一种载波式电机保护电路及其应用的保护方法与流程

1.本技术涉及保护电路的领域，尤其是涉及一种载波式电机保护电路及其应用的保护方法。


背景技术：

2.目前在工业领域及过程控制领域中，电机是最主要的执行单元设备，电机的运行状态决定着控制系统的性能。电机的供电电压、耗电电流、温度以及转速等都是电机的运行参数，也是电机运行状态是否良好的标志。通过对这些参数进行监测，能够有效了解电机的运行状态。在电机出现缺相、过流、漏电、温度过高和转速过慢等情况都需要进行相应的措施。
3.以下对电机的其中一个应用，水泵进行说明。水泵是由电机提供驱动力，是输送液体或使液体增压的机械。其中，深井泵是水泵中的一种类型，通过浸入地下水井中进行抽吸和输送水。如在对深井泵的电机进行温度和转速监测时，需要将采集好的温度数据和转速数据，通过一根信号线随着电源线一起引出，进而在地面上完成数据的接收和监测，在深井泵电机的温度过高或转速异常的情况下，能够将深井泵电机的供电进行切断以达到保护电机的目的。
4.针对于上述情况，发明人发现深井泵往往浸入到地下水井中，深度浅的几十米，深的可达到百来米，需要配的信号线长度也要与深度保持一致，但信号线的价格往往较高，造成整体的生产成本较高，因此存在一定的改进之处。


技术实现要素：

5.为了降低生产成本，本技术提供一种载波式电机保护电路及其应用的保护方法。
6.本技术提供的一种载波式电机保护电路采用如下的技术方案：一种载波式电机保护电路，包括调制模块、多组数据采集选频模块、解调模块和执行模块；调制模块耦接于电机的供电电路，调制模块用于调制出多组不同频率的载波信号至电机的供电电路中；多组数据采集选频模块并联在电机供电电路上，每组数据采集选频模块用于采集不同的电机运行参数，并在电机运行参数异常时将对应频率的载波信号选出并滤除；解调模块耦接于电机的供电电路，解调模块用于接收调制模块调制的多组不同频率的载波信号，并在多组载波信号中有缺失时通过执行模块切断电机的供电电路。
7.可选的，所述数据采集选频模块包括采集传感器、开关电路和选频电路；所述采集传感器通过开关电路连接于选频电路，所述采集传感器用于采集电机运行参数并控制选频电路的通断；所述选频电路连接于电机的供电电路，所述选频电路用于选出电机供电电路中与其对应频率的载波信号进行滤除。
8.可选的，所述数据采集选频模块包括但不限于用于采集电机运行参数中的温度参数和转速参数。
9.可选的，所述调制模块和所述解调模块通过耦合器耦接于电机的供电电路。
10.可选的，所述电机供电电路上连接有保险丝。
11.可选的，电机供电电路上连接有电源电路以用于提供电能至调制模块、解调模块和执行模块。
12.可选的，所述执行模块采用继电器。
13.本技术提供的一种载波式电机保护方法采用如下的技术方案：一种载波式电机保护方法，应用如上述技术方案所述的载波式电机保护电路，包括如下步骤：调制模块用于调制出多组不同频率的载波信号至电机的供电电路中；多组数据采集选频模块并联在电机供电电路上，每组数据采集选频模块用于采集不同的电机运行参数，并在电机运行参数异常时将对应频率的载波信号选出并滤除；解调模块用于接收调制模块调制的多组不同频率的载波信号，在多组载波信号完整时保持电机的供电电路，在多组载波信号中有缺失时通过执行模块切断电机的供电电路。
14.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1、本技术的保护电路能够将载波信号调制到电机的供电电路中，直接应用电机的电源线，无需额外布设信号线，从而达到节约成本的目的；2、本技术中保护电路可以额外附接在电机供电电路上，无需对电机进行改造，电路结构简单，进一步降低生产成本。
附图说明
15.图1是载波式电机保护电路的电路示意图。
16.图2是数据采集选频模块的一个实施例的电路示意图。
17.图3是数据采集选频模块的另一个实施例的电路示意图。
18.图4是载波式电机保护方法的流程示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
20.现有技术中，在对深井泵的电机进行温度和转速监测时，需要将采集好的温度数据和转速数据，通过一根信号线随着电源线一起引出，进而在地面上完成数据的接收和监测，在深井泵电机的温度过高或转速异常的情况下，能够将深井泵电机的供电电路进行切断以达到保护电机的目的。其中，深井泵往往浸入到地下水井中，深度浅的几十米，深的可达到百来米，需要配的信号线长度也要与深度保持一致，但信号线的价格往往较高，造成整体的生产成本较高。
21.以上仅以深井泵举例进行说明，在实际生活中，在电机运行参数需要信号线进行长距离传输时，均会存在上述问题。
22.针对于上述现有技术的缺陷，本发明技术方案提供了解决思路。本技术技术方案
通过调制模块调制出多组不同频率的载波信号进入到电机的供电电路中，解调模块将多组载波信号进行解调，数据采集选频模块采集电机运行参数，在电机运行参数正常时，解调模块正常对每组载波信号进行解调。
23.但当如电机温度过高或转速异常时，数据采集选频模块采集到上述电机运行参数异常，数据采集选频模块将电机供电电路中对应于异常电机运行参数的频率的载波信号选出并滤除，进而解调模块在对每组载波信号进行解调时，若发现有其中一组载波信号缺失，表示电机出现异常，将通过执行模块切断电机供电电路。
24.因此，本技术能够将载波信号调制到电机的供电电路中，载波信号直接应用电机的电源线进行传输，无需额外布设信号线，不仅达到监控电机运行参数，也能够达到节约成本的目的。
25.实施例一综合上述发明思路，本实施例提供了一种载波式电机保护电路，参照图1所示，包括调制模块、多组数据采集选频模块、解调模块和执行模块。
26.调制模块耦接于电机的供电电路，调制模块用于调制出多组不同频率的载波信号至电机的供电电路中。
27.具体的，调制模块调制的多组载波信号的频率范围在100khz~500khz之间，本技术中，若调制模块调制两组载波信号，即两组载波信号的频率分别为100khz和300khz。
28.调制模块通过耦合器耦接在电机的供电电路上，本实施例中以单相电对电机的供电电路进行举例说明，电机供电电路为电机的电源线，电机供电电路具有零线和火线，耦合器具有调制输入端、解调输出端、第一端和第二端，调制模块连接在耦合器的调制输入端上，解调模块连接在耦合器的解调输出端上，耦合器的第一端连接在零线上，耦合器的第二端连接在火线上，耦合器也起到调制模块、解调模块和电机供电电路隔离的作用。
29.其中，解调模块通过耦合器耦接于电机的供电电路中，在调制出多组不同频率的载波信号至电机的供电电路中，解调模块能够接收调制模块调制的多组不同频率的载波信号并进行相应解调。
30.参照图1所示，多组数据采集选频模块并联在电机供电电路上，每组数据采集选频模块用于采集不同的电机运行参数，并在电机运行参数异常时将对应频率的载波信号选出并滤除。
31.具体的，一组数据采集选频模块与一组频率的载波信号匹配对应，即该组数据采集选频模块采集到一项电机运行参数异常时，该组数据采集选频模块即可将对应组频率的载波信号选出并滤除。
32.本实施例中，所述数据采集选频模块包括但不限于用于采集电机运行参数中的温度参数和转速参数。
33.若仅仅以数据采集选频模块设置两组为例进行说明。第一组数据采集选频模块用于采集温度电机运行参数，第二组数据采集选频模块用于采集转速电机运行参数。第一组数据采集选频模块能够选出电机供电电路中频率为100khz的载波信号并滤除，第二组数据采集选频模块能够选出电机供电电路中频率为300khz的载波信号并滤除。
34.因此，当电机运行的温度过高，第一组数据采集选频模块将采集到电机运行参数温度出现异常，此时，第一组数据采集选频模块将选出电机供电电路中频率为100khz的载
波信号并滤除。当然，电机运行时可能单单出现温度过高或转速过高，也可能同时出现温度过高或转速过高的情况，这时第一组数据采集选频模块和第二组数据采集选频模块能够单独或同时作用，将电机供电电路中对应组频率的载波信号选出并滤除。
35.参照图1和图2所示，以下对数据采集选频模块进行详细说明。
36.数据采集选频模块包括采集传感器、开关电路和选频电路。
37.采集传感器通过开关电路连接于选频电路，采集传感器用于采集电机运行参数并控制选频电路的通断。选频电路连接于电机的供电电路，选频电路用于选出电机供电电路中与其对应频率的载波信号进行滤除。
38.具体的，根据数据采集选频模块需要采集不同的电机运行参数，采集传感器可以为不同的采集传感器，如数据采集选频模块需要采集温度电机运行参数，采集传感器为温度传感器。数据采集选频模块需要采集转速电机运行参数，采集传感器为转速传感器。
39.值得说明的是，温度传感器和转速传感器采用无源器件或有源器件可以根据需求进行应用。
40.在一个实施例中，参照图3所示，开关电路串联在选频电路上，开关电路将采用常开型开关电路。在另一个实施例中，参照图2所示，开关电路并联在选频电路上，开关电路将采用常闭性开关电路。开关电路具体与选频电路的连接方式可以根据用户需求进行应用。本实施例仅需要通过采集传感器和开关电路能够控制选频电路的通断即可。即采集传感器未采集到电机运行参数异常，选频电路被开关电路短路或断路。当采集传感器采集到电机运行参数异常，选频电路被开关电路通路。
41.每个数据采集选频模块中的选频电路滤除对应频率的载波信号。在一个实施例中，选频电路可以采用lc选频电路，也可以采用其他选频电路，可以根据用户的需求进行应用，仅需要通过选频电路将电机供电电路中对应频率的载波信号选出并滤除即可。如电路供电电路中载波信号的频率为100khz，选频电路选用对应规格的电容和电感，可以将100khz频率的载波信号进行滤除。同理电路供电电路中载波信号的频率为300khz，选频电路选用对应规格的电容和电感，可以将300khz频率的载波信号进行滤除。
42.参照图1所示，解调模块通过耦合器耦接于电机的供电电路中，解调模块用于接收调制模块调制的多组不同频率的载波信号，在多组载波信号完整时保持电机的供电电路，在多组载波信号中有缺失时通过执行模块切断电机的供电电路。
43.具体的，在数据采集选频模块未采集到电机运行参数异常时，电机供电电路中存在多组不同频率的载波信号，解调模块能够将每组载波信号分别解调，从而通过执行模块保持电机供电电路畅通。但在数据采集选频模块采集到电机运行参数异常，如温度电机运行参数异常或转速电机运行参数异常，或温度电机运行参数和转速电机运行参数都异常，数据采集选频模块将电机供电电路中对应频率的载波信号进行滤除，解调模块将发现电机供电电路中载波信号的缺失，此时，解调模块将通过执行模块切断电机的供电电路。
44.参照图1所示，执行模块采用继电器，执行模块包括执行器和常闭触点组，常闭触点组连接在电机供电电路上，执行器受控于解调模块。
45.在一个实施例中，电机供电电路上连接有电源电路以用于提供电能至调制模块、解调模块和执行模块，电源电路包括整流滤波电路和降压电路，能够将电机供电电路的交流电整流滤波降压成直流电以提供电能给调制模块、解调模块和执行模块。在另一个实施
例中，调制模块、解调模块、执行模块上连接有独立的电源进行供电，电源可以采用电池。
46.参照图1所示，电机供电电路上还连接有保险丝。保险丝用来达到保护电机的目的。
47.本技术实施例一种载波式电机保护电路的实施原理为：本技术技术方案通过调制模块调制出多组不同频率的载波信号进入到电机的供电电路中，解调模块将多组载波信号进行解调，数据采集选频模块采集电机运行参数，在电机运行参数正常时，解调模块正常对每组载波信号进行解调。但当如电机温度过高或转速异常时，数据采集选频模块采集到上述电机运行参数异常，数据采集选频模块将电机供电电路中对应于异常电机运行参数的频率的载波信号选出并滤除，进而解调模块在对每组载波信号进行解调时，若发现有其中一组载波信号缺失，表示电机出现异常，将通过执行模块切断电机供电电路。
48.本技术能够将载波信号调制到电机的供电电路中，载波信号直接应用电机的电源线进行传输，无需额外布设信号线，不仅达到监控电机运行参数，也能够达到节约成本的目的。并且本技术中调制模块、解调模块和执行模块可以作为一个集成模块直接连接在电机的供电回路上，数据采集选频模块可以作为一个集成的模块安装在电机内，采集电机运行参数的同时并接入到电机供电电路上，通过上述集成的方式，整体保护电路的安装方式更加便捷，无需对电机进行大改造，从而进一步降低生产成本。
49.实施例二本技术提供的一种载波式电机保护方法采用如下的技术方案：一种载波式电机保护方法，应用如上述技术方案所述的载波式电机保护电路，参照图4所示，包括如下步骤：步骤s100，调制模块用于调制出多组不同频率的载波信号至电机的供电电路中；步骤s200，多组数据采集选频模块并联在电机供电电路上，每组数据采集选频模块用于采集不同的电机运行参数，并在电机运行参数异常时将对应频率的载波信号选出并滤除；步骤s300,解调模块用于接收调制模块调制的多组不同频率的载波信号，在多组载波信号完整时保持电机的供电电路，在多组载波信号中有缺失时通过执行模块切断电机的供电电路。
50.调制模块、数据采集选频模块、解调模块和执行模块在上述技术方案中已经阐述清楚，此处不做重复赘述。
51.本技术实施例一种载波式电机保护方法的实施原理为：本技术技术方案通过调制模块调制出多组不同频率的载波信号进入到电机的供电电路中，解调模块将多组载波信号进行解调，数据采集选频模块采集电机运行参数，在电机运行参数正常时，解调模块正常对每组载波信号进行解调。但当如电机温度过高或转速异常时，数据采集选频模块采集到上述电机运行参数异常，数据采集选频模块将电机供电电路中对应于异常电机运行参数的频率的载波信号选出并滤除，进而解调模块在对每组载波信号进行解调时，若发现有其中一组载波信号缺失，表示电机出现异常，将通过执行模块切断电机供电电路。
52.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术
的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。