样电路和外部强电信号进行了有效的隔离，并且可以与电流保护互为闭锁，提高了保护装置动作的灵敏度；信号调理电路设计考虑了高次谐波、干扰、混叠等因素干扰，将处理后的标准模拟信号量送至模数转换器；线性光耦器件(IL300-F-X009)用于模拟电压隔离，为了精确地传递模拟信号，检测电压，反馈电容，能够消除噪声干扰，使电路更稳定；信号处理单元将采集的数据进行滤波处理后通过小波包分析方法进行多层次分解，使得提取的特征故障量更加精确。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实施例系统硬件框图；
[0014]图2为本实施例中电流信号采样电路；
[0015]图3为本实施例中振动信号采样电路。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]实施例1:
[0018]如图1所示，一种潜水电动机在线故障监控装置，包括:信号采集电路、电源模块、信号调理电路、A/D转换器、数字信号处理单元、RS485通信接口、EPROM和上位机，信号采集电路将采集到的信号经过信号调理电路传送给A/D转换器，再经过数字信号处理单元完成对数字信号的小波消噪处理，经过消噪处理的数字信号数据既可以存储在所述EPROM中，也可以通过RS485通信接口发送至上位机，信号采集电路包括:电流信号采集电路、电压信号采集电路和振动信号采集电路，电流信号采集电路包括型号为SCT254FK的电流互感器，额定输出为2.5mA，精度可达0.1%，振动信号采集电路包括型号为IL300-F-X009的线性光耦器件和反馈电容。
[0019]电流信号采样电路如图2所示，潜水电动机运行时的电流信号(约30A)经外部电流互感器转换成小电流信号(约5A)，再经过监控装置电路中的型号为SCT254FK的电流互感器，额定输出为2.5mA，精度可达0.1 %，使电流信号采样电路和外部强电信号进行了有效的隔离。输入的电流信号经过SCT254FK后，转换成毫安级的电流信号。因为采集的电流信号为正弦交流信号，含有负值，必须通过电平抬升电路对其增值。经过转换后的电压信号，必须保证幅值在O到3.3V范围内，送入DSP的A/D转换器。
[0020]振动信号采样电路如图3所示，用线性光耦器件(IL300-F-X009)模拟电压隔离，为了精确地传递模拟信号，检测电压。隔离电路的输入部分由IL300-F-X009中的LED、H)1和运放U9A等组成，输出部分由PD2和运放U9B组成。当采集的振动信号转换为电流输入时经过采样电阻R39转换成电压信号，经运放U9A输出后使得LED上流过电流，且输入电压的变化通过LED上的电流体现，使其发光从而把电信号转换成光信号，照射在光敏二极管roi和TO2。电容C47是反馈电容，能够消除噪声干扰，使电路更稳定。
[0021]具体工作过程为:潜水电动机运行时，传感器将潜水电动机的参数信号转换为电信号，DSP系统通过高速A/D转换器将完成定子电压、电流、振动模拟信号的采集，利用DSP内部EPROM较大的优点，可以先将采集的数据暂存于EPR0M，然后通过RS485接口电路将数据发送到上位机。由于采集器采集到的信号中含有噪声因素，为了获得纯净的信号，一般采用小波消噪技术对其进行小波消噪处理。
[0022]本实用新型提供了一种潜水电动机在线故障监控装置，选用电压、电流互感器采集电压、电流信号，一方面可以对工作人员与高压设备进行隔离，另一方面可以达到变压的作用，获得标准电压量，并且可以与电流保护互为闭锁，提高了保护装置动作的灵敏度；信号调理电路设计考虑了高次谐波、干扰、混叠等因素干扰，将处理后的标准模拟信号量送至模数转换器；当对模拟信号进行A/D转换时，需要一定的转换时间，在这个转换时间内，利用采样保持电路对模拟信号保持基本不变，保证了转换的精度；信号处理模块将采集的数据进行滤波处理后通过小波包分析方法进行多层次分解，使得提取的特征故障量更加精确。
[0023]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0024]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种潜水电动机在线故障监控装置，其特征在于，包括:信号采集电路、电源模块、信号调理电路、A/D转换器、数字信号处理单元、RS485通信接口、EPROM和上位机，所述信号采集电路将采集到的信号经过信号调理电路传送给A/D转换器，再经过所述数字信号处理单元完成对数字信号的小波消噪处理，经过消噪处理的数字信号数据既可以存储在所述EPROM中，也可以通过所述RS485通信接口发送至上位机。2.如权利要求1所述的潜水电动机在线故障监控装置，其特征在于:所述信号采集电路包括:电流信号采集电路、电压信号采集电路和振动信号采集电路。3.如权利要求2所述的潜水电动机在线故障监控装置，其特征在于:所述电流信号采集电路包括型号为SCT254FK的电流互感器，额定输出为2.5mA，精度可达0.1%。4.如权利要求2所述的潜水电动机在线故障监控装置，其特征在于:所述振动信号采集电路包括型号为IL300-F-X009的线性光耦器件和反馈电容。
【专利摘要】本实用新型涉及DSP监测及控制技术，具体涉及一种潜水电动机在线故障监控装置,包括：信号采集电路、电源模块、信号调理电路、A/D转换器、数字信号处理单元、RS485通信接口、EPROM和上位机，所述信号采集电路将采集到的信号经过信号调理电路传送给A/D转换器，再经过所述数字信号处理单元完成对数字信号的小波消噪处理，经过消噪处理的数字信号数据既可以存储在所述EPROM中，也可以通过所述RS485通信接口发送至上位机。本实用新型通过独特的电路设计使得采集的潜水电动机信号精确，安全，解决了传统潜水电动机检测维护不方便的问题。
【IPC分类】G05B19/048, G01R31/34
【公开号】CN204731595
【申请号】CN201520411332
【发明人】康志亮, 许丽佳, 王中成, 刘明丹, 庞涛, 黄鹏
【申请人】四川农业大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月15日