电动机运行状态监测系统

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发电厂厂用电气监控管理系统(ECMS)

RCS—9700发电厂厂用电气监控管理系统（ECMS）1 概述2000年起，为了适应电厂厂用电监控自动化的需要，南瑞继保在总结多年从事厂站开发、研究的基础上,采用统一硬件平台、统一软件平台,开发了新一代RCS—9700监控系统,该系统对电厂厂用电信息从系统的高度进行了全面统一的考虑。

2002年8月25日通过国电公司鉴定：系统设计先进，运行稳定,性能优良,调试维护方便，满足电力系统使用要求.系统的主要技术性能指标达到了国际同类系统的先进水平。

RCS—9700发电厂厂用电气监控管理系统集合保护功能和测控功能，保护和测控功能自始至终既相对独立又相互融合，为发电厂电气自动化提供了一个完整的解决方案，能满足各种机组容量等级发电厂的电气自动化需要.发电厂电气监控管理系统——ECMS（Electrical Control and Management System in power plants）即原来的 FECS、EFCS、ECS 等，是中国电力顾问集团鉴于厂用电监控管理系统名称混乱而进行统一的(详见电顾问 2008 ［20］号文)。

2 电气监控管理系统2。

1分布式结构RCS-9700发电厂厂用电气监控管理系统（以下简称RCS—9700ECMS 系统）采用分层、分布、开放式网络系统结构,具有典型的三层结构：站控层、通信管理层、智能终端层。

站控层——采用双以太网冗余结构,根据需要可设置数据库服务器、电气操作员站、电气工程师站、打印机以及负责与其它系统通信的通信网关,形成电气系统监控、管理中心。

通信管理层—-主要由通信管理单元、交换机等组成。

采用通信管理单元实现规约转换和装置通信,并转发站控层及DCS系统的遥控命令。

由于现场保护测控单元等智能设备数量多，一般机组10kV厂用电子系统、6kV厂用电子系统、380V厂用电子系统、厂用公用子系统和其他智能设备可分别组网,保证了系统的实时性和稳定性。

各子系统可分别设置通信管理单元，根据需要可为双机冗余设计。

电机安全运行状态监测系统的应用(上)

上升为 “ 科学决策 ” 在经济方面：通过大大减少检修；时间，提高检修效果，从而为企业创造显著效益！是
挣钱，而非仅仅节能或省钱！因为：以前业界普遍认为，随着设备使用时间的延续，其故障相应增加。随着技术的进步和认识的提高，新研究认为设备的实际
Ｆ早期故障率较高，：而后故障率逐渐下降到一个稳定或缓慢
Ｃ：显示故障率缓慢增加，没有明显的寿期。Ｄ：显示新部件的故障率较低，而后迅速增加到一个较稳定的水平。Ｅ：显示在寿期内故障率恒定不变，故障随机发生。
方案。应用本系统能够使企业在管理方面：减少制定
检修计划的决策风险，避免安全隐患，由 “ 经验决策”
图１设备故障率与运行时间关系
Ａ：众所周知的 “ 浴盆曲线 ” ，起始段故障率较高（称做 “ 早收稿日期：２０ —０ — ２０８９２
掌握污水处理厂一号进水泵电机的定子、转子、电机轴承等部件的健康状态，为设备检修提供依
据。
【关键词】波形图正序视在阻抗滤波值负序视在阻抗滤波值检测阀值自整定
电压谐波电流谐波
ＡｂｔａｔＴｈｏｇｅｍｏｏｆｔｎｉｇｓａｅｍｏｉｒｎｓｅ，ｎｌｓｎｅｃｒｅｔｖｌｇ，ｖｎａｍｏｉｓｒｃ：ｒｕｈｔｔｒａｅｙｒｎｎｔｎｔｉｇｓｔｍａａｙｉｇｔｕｒｎ，ｏｔｅｗａｅａｄｈｒｎｃｈｓｕｔｏｙｈａｉｔｒｅｆｒａｃ，ｒｓｉｇｔｅｗｏｋｎｔｔｆ１｝ｕｐｌｉｇｗａｅｕｔｔｒｒｔｒｍｏｏｅｒｇａｄｏｈｒｎｍｏｏｒｏｍｎｅｇａｐｎｈｒｉｇｓａｅｏ ≠ ｓｐｙｎｔｒｍｐｓａｏ，ｏｏ，ｔｒａｉｎｔｅｐｐｂｎ

石化配电网及电气设备运行状态监测系统

ｍｅｔｅａｉｎｌｎｉｎＭｏｉｒｇｎＯｐｒｔａｏＣｏｄｔｎｏｉｉｏｔｎ
ＬＹｏｇＩｎ
（ｑｉｅｔｎｉｅｉＤｖｉ，ｈａｅｏｈｍｃＣｒｒｉ，ｉｇ０７８ｈａＥｕｍｎＥｇｅｎｉｓｎＣｉＰｔｃｅｉｌｏｏｔｎｅｉ０２，ｉ）ｐｎｒｇｉｏｎｒａｐａｏＢｊ１ｎＣｎ
ｍａｎｅａｃ．ｉｔｎｎｅ
Ｋｙｗｏｄ：ｏｒｉｒｕｏｄｓａｈｎａｔｍａｏｓｍ；ｐｒｔｎｎｔｎｍｏｉｒｙｔｍ；ｅ；ｏｄｔｎｂｓｄｍａｔａｃｅｒｓｐｗｅｄｓｉｔｎｉｔｉｇｕｏｔｎｓｔｏｅａｏａｃｄｉｔｂｉｐｃｉｙｅｉｌｏｉｏｎｔｓｏｓｅ￣ｈｍｅｃｎｉ－ａｅｉｏｉｅｕｅ．ｎｎ
ｓｅｉｃｒｃｎｔｃｄｓｈｍｅＯｌｈｏｒｉｒｕｉｎｄｓａｃｉｇａｔｍａｉｎｓｓｍｎｈｌｔｃｌｑｉｍｅｔｐｒｔｎｏｄｔｎｐｃｆｏｓｕｔｃｅｉｔｅｗｅｓｉｔｉｐｔｈｎｕｏｔｔａｄｔｅｅｅｒａｅｕｐｎｅａｉａｃｎｉｏｉｅｒｅｐｄｔｂｏｏｙｅｃｉｏｏｌｉｍｏｉｒｙｔｍｒｐｓｄ．ｈｒｂｅｘｓｄａｅａｓｉｕｓ．ｈｓａｅｉｅｍｅｉｔｎｅｉｌｍｅｔｔｎｏｃｎｉｏａｅｎｔｓｏｓｅｉｐｏｏｅＴｅｐｏｌｍｓｉｅｏｄｓｓｅＴｉｐｐｒｖｓｏｒｉｓｏｔｓｅｔｒｌｃｄｇｓｄｅｏｔｈｍｐｅｎａｉｆｏｄｔｎｂｓｄｃｏｉ

学习情境4 MCGS组态控制同步电动机运行

学习情境4 MCGS组态控制同步电动机
运行
介绍
本文档将介绍研究情境4中的MCGS组态控制同步电动机运行的相关内容。

MCGS组态控制同步电动机运行
MCGS（Monitor and Control Graphic System）是一种常用的组态软件，用于实时监控和控制各种电气设备。

在研究情境4中，使用MCGS来控制同步电动机的运行。

同步电动机
同步电动机是一种以固有的同步速度运转的电动机，与电网频率同步。

它们适用于高功率、稳定运行的应用场景，如电厂、大型工业设备等。

组态控制同步电动机运行的步骤
1. 安装和配置MCGS软件：首先，需要安装和配置MCGS软件，并与同步电动机的控制系统进行连接。

2. 创建监控界面：在MCGS软件中创建一个监控界面，用于显示同步电动机的状态和参数。

3. 设置控制逻辑：通过MCGS软件，设置控制逻辑以实现对同步电动机的启停、调速等控制操作。

4. 监控和操作同步电动机：在监控界面上，可以实时监测同步电动机的运行状态，并进行相应的操作。

结论
通过MCGS组态控制同步电动机的运行，可以实现对同步电动机的准确控制和监测。

这对于提高电动机的效率和运行稳定性非常重要。

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总字数：xxx字。

电机状态在线监测系统的设计与开发

状态，以提高系统运行的可靠性、安全性，并能为更进一步的测控处理提供基础。整个系统包括了推进电机，负载电机，霍尔闭环形电压、电流传感器、旋转编码盘、信号调理电路、数据采集卡。运用ＶｓａＣ＋ｉｌ＋ｕ进行程序编写。系统完成了数据采集、宁信号处理，出了数据显示波形，步验证了该设计的可行数给初
保护等优点。
２１电参数检测传感器．对电机电参数的监测主要是对电流电压有效
值、频率、最大幅值、波形等参数的测量。对于强电
信号的参数测量则必须涉及到信号的转换。信号的转换可以采取的方法很多，系统设计中信号转换采
性。
关键词：在线监测；电力推进；数字信号处理；数据采集；ｉａＣ＋Ｖｓｌｕ＋
１前言
船舶吊舱式电力推进系统，将推进电机转轴是与螺旋桨直接相连，旋桨作为电动机的负载。整螺个电力推进系统是由推进电机直接驱动螺旋桨，使螺旋桨在水中产生推力作用于船体，船舶运动。使电力推进船对推进电机的要求是快速而准确的速度响应，任何扰动下速度能快速恢复。因此，当今迅在速发展起来的船舶吊舱式电力推进系统中采用状态在线监测的检测方式，可及时了解电机的运行状态，及时排除故障，舶的安全运行得到很大的提高。使船本设计是对船舶吊舱式电力推进系统的模拟，

电动机的故障诊断与智能监测系统

电动机的故障诊断与智能监测系统一、引言电动机作为工业生产中常见的设备之一，在生产过程中可能会遇到各种故障，给生产带来困扰。

因此，开发一种高效准确的电动机故障诊断与智能监测系统具有重要意义。

本文将探讨电动机故障诊断与智能监测系统的原理、应用及未来发展趋势。

二、电动机故障诊断原理1. 传统故障诊断方法传统的电动机故障诊断方法主要基于经验和直观判断，如通过声音、振动、温度等指标来判断电动机是否存在故障。

然而，这种方法存在主观性强、准确率低等问题。

2. 基于传感器数据的故障诊断基于传感器数据的故障诊断方法主要利用电动机工作过程中产生的振动、电流、温度等数据进行分析。

通过建立数学模型和采用信号处理算法，可以对电动机是否存在异常进行准确判断。

三、电动机智能监测系统的应用1. 故障预警电动机智能监测系统可以通过实时监测电动机的运行状态，分析数据并比对预设的故障模型，提前预警电动机的潜在故障，以避免因故障导致的停机和损失。

2. 故障诊断电动机智能监测系统可以根据传感器数据对电动机进行故障诊断，准确判断故障类型和位置。

通过及时的故障诊断，可以快速采取修复措施，避免故障扩大和带来更大的损失。

3. 运行优化电动机智能监测系统通过对电动机的运行数据进行分析，可以判断电动机的性能和效率。

通过优化电动机的运行参数，可以提高生产效率，降低能耗，并延长电动机的使用寿命。

四、电动机故障诊断与智能监测系统的发展趋势1. 数据驱动的故障诊断与预测随着大数据和人工智能技术的快速发展，电动机故障诊断与智能监测系统将更加依赖数据分析和模型算法，能够实现更准确的故障诊断和预测。

2. 云端监控与远程管理随着物联网技术的不断进步，电动机智能监测系统可以实现云端监控和远程管理，工程师可以通过手机或电脑随时随地监测电动机的运行状态，并进行相应的管理和维护。

3. 智能维修和预防性保养未来的电动机智能监测系统将结合机器学习和自动化技术，能够自主进行故障维修和预防性保养。

电动机的故障检测与监测方法

电动机的故障检测与监测方法故障检测与监测是电动机维护和运行过程中的关键环节，能够帮助及时发现和解决电动机故障，保障设备的正常运行。

本文将介绍几种常见的电动机故障检测与监测方法，以期提高电动机的使用寿命和可靠性。

一、温度监测法电动机运行过程中，温度的变化可以反映出电机的工作状态和可能存在的故障。

通过在电动机上安装温度传感器，实时监测电机的温度变化，可以有效检测电机的故障。

二、振动监测法电动机在工作时会产生振动，不同的振动模式对应不同的故障类型。

通过在电机上安装加速度传感器，监测电机振动信号，可以分析出电机的健康状况和故障类型，及时采取措施进行维修保养。

三、电流监测法电动机的故障往往会导致电机的电流波形出现异常。

通过安装电流传感器，实时监测电机的电流变化，可以及时发现电动机的故障，例如转子断条、绕组短路等。

四、电压监测法电动机的故障也会对电机供电系统产生影响，进而导致电动机的电压波形发生异常变化。

通过在电机供电系统上安装电压传感器，监测电压波形的变化，可以及时判断电动机故障，并进行相应的维修处理。

五、噪音监测法电动机故障往往伴随着异常的噪音产生。

通过监测电机运行时的噪音信号，可以判断电机是否存在异常情况，并进行相应的维护工作。

该方法对于一些难以接触到的电动机也十分有效。

六、绝缘监测法电动机的绝缘状况是其正常运行的重要保障。

通过使用绝缘测试仪对电机的绝缘电阻进行定期检测，可以有效判断电机绝缘的健康状况，及时发现绝缘损坏的问题。

七、转速监测法电动机的转速异常往往是其故障的一个重要表现。

通过安装转速传感器，监测电动机的转速变化，可以判断电动机是否存在故障情况，并及时采取措施进行维修。

八、霍尔传感器监测法通过在电动机上安装霍尔传感器，可以实时监测电机的转子位置和磁极间隙，从而判断电动机是否存在转子磁极损坏或间隙过大的故障。

综上所述，电动机的故障检测与监测方法多种多样，可以从不同的角度对电机的运行状况进行监测。

电机运行状态在线综合监测系统的研究与构建

电机运行状态在线综合监测系统的研究与构建【摘要】电机运行状态在生产线安检中是重点监测对象，传统采用人工离线方式定期巡检。

本文应用传感设备检测状态信号，现场总线传输数据，组态软件采集管理数据的方法实现了电机运行状态的在线监测。

通过实时监测电机运行状态，及时诊断设备故障并维修设备，避免经济损失，保证生产安全稳定。

【关键词】电机;在线监测;专家系统;冗余一、引言针对鲍店煤矿选煤厂电动机的运行环境，为减少事故，降低能耗，确保安全生产，运用测控技术、计算机技术、网络通信技术等方法，对重要关键设备的电动机进行在线监测技术研究与应用。

在设备不停机的情况下通过对电动机的三相电压、电流、温度、振动等参数进行实时在线监测，对采集的参数数据进行算法分析，以信息融合理论来综合判断其运转是否正常，有无异常与劣化征兆。

通过对监测数据的分析处理，实现能耗评估，设备故障报警、检修预警等功能，以便提前制定采取针对性措施来控制和防止事故的发生，从而避免设备突发性故障造成的设备损坏以及停工停产等巨大损失，减少计划维修所造成的一些浪费，不断提高设备完好率与使用率，从而实现对电机的综合监控及保护。

二、系统设计方案电机在线监测网络拓扑图见图1，为增加系统可靠性，采用冗余设计方案，主从设备互为备份自动切换。

在选煤厂原煤车间生产线上，选取16台重要关键设备电机和2个分级筛作为重点监测对象，主要监测电机三相电压、三相电流、功率、电量、温度、振动等运行状态参数。

电压和电流互感器检测电机三相电信号，经三相电参数模块计算出各个电参数并通过RS485总线传送到串口服务器。

串口服务器通过以太网交换机向电机综合监测系统提供各个电参数模块的数据。

温度传感器检测电机温度，经温度变送器输出模拟信号到信号隔离器。

振动传感器检测分级筛振动，经振动模块输出模拟信号到信号隔离器。

信号隔离器输出模拟信号到西门子PLC。

PLC计算温度和振动值并通过以太网交换机向电机综合监测系统提供温度和振动数据。

一种基于STM32的无刷直流电动机检测系统设计

link appraisement
周琦张宇翔李丹雯
航空工业陕西飞机工业（集团）有限公司制造工程部特设室
周琦（1982-）主要从事航空电气相关工作；张宇翔（1979-）主要从事航空电气相关工作；李丹雯（1989-）主要从事航空电气相关工作。

图2 电流检测电路图3 位置检测电路图4 转速检测电路图5 温度检测电路
图8 外围电路图6 显示电路
图7 电源电路
数据线，连接至STM32的PG0－PG7上。

此外，由于
LCD12864采用并口传输方式，因此将PSB固定置为高电
平。

引脚A和K分别是背光源正和背光源负，因此一端接
5V电源，一端接地。

电源电路
本设计电源电路只考虑STM32、霍尔传感器以及
LCD12864的供电，因此需要的电压有直流5V和3.3V。

本系统以直流24V作为系统的输入电源，为整个系统提供
稳定的电压，如图7所示。

首先，需要将24V直流转换为
5V直流进行输出，因此本设计采用LM2956进行电压转换。

电路中，为了防止24V输入端的瞬态电压过大
而造成电路损坏，采用C14和C15作为电路输入电容。

此。

电动机的状态监测与诊断技术

电动机的状态监测与诊断技术随着工业化的加速和人口的增长，电机已经成为社会发展不可或缺的一部分。

电机作为电力设备中最基础且使用最广泛的一种设备，其在轨道交通、航空、汽车工业、能源、环保等许多领域中扮演着极其重要的角色。

因此，为保障电机的安全与稳定运行，电机状态监测与诊断技术显得非常必要。

一、电机状态监测技术的重要性为保障电机运行的稳定性和可靠性，对其进行状态监测是非常重要的。

电机状态监测技术可以全方位地监测到电机的运行情况，其中包括其电气性能、机械性能、环境影响等方面。

通过对这些指标的监测，我们可以及时发现电机问题，采取相应的修复措施，以避免事故的发生。

另一方面，电机状态监测技术在保护环境、节能减排方面也发挥着不可替代的作用。

电机在工作时，会因为一些原因而出现质量问题，例如电阻增长、励磁失效等。

这些问题不仅会影响电机的运行稳定性，而且会导致电机能效的不断降低和污染的加重。

而通过电机状态监测技术，我们可以及时发现并解决这些问题，有效提高电机的能效，减少环境污染。

因此，电机状态监测技术在电机运行管理以及环保节能方面都起到了非常重要的作用，具有广泛的应用前景。

二、电机状态监测技术的现状目前，电机状态监测技术综合了物理、数学、计算机科学和电气工程等多学科的知识，发展出了很多可靠、精准的状态监测方法。

常用的状态监测方法主要包括振动、声音、温度、电气、机械位移、光学等多种方法。

这些方法都有其独特的优缺点和适用范围。

其中，振动监测技术被广泛用于电机状态监测，因为电机的振动会随着其运转的变化而变化。

通过振动测试可以得到电机在各个运行状态下的振动信息，进一步分析出其运行的质量状态和故障类型。

此外，电机的声音信息在状态监测中也起到了重要作用。

基于不同类型声音的特征，可以判断出电机在运行过程中的问题和故障类型。

在电气维度上，电机的变量感知和诊断技术也是电机状态监测的重要技术手段，包括电流、电压、频率、功率等电气参数的监测和分析。

电动机的运行状态评估与优化

电动机的运行状态评估与优化电动机是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个行业和领域。

对于电动机的运行状态进行评估与优化，可以提高其效率和稳定性，延长使用寿命，降低维修成本。

本文将介绍电动机的运行状态评估与优化的方法和技术。

一、电动机运行状态评估电动机运行状态评估是指通过收集和分析电动机的运行数据，判断其运行状态是否正常、性能是否良好。

评估电动机运行状态的方法主要包括以下几种：1. 故障检测与诊断：通过监测电动机的振动、温度、电流、电压等参数，结合故障数据库和专家系统，实现对电动机故障的检测与诊断。

例如，当电动机振动频率明显高于正常范围时，可能存在轴承故障或不平衡问题。

2. 功率分析：通过测量电动机的输入功率、输出功率和转速等参数，计算电动机的能效指标，评估电动机的能耗和效率。

通过比较不同条件下的能效指标，找出影响电动机能效的因素，并采取相应的优化措施。

3. 温度监测：电动机的温度是判断其运行状态的重要指标之一。

通过安装温度传感器在电动机的关键位置，实时监测电机温度变化。

当温度异常升高时，可能存在过载、散热不良等问题，需要及时采取措施进行处理。

4. 振动分析：电动机的振动可以反映其内部零部件的运动状态和性能。

通过安装振动传感器，监测电动机振动情况，利用振动信号分析技术，识别并评估电动机的运行状态。

例如，当振动幅值明显增大时，可能存在轴承磨损或不平衡问题。

二、电动机运行状态优化电动机运行状态优化是指通过调整电动机的工作条件、改善其运行环境、优化控制策略等方式，提高电动机的性能和效率。

以下是几种常见的电动机运行状态优化方法：1. 负载匹配优化：根据电动机的负载特性和工作条件，选择合适的负载匹配方式，使电动机在最佳工作点附近运行，提高能效和稳定性。

2. 冷却系统优化：电动机的温度对其性能和寿命有重要影响。

通过改善电动机的冷却系统设计，提高散热效果，降低温度升高速度，延长电动机使用寿命。

3. 控制策略优化：电动机的控制策略对其运行状态和性能有重要影响。

基于无线传输的电机状态监测系统设计

第31卷第4期辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2012年8月V ol.31No.4Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ）Aug.2012收稿日期：3基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目（DX 5B ）作者简介：王辉俊（），男，江苏丹阳人，硕士，讲师，主要从事控制理论与控制工程方面研究本文编校：朱艳华文章编号：1008-0562(2012)04-0560-04基于无线传输的电机状态监测系统设计王辉俊1，尤文强1，刘永涛1，彭亮2（1.华北科技学院电子信息工程学院,北京东燕郊101601;2.辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105）摘要：为了减少三相异步电动机在运行过程中的损坏次数及设备故障率，降低维修费用，提高电动机运行的可靠性，设计了一种以SPMC75F2413A 单片机为控制核心的电机状态监测系统.采用理论分析和实验的方法，提出了基于对称分量法的电动机保护算法，实现了监测系统的软硬件设计.研究结果表明：该系统可在线监测三相电动机的各种运行状态，如过载、堵转、三相短路、漏电等，通过无线方式与监控系统主机通信，进行保护和控制.该监测系统可广泛应用于电厂、油田、煤矿等领域.关键词：电机状态；对称分量法；保护算法；无线传输；故障；反时限；nRF401；SPMC75F2413A 中图分类号：TM 307文献标志码：BDesign of motor conditions monitor system based on wireless transmissionWANG Huijun 1,YOU Wenqia ng 1,LIU Y ongtao 1,PENG Lia ng 2（1.College of Electr onic and I nfor mation Engineer ing,North China I nstitute of Science a nd Technology,Beijing 101601,China;2.College of Electrical and Contr ol Engineer ing,Liaoning Technical Univer sity,H uludao 125105,China ）Abstract ：To overcome the fault problem,reduce maintenance cost and improve reliability of three-phase asynchronous motor during operation,a motor conditions monitoring system has been developed based on the SPMC75F2413A microcomputer.This paper presents a motor protective arithmetic based on symmetrical component method and achieves the hardware and software design of the monitoring system.The results show that the system can monitor the motor operating conditions on-line such as overload,stall,three-phase short-circuit,leakage,etc.Through the communication with monitoring system using wireless method,the motor is protected and controlled.The monitoring system developed can be widely used in power plants,oil fields,coal mines and other fields.Key words:motor conditions;symmetrical component method;protective arithmetic;wireless transmission;breakdown;inverse time;nRF401;SPMC75F2413A0引言三相电动机作为一种电磁机械，在工业生产中有着非常广泛的应用.但是电动机的短路、过载、断相、接地等故障又会造成电动机绕组损坏，影响工业生产的连续性和安全性.因此对电动机运行状态进行监测和保护是十分必要的[1].目前国内电动机监测保护装置功能较单一、保护不及时，多采用有线方式进行通信，不易构建监控网络.为此，本文在分析三相电动机故障特征基础上，提出了基于正弦分量法的保护算法，对监控系统软硬件进行了设计，可在线监测三相电动机的各种运行状态，并与系统主机进行无线通信.1电动机常见故障和保护算法引起三相电动机绕组损坏的常见电气故障有对称性故障和不对称性故障两大类.其中对称性故障包括过载、三相短路和堵转等.不对称性故障包括相间短路、断相、匝间短路及不平衡运行、单相接地短路和两相接地短路等[2].由理论分析和实验表明，在三相电动机发生电气故障时电流中存在正序、负序和零序三个分量[3].因此，本文采用对称分量法得出三个分量，进行故障分析和相应保护.1.1对称分量法原理利用对称分量法可把一个不对称三相正弦量系统分解为三组对称正弦量系统，其表示法为000A A A A B B B B CCCCI I I I I I I I I I I I .（1）利用三相正弦量旋转因子a 对式（1）进行分解，可得对称分量的表示法为2012-0-091201980-.第4期王辉俊，等：基于无线传输的电机状态监测系统的设计5612020A AA AB A A ACAAAI I I I I a I aI I I aI a I I .（2）由式（2）求得A 相的三个相序分量，其表示法为2201/3()1/3()1/3()A ABC A A B C AA B C I I aI a I I I a I aI I I I I .（3）同理，可求得B 、C 相正序、负序和零序电流分量，且大小相等.由式（3）可知，一个不对称的三相正弦电流，可把它们分解为三组不同相序的正弦对称电流，其中，旋转因子a 为2π2π132/3cos jsin j 3322a ，则24π4π134/3cosjsin j 3322a .（4）1.2保护算法根据对称分量法原理，三相电动机在发生电气故障时，可把三相电流分解成正序、负序和零序分量.文献[4]指出当电动机发生对称和不对称故障时三个电流分量有不同的分布组合，本文采用反时限算法进行电动机保护.根据国家电力行业标准，微机型反时限过流保护特性曲线的数学表达式为(/)1CB k t I I ，式中，C 为反时限特性常数，当C=0.02时为一般反时限，当C=1时为非常反时限，当C=2时为极度反时限；I B 为基准电流，一般取额定工作电流；I 为实际工作时的等效电流；t 为反时限过流保护动作时间；k 为反时限常数[5].考虑到三相电机在启动时，电流值一般在5到6倍额定值左右，因此在电机启动时很容易发生误动作.以往电机保护多采用延时的方法来避开启动过程，使得保护不及时.本文采用结合检测功率因数的方法来进行反时限保护.在三相电机启动过程中，电流很大但呈感性，功率因数很低，一般在0.5以下，而在短路时，电流主要呈电阻性，功率因数很高，接近l.因此在检测到大电流时，可以根据其功率因数的大小来判断是否为短路故障.2系统设计2.1系统硬件组成硬件电路功能图见图1.三相电流、电压和前后轴温度信号经过相应的变送器转换为0～5V 的电压信号，再经过采样保持器、多路转换开关、AD574转换成单片机能够处理的数字量，单片机对输入的信号进行分析和处理，计算出功率因数、电压电流的大小并进行故障判断.输出回路为保护装置的执行电路，由跳闸回路、声光报警电路、显示电路组成，当发生故障时，可执行相应的保护，并显示实时数据、故障信息等.nRF401为无线传输芯片，可实现与监控系统主机的无线通讯.硬件自复位电路主要是为了防止CPU 程序出错[6-7].图1硬件电路功能图Fig.1hardware circuit control chart2.2电流变送器电路由于电流互感器二次侧输出电流为5，而本文采用的AD 转换器为AD574，输入信号为电压信号，所以为满足要求设计了电流变送器电路[8].5电流互感器的输出作为精密微型电流互感电流变送器电压变送器温度变送器采样保持器采样保持器跳闸电路声光报警EEPROM键盘显示采样保持器差动式多路模拟开关AD574SPMC75F2413A3路3路2路多路开关选通控制信号缓冲区电源模块硬件自复位电路开关量输出隔离开关量输出Nrf401A A辽宁工程技术大学学报（自然科学版）第31卷562器的输入，把大电流信号转换为微电流信号再进行处理.本文选用西安横山微型互感器研究所生产的HCT206，先把输入0～5A 的电流信号转换为0～1.5mA 的电流信号.图2电流变送器电路Fig.2current transmitter circuit电流变送器电路见图2，通过一个有源放大电路将电流信号变换成电压信号.改变反馈电阻r 和R 的值可得到所需要的电压输出.电容C 1及可调电阻r'实现相位补偿.电容C 2和C 3是470pF 的小电容，实现去耦和滤波.运算放大器输入端的两个反接二极管实现限幅，起保护运算放大器的作用.运算放大器根据精度要求选用OP07，可达到较高的精度和较好的稳定性.反馈电阻R 选用精度优于1%，温度系数优于50×10-6℃的精密电阻.2.3无线传输电路无线传输电路采用无线传输芯片nRF401来实现，它是采用蓝牙核心技术和FSK （频移键控）调制解调技术而制成的单片射频收发集成电路，具有调制度为±15kHz 的433MHz 射频发射及接收功能，内部有振荡器、锁相环（PLL ）、FSK 调制器和频道选择电路[9-11].见图3，在与SPMC75F2413A 连接时，DIN 、DOUT 分别与单片机的IOC0（串行输出）、IOC0（串行输入）端连接，RF_PWR 为发射功率设置端，接外部设定电阻.CS 为频道选择端，当CS ＝0时选择频道l （433.92MHz ），CS=1时选择频道2（434.33MHz ），与IOD11连接.TXEN 为发射/接收控制端，TXEN=1时进入发射模式，TXEN=0时进入接收模式，与IOD10连接.图3无线高频接收、发射电路F 3f q y 、f v ccXC2TXEN PWR _UPVSS ANT1ANT2VSS VDD CS RF _PWRXC 1VDDFILT1VCO1VCO2VSS VDD DINDOUTVSS R 11MX 14MHzC 122pFC 9100pFC 103.3pFC 115.6pFR 415kC 3C 415nF R 24.7kL 122nHR 322kC 8100pFC 6100nFC 71nFC 522pFC 2nRF40122pF820pFOP07Rrr 'C 1C 3电流互感器输入输出C 2i g.w irel ess h ig h-re uen c rad io r ecei vi ng iri ngcircu it第4期王辉俊，等：基于无线传输的电机状态监测系统的设计563 3实验结果以Y2-160M1-2型三相交流异步电动机为例进行测试，其铭牌数据为额定功率11kw，额定转速2930r/m，额定电流21.3A.实验数据见表1.表1电机反时限保护实验数据Tab.1experimental data of motor inverse time protection额定电流/A 工作电流/A功率因素cos理论动作/s实际动作/s21.3220.8不动作不动作21.3400.82353221.3560.86191321.3900.85立即立即21.31020.34不动作不动作实验结果表明，采用结合功率因数检测的反时限保护算法可以满足设计要求，系统测量、显示、报警、保护、无线通讯功能正常.4结论本设计采用SPMC75F2413A监测电动机故障，根据不同的故障特征进行保护，并能根据三相电动机的额定参数，设定电压电流额定值，实现电动机保护，并利用nRF401无线传输芯片与监控系统主机进行通信，实时性高、传输距离远，扩展性好，具有广阔的应用前景.参考文献：[1]余红粒,习俊梅,廖高华.电机保护智能监测系统的设计[J].仪表技术与传感器,2006(10):42-44.Yu Hongli,Xi Junmei,Liao Gaohua.Research of intelli gent monitori ng protecti on s ystem for motors[J].Instrument Technique and Sensor, 2006(10):42-44.[2]沈标正.电机故障诊断技术[M].北京:机械工业出版社,2001.Shen Biaozheng.Motor fault di agnosis technology[M].Beijing:China machine Press,2001.[3]杭军政,李生民,孙旭霞.电机智能保护器保护算法的研究[J].机床电器,2007(5):15-17.Hang Junzheng,Li Shengmin,Sun Xuxia.The research of int elligent protector arithmetic on motor[J].Machine Tool Electric Apparatus, 2007(5):15-17.[4]陈文会,朱长纯.基于MSP430F149电机保护算法的实现[J].现代电子技术,2004(11):65-67.Chen W enhui,Zhu Changchun.Reali zing of electromot or protection algorithm based on MPS430F139[J].Modern Elect ronic Technique, 2004(11):65-67.[5]史久根,洪杰,韩江洪.嵌入式电机过流保护算法的设计与应用[J].仪器仪表学报,2008(29):182-186.Shi Jiugen,Hong Jie,Han J i anghong.Design and application of embedded overcurrent protection algorithm for electromotor[J].Chi nese Journal of Scientific Instrument,2008(29):182-186.[6]李全利,仲伟峰,徐军.单片机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2006.Li Quanli,Zhong W eifeng,Xu Jun,Single chi p mi crocomputer principle and application[M].Beiji ng:Tsinghua University Press,2006.[7]余锡存,曹国华.单片机原理及接口技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.Yu Xicun,C ao Guohua.Single chi p mi crocomputer principle and interface t echnol ogy[M].Xi’an:Xi’an Univers it y of Electronic Science and Technology Press,2002.[8]成开友.基于单片机的电机保护与软起动控制[J].电子科技大学学报,2003(2):155-157.Chen Kai you.Motor’s soft-starting controll ing and prevent ing system based on single-chip microcomputer[J].Journal of UEST of China, 2003(2):155-157.[9]丁光明,刘浩学.nRF401芯片在车辆运行工况记录装置中的应用[J].长安大学学报:自然科学版,2005,25(4):100-102.Ding Guangmin,Li u Haoxue.Appl ication of wireless transcei ver chip nRF401in automobil e running condition recorder[J].Journal of Chang’an University:Natural Science Edition,2005,25(4):100-102. [10]李增祥,许丽娜，李业刚.nRF401在大棚温度监控中的应用[J].湖北农业科学,2009,48(12):3143-3145.Li Zhengxiang,Xu Lina,Li Yegang.Application of nRF401in greenhouses temperature control[J].Hubei Agricultural Sciences, 2009,48(12):3143-3145.[11]李战明,王栋,蒋崇震.基于NRF905无线收发的公交正点考核仪[J].科学技术与工程,2008,8(8):2234-2237.Li Zhanmi ng,Wang Dong,Jiang Chongzhen.Instrument of bus punctuality as sessment based on nRF905wireless transceiver[J].Science Technology and Engineering,2008,8(8):2234-2237.。

高压电动机状态监测与预警技术

高压电动机状态监测与预警技术摘要：高压电动机状态监测与预警技术是一种通过实时监测和分析高压电动机运行状态的方法，旨在识别潜在故障和异常情况，并提前采取措施以保护设备和减少停机时间。

该技术的应用可以提高设备可靠性和安全性，降低维修成本，提高生产效率。

高压电动机状态监测与预警技术是一种重要的工业自动化技术，通过实时监测和分析，可以识别潜在故障和异常情况，并提供及时的预警信息和维修建议。

该技术的应用可以提高设备可靠性和安全性，降低维修成本，提高生产效率。

随着技术的发展，高压电动机状态监测与预警技术将变得更加智能化和自动化，为工业领域的智能化转型和升级提供重要支持。

关键词：高压电动机；状态监测；预警技术随着工业化进程的不断推进，在工业生产中大量使用的高压电动机承担着重要的任务。

由于其在生产运行中承载着较大负荷和长时间运转的特点，高压电动机容易出现故障和损坏，给生产过程带来严重的影响。

因此，对高压电动机的状态进行监测和预警，及时发现潜在问题并采取相应措施具有重要意义。

实现电动机状态的全面监测和智能化预警，提高故障检测和故障排除的效率。

1.高压电动机状态监测1.1振动监测通过安装振动传感器，实时监测电动机的振动情况，判断是否存在异常振动，如不平衡、松动、滚动轴承故障等。

根据振动频谱分析结果，可以判断电动机的运行状况和故障类型。

振动是电动机运行时产生的一种物理现象，可以反映电动机的工作负荷、转子不平衡、轴承磨损、齿轮啮合等情况。

通过安装振动传感器或加速度计等设备，可以实时监测电动机的振动信号，并将其转化为电信号进行采集和分析。

在振动监测中，通常会采集多个振动参数，包括振动速度、振动加速度、振动位移等。

这些参数可以通过频域分析、时域分析、波形分析等方法进行处理和分析，从而获取电动机的振动特征和频谱信息[1]。

通过对振动信号的实时监测和分析，可以判断电动机是否存在异常振动情况。

例如，当电动机轴承损坏或磨损过大时，会导致振动信号的频谱发生变化，从而可以判断轴承故障的类型和严重程度。

电力设备运行状态在线监测系统的设计和实现

电力设备运行状态在线监测系统的设计和实现摘要：在线监测是一种监测设备运行特性的技术或过程。

通过提取故障特征信号，分析判断被监测特征的变化或趋势，可以及时准确地掌握设备运行状态，保证设备安全、可靠、经济运行。

本文主要分析电力设备运行状态在线监测系统的设计与实现关键词：电力设备；运行状态；监测系统；设计引言：随着中国经济社会的重大发展，电力需求的不断增长，以及信息技术和自动化技术在中国的应用，电力设备的运行状况在安全稳定的框架内运行，大大提高了电网的稳定性和可靠性。

电气设备运行在线监测系统灵敏度高，敏感传感器监测和收集电气设备异常信息，利用计算机信息技术识别和处理故障信息，在线量化故障信息，引进新设备特性，在线监测和诊断。

一、电力系统变电运行安全管理与#设备维护存在的问题（一）对设备维护不够重视电力系统的设备一般运行较长时间，必然存在一定的安全隐患问题，并且只要有一台设备产生问题，就会对整个变电系统产生严重影响。

因此，电力企业需要制定有效的管理制度，定期对设备进行维护工作。

很多企业为了节约成本，单纯追求经济效益的提升，而忽视这方面的工作，没有及时更换旧设备，不想花费大量资金在设备维护上面，而导致设备不符合国家制定的标准要求，最终使得电力设备受到更加严重的损坏。

对此，电力企业应积极开展电力设备维护工作,及时更换旧设备，有效保障变电工作的稳定运行，以免发生电力安全事故。

（二）检修模式不完善，检修过于频繁许多电力企业对设备检修并没有一套完整规章制度。

在电力系统中，许多刚投入使用运行良好的设备，若检修人员频繁对其进行检修的话，不仅无法提升+电力设备的运行效率，反而会因为频繁的检修导致设备存在新的安全隐患。

盲目的检修计划不仅会严重影响设备的运行，同时也可能增加设备的安全隐患，导致重大的变电事故。

检修人员根据错误的检修进行检修，会严重影响电力系统备运行，对电力系统变电运行安全管理产生严重的影响。

二、电气设备在线监测的特点随着信息技术、传感器和通信技术的迅速发展，在线监测技术在电力设备中的使用以及在发电机、变压器、电动机、断路器、电缆等方面的在线监测技术和设备的使用也越来越普遍。

电动机的运行状态评估与优化方法

电动机的运行状态评估与优化方法电动机作为一种常见的电力转换设备，在各个领域得到广泛应用。

对于电动机的运行状态评估和优化方法，对于提高电动机的性能和使用寿命具有重要意义。

本文将从评估和优化两个方面进行讨论，介绍电动机运行状态的评估方法以及优化方法。

一、电动机运行状态评估方法电动机运行状态的评估可以通过多种指标进行，以下是几种常见的评估方法：1. 温度检测温度是电动机运行状态的重要指标之一，可以通过感应温度传感器进行检测。

通常，电动机的温度应该在一定范围内，过高的温度可能导致电机短路、绝缘老化等问题，因此及时监测温度并做出相应的优化措施十分重要。

2. 振动检测电动机的振动也是其运行状态的重要指标之一，可以通过振动传感器进行检测。

正常工作的电动机应具有较小的振动幅值，而过大的振动可能表明电机轴承磨损、不平衡等问题。

因此，及时检测振动并采取相应的调整措施可以有效地保护电动机。

3. 电流检测电动机的电流也可以作为评估其运行状态的重要依据。

通过电流传感器对电机运行时的电流进行实时监测，可以判断电机是否过载、是否存在故障等问题。

合理地评估电动机的电流情况，有助于及时发现潜在问题并进行相应的调整。

4. 功率检测电动机的功率是其运行状态的重要表征之一，可以通过功率测量装置进行检测。

合理地评估电动机的功率情况，有助于判断电机的运行负荷和效率，并采取相应的优化措施。

二、电动机运行状态优化方法在评估电动机的运行状态之后，接下来可以采取一些优化方法来提高电动机的性能和使用寿命：1. 维护保养定期对电动机进行维护保养是提高其性能和使用寿命的基本方法之一。

包括清洁电机表面、检查电机紧固件、润滑轴承等。

通过维护保养，可以有效减少电机故障和损坏的发生，延长电机的使用寿命。

2. 负荷平衡合理地分配负荷，保持电机的负荷平衡，可以有效减少电机的振动和过载现象，提高电机的稳定性和可靠性。

通过调整负荷平衡，可以避免电机在工作过程中产生不必要的能量损失，提高电机的效率。

DOL系统的名词解释

DOL系统的名词解释引言：在当代技术日新月异的时代，我们经常会听到各种名词和术语，有些我们可能知道，但有些则可能不太熟悉。

本文将介绍一种被广泛应用于工业生产中的DOL系统，并对其中的名词进行详细解释。

DOL是一种重要的生产控制系统，通过本文的解释，希望读者能更好地理解DOL系统的概念和原理。

一、DOL系统的概述DOL，即Direct-On-Line的缩写，是指一种直接起动电动机的系统。

该系统通常由电源、电动机和控制装置组成。

DOL系统的主要作用是实现电动机的正常运行和控制。

在工业生产中，DOL系统被广泛应用于各种机械设备、生产线和生产过程中。

二、电动机在DOL系统中，电动机是核心组件之一。

电动机是将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个领域。

它有不同类型和规格，例如交流电动机和直流电动机等。

电动机的工作原理是基于电磁感应的原理，通过电流在磁场中产生力矩，从而驱动机械装置的运转。

在DOL系统中，电动机的起动是直接的，即从静止状态转为正常运行状态。

三、电源DOL系统的电源是为电动机提供所需电能的设备。

一般来说，电源可以是交流电源或直流电源。

交流电源是通过电网供电的，而直流电源是通过蓄电池等设备提供的。

电源的稳定性和输出功率对DOL系统的运行至关重要。

四、控制装置DOL系统的控制装置用于控制和监测电动机的运行状态。

它可以通过电气信号启动、停止和保护电动机。

具体而言，控制装置可以包括热继电器、接触器、断路器等。

热继电器用于对电动机的电流和温度进行监测，以防止过载和过热。

接触器用于实现电动机的起动和停止。

断路器用于保护电动机和DOL系统的电路不受电流过载和短路的影响。

五、DOL系统的优势DOL系统具有一些明显的优势，使其成为广泛应用的生产控制系统之一。

首先，DOL系统的起动简单，不需要额外的启动装置，成本较低。

其次，DOL系统的控制逻辑相对简单，操作人员容易理解和操作。

再次，DOL系统适用于小型和中型的电动机起动，可以满足大部分工业生产的需求。

新冶电气电动机监控器说明书

新冶电气电动机监控器说明书随着现代工业的发展，电动机在各个领域的应用越来越广泛。

为了确保电动机的正常运转和延长其使用寿命，我们推出了新冶电气电动机监控器，本说明书将详细介绍该设备的功能、操作方法以及注意事项，帮助用户更好地使用该设备。

一、设备概述新冶电气电动机监控器是一款先进的设备，用于监测和控制电动机的运行状态。

它配备了高精度的传感器和先进的数据处理技术，能够实时监测电动机的转速、温度、电流等参数，并进行报警和故障诊断。

同时，该设备还支持远程监控，方便用户随时随地对电动机的运行状态进行监测和控制。

二、功能介绍1. 监测功能：新冶电气电动机监控器能够实时监测电动机的转速、温度、电流等参数，并将数据显示在设备的屏幕上。

用户可以通过观察这些参数的变化，判断电动机的运行状态是否正常。

2. 报警功能：当电动机出现异常情况时，新冶电气电动机监控器会及时发出警报，提醒用户注意。

用户可以根据报警信息，及时采取相应的措施，避免电动机受损或造成事故。

3. 故障诊断功能：新冶电气电动机监控器能够根据监测到的数据，进行故障诊断，并给出相应的处理建议。

用户可以根据设备提供的信息，判断电动机故障的原因，并采取正确的维修措施，提高维修效率。

4. 远程监控功能：新冶电气电动机监控器支持远程监控，用户可以通过手机或电脑等终端设备，远程查看电动机的运行状态。

这样，即使用户不在现场，也能够及时获得电动机的监测数据，快速响应异常情况。

三、操作方法1. 将新冶电气电动机监控器连接到电动机上，并接通电源。

2. 打开设备上的电源开关，将显示屏亮起。

3. 操作设备上的控制按钮，可以切换不同的监测模式和功能。

详细的操作方法，请参考设备的用户手册。

四、注意事项1. 在安装新冶电气电动机监控器时，请确保电源已经断开，避免触电和其他安全事故。

2. 使用设备时，请按照设备的操作说明进行正确操作，不要随意拆卸设备的外壳或私自调整设备的参数，避免设备故障或其他不可预见的问题。

矿用设备电机运行安全综合监测系统

矿用设备电机运行安全综合监测系统陈晓勇【摘要】为了加强在日常安全生产工作中对矿用电机故障的有效排查,避免因设备电机损坏影响生产效率造成的经济损失,从电动机运行中的电压、电流、转速、温度、振动强度等参数进行分析,特设计了一种基于单片机PIC16F877A的电动机运行安全综合监测系统,从而实现矿用设备电机运行安全综合监测,确保通过监测有效地限制设备损坏率和避免故障扩大化,保证整个动力设备的正常运行作业.%In order to strengthen the effective investigation of mine motor faults in routine safety production work, to avoid the economic losses caused by the damage of the equipment motor affecting the production efficiency, the article analyzes from voltage, current, rotation speed, temperature, vibration intensity and other parameters in the motor operation, designs a comprehensive monitoring system for motor operation safety based on the PIC16 F877 A microcontroller to achieve comprehensive monitoring of motor operation safety of mining equipment, to ensure that the equipment is effectively limited by monitoring and the failure is prevented from scaling up, ensuring the normal operation of the entire power equipment.【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷),期】2019(034)001【总页数】4页(P115-117,124)【关键词】矿用设备;电机;综合监测系统;PIC16F877A【作者】陈晓勇【作者单位】神华北电胜利能源有限公司,内蒙古锡林浩特 026015【正文语种】中文【中图分类】TD6720 引言电机在煤矿安全运行中扮演着非常重要的角色，如果设备的电机出现故障，不仅会影响设备的正常出动率，而且会大大加重维修人员的工作任务量，如果电机出现故障后，驾驶员或者维修人员未能及时发现，则可能造成设备损坏甚至发生重大的机电事故。

奥博森电动机智能监控器说明书

奥博森电动机智能监控器说明书一、产品概述奥博森电动机智能监控器是一种用于监测和保护电动机运行状态的设备，通过实时监测电动机的电流、电压、温度等参数，以及检测电动机的故障情况，提供预警和保护功能，确保电动机的安全运行。

本说明书将详细介绍奥博森电动机智能监控器的功能特点、使用方法以及注意事项。

二、功能特点1. 实时监测：奥博森电动机智能监控器能够实时监测电动机的电流、电压、温度等参数，及时反馈电动机运行状态。

2. 异常预警：当电动机的运行状态异常时，智能监控器会发出警报，提醒用户及时采取措施，避免进一步损坏。

3. 远程监控：用户可以通过手机APP或电脑软件对电动机进行远程监控，实时查看电动机的运行状态，方便管理和维护。

4. 数据记录：奥博森电动机智能监控器能够记录电动机的运行数据，提供历史记录和数据分析，帮助用户了解电动机的工作情况。

5. 故障诊断：智能监控器能够对电动机的故障进行诊断，提供故障代码和解决方案，方便用户进行维修和排除故障。

三、使用方法1. 安装：将智能监控器连接到电动机的电源和信号线路上，确保连接正确稳固。

2. 设置：按照说明书的指导，设置监控器的参数，包括电流、电压、温度等阈值，以及警报方式、数据记录等功能。

3. 监控：监控器会自动开始监测电动机的运行状态，实时显示电流、电压、温度等参数，并根据设定的阈值进行判断和警报。

4. 故障诊断：当监控器检测到电动机故障时，会显示故障代码和解决方案，用户可以根据提示进行维修和排除故障。

四、注意事项1. 使用前请仔细阅读本说明书，并按照说明进行正确安装和设置，以免影响监控器的正常使用。

2. 请定期检查监控器的连接和固定情况，确保安全可靠。

3. 请注意电动机的工作环境和负载情况，避免超负荷运行，以免影响电动机的寿命。

4. 请定期清洁电动机和监控器，防止灰尘和杂物进入影响正常运行。

5. 请勿私自拆卸或修改监控器的内部结构，以免影响正常使用和保修。

6. 如有任何问题或故障，请及时联系售后服务，不要私自维修，以免造成更大损失。

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兰州理工大学技术工程学院
微机原理及应用
课
程
设
计
班级：焊接工艺与控制工程2班
**：***
学号：********
时间：二〇一一年十二月
目录
引言 (3)
1硬件设计 (3)
信号采集单元 (4)
I/O单元 (5)
通讯单元 (8)
CPU单元 (9)
2 软件设计 (11)
3抗干扰措施 (12)
4结论 (12)
引言
随着电子技术的发展，电动机运行状态监测系统正向基于现场总线的智能型方向发展。

电机参数的监测(特别是动态参数的实时监测)可为判别电机运行质量提供不可缺少的数据.我所设计的这种电机运行状态监测系统,是由一台单片机及电机外围电路组成,构成主从方式工作.输入的模拟信号首先送到前置处理部分,再送到差分放大器.采用双端输入单端输出,再经低通滤波器送入A/D转换器,而后进入单片机.单片机的数字量,在LED显示器实时显示。

这样就大大提高了参数的监测精度而且加强抗干扰能力。

采用单片机，使外围电路减少，可靠性增强，性价比提高，并具有一下特点:采用空芯电流互感器，电路和分量程放大电路进行电流采样，可提高电流的采样范围，保证大范围的采样，且采样线性度高；根据热容情况判断电动机的过载引起的发热（温度）状态，最大发挥电动机的过载能力；用微处理器可实现实时监测，可在设定时间范围内跳闸保护。

1 硬件设计
电动机运行状态监测系统，用H8/3687FP单片机实现电动机的保护功能。

在硬件方面主要由三相电流信号采样、电压信号采样、键盘接口、显示部分、控制输出、报警输出、通信接口等几部分构成，下面分别对其中的关键部分作简要介绍。

信号采集单元
电动机运行状态监测系统采用交流采样算法计算被测信号。

采样方式是按一定周期（称为采样周期）连续循环实时采样被测信号一个完整的波形（对于正弦波只需采样半个周期即可），然后将采样得到的离散信号进行真有效值运算，从而得到被测信号的真有效值，这样就避免了被测信号波形畸变对采样值的影响。

信号采集单元的功能取样、整流、放大互感器二次测的输出信号，将这些信号转换为单片机可处理的信号。

电动机运行状态监测系统中处理三相电流信号、电压信号的信号采集放大电路原理都相同，现以一路电流信号采集放大电路为例说明电路工作原理。

图1 信号采集放大电路
信号采集放大电路如图1所示。

在图中二极管A1、A7是双向二极管，对后级电路起到过压保护作用。

当输入的信号在正常范围内，A1、A7不起作用，当输入信号超出正常范围（或有脉冲干扰信号出现）时，A1、A7导通，防止超出后级电路端口范围的信号进入后级电路，破坏后级A/D电路。

CR1为取样电阻，将从CT1输出的电流信号转变为电压信号。

LM324和CR4，CR7，CR10，CR13组成同相放大电路将电压信号放大后输入A/D转换电路。

图1中LM324采用双电源供电，这样可以保证LM324输出电压达到5V充分利用A/D转换提高显示精度。

图1中通过运放将输入信号进行分档处理，小信号从输出大信号从输出。

这样处理是因为：电动
机保护器要处理的电流范围很宽（要从电动机1倍额定电流到10倍额定电流），分档处理可以提高测量精度。

I/O单元
开关量输入处理电路如图2所示。

电路开关量由IN1～IN7输入，通过光藕后产生IS1～IS7，并行信号IS1～IS7输入到74HC165，通过74HC165将并行信号转换为串行信号传送给CPU。

电阻R11～R18起到限流作用保护光耦中的二极管不被损坏。

RS1～RS8是上拉电阻与电容CS～CS8配合使用既可以稳定光耦输出电平又可以在上电时对光耦起到保护作用。

图2 开关量输入电路
继电器控制电路如图3所示。

JDQ1～JDQ4与CPU连接，三极管QJ11～QJ14的供电电压是+5V，三极管QJ1～QJ4的供电电压是+24V。

现以QJ11，QJ1这路控制电路来说明电路工作原理，当CPU输出高电平时三极管QJ11不导通，OUT11不会输出电流光藕不会导通，JT1也输出高电平，QJ1不会导通继电器不会动作。

当CPU输出低电平时三极管QJ11导通，OUT1输出高电平使光耦导通， JT1变为低电平，三极管QJ1导通OUT1输出低电平使继电器发生动作。

图3中二极管DJ1～DJ4作为继电器续流二极管。

图3 继电器控制电路
控制输出部分可采用机电式继电器或固体继电器。

前者价格便宜，市场产品丰富，驱动线路也比较简单，但可靠性和使用寿命有限，且在触点动作时会产生“火花”，严重时可影响系统的正常工作。

因此，在PCB板布局时应将继电器尽量远离单片机并靠近仪表的输出端口。

另外，在继电器线圈两端应并联续流二极管，否则在继电器线圈断电瞬间会产生较高的感应电压，从而破坏电路。

固态继电器具有寿命长、性能稳定，无火花等特点，本设计考虑到产品的可靠性要求采用固态继电器。

通讯单元
通讯电路如图4所示。

通讯电路实现将CPU串口输出电平转换到RS485电平。

本电路的巧妙之处在于数据收发直接由硬件来控制，不用CPU参与控制，这样可以节省CPU资源简化程序设计。

图4 通讯电路
CPU单元
CPU单元是电机保护器的核心单元。

信号采集，各种报警处理，通信功能，显示功能……都是由它来完成的。

本产品采用的CPU芯片是瑞萨公司的H8/3687芯片，该芯片功能如下：62条基本指令；RTC（片上实时时钟，可作为自由运算计数器使用），SCI（异步或者
时钟同步串行通信接口）2路，1路IIC接口，8路10位A/D，８位定时器２个（Timer B1,TimerV），16位定时器１个（TimerZ），看门狗定时器，14位PWM，45个I/O引脚（H8/3687N有43个I/O引脚），包括8个可直接驱动LED的大电流引脚（IOL=20mA,@VOL=），片上复位电源POR电路，片上低电压检测电路（LVD）。

该芯片有两种封装形式：LQFP-64（10mm×10mm）FP-64(14mm×14mm) 。

CPU单元电路如图5所示。

图5 CPU电路
因为A/D功能，IIC功能，RTC，定时器，看门狗等功能都已经集成到芯片内部，所以CPU单元的外围电路十分简洁，各引脚只需外接增加端口驱动能力的上拉电阻和稳定信号的滤波电容即可。

2 软件设计
系统软件要完成三相电流、1路剩余电流、三路电压A/D，各种保护量计算，保护功能判断处理，显示电压、电流，故障记录，按键处理，通讯，变送等功能。

只有合理安排程序流程来完成这些功能，保护器才能可靠工作。

程序流程图如图6所示：
图6 程序流程
3 抗干扰措施
电机运行状态检测系统作为保护电动机装置要具有很强的抗干扰性。

在本系统设计过程中采取如下措施提高产品的抗干扰性：1硬件方面：电源部分加EMC滤波器，高频变压器次级与初级加高压电容，输出部分加滤波电路；信号采集部分增加滤波电路；在作信号处理的各芯片输入口处加端口保护电路；在各芯片电源输入处加去藕电容；继电器两端并联续流二极管，加光耦与CPU端口隔离；不使用的CPU 端口定义为输出状态；PCB板布局时模拟部分与数字部分作分区处理，模拟信号在模拟区域内布线，数字信号数字区域内布线，二者不进入彼此区域内；布线时尽量加粗电源线与地线，信号线走线时走145º线，不走直角线；使用CPU内部看门狗监控程序运行。

2软件方面：各路信号采集都使用软件滤波，增加采样值的准确性。

4 结论
本电动机运行状态监测系统采用可行的设计方案，集测量、保护、控制、通讯于一身，性能安全可靠，可以对电动机实施可靠有效的保护。

在实际使用中完全可以替热继电器、温度继电器等传统的电动机保护产品，替代各种指针式电量表、信号灯、电量变送器等常规元件，简化电动机控制电路，减少柜内电缆连接及现场施工量。