[发明专利]一种开关磁阻电机远程分布式监测系统

说明书

本发明涉及开关磁阻电机监测领域，具体涉及一种开关磁阻电机远程分布式监测系统。包括下位机检测系统与上位机显示系统，下位机检测系统用于开关磁阻电机运行数据的采集、滤波、计算以及发送；上位机显示系统用于接收、计算、显示下位机发送的数据。下位机系统在硬件滤波的基础上使用FIR滤波器对不同控制方式下的电流以及电压波形进行有针对性的滤波，提高了整个SRM监测系统的精确性；使用网络连接模块独立完成网络连接与数据传输工作，减少了下位机的占用率，提高了监测系统的实时性。下位机检测系统与上位机显示系统通过TCP/IP协议完成电机数据的传输，本系统可以在几乎不增加成本、不改变基本结构的情况下，改变数据传输方式，使监测系统可避免恶劣的环境对数据传输的影响，使得监测系统的适用范围大大提升。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机监测领域，具体涉及一种开关磁阻电机远程分布式监测系统。

背景技术

开关磁阻电动机具有调速范围宽、调速性能优越等优点，被广泛应用于电动车驱动、航空航天等对可靠性要求高或工作环境恶劣的领域。在这些场合中，电机驱动系统一旦出现故障或停止运行，不仅会使系统本身损坏、影响系统正常工作，还会造成巨大经济损失，甚至危及人身安全。因此，需要实时监测开关磁阻电机的运行状态。

传统电机监测系统采集的数据量较少，传输距离很近，需要为每台电机配备一台上位机，这增加了系统成本，不便于数据的分享。并且上位机要求工作环境相对稳定，降低了监测系统的适用范围。通过下位机软件实现TCP/IP协议接入网络的电机监测系统，会占用下位机大量的资源，影响下位机完成数据捕获与数字滤波的基本功能。通过Wi-Fi、Zigbee等芯片接入互联网容易实现，但这些芯片会在工作环境恶劣及电磁干扰严重的情况下出现网络连接不稳定或者数据传输不稳定的情况。而开关磁阻电机有自身控制变量多、采样频率高、待测数据量大、工作环境恶劣等特点，导致目前的电机监测方案不能直接应用于开关磁阻电机的监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关磁阻电机远程分布式监测系统，以解决开关磁阻电机监测系统所面对的待测变量多、采样率高、精度要求高、工作环境差、数据利用率低以及网络接入方式单一等问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种开关磁阻电机远程分布式监测系统，包括下位机检测系统与上位机显示系统，所述开关磁阻电机远程分布式监测系统由至少一套所述下位机检测系统及至少一套所述上位机显示系统组成，其中：所述下位机检测系统用于开关磁阻电机运行数据的采集、滤波、计算以及发送；所述上位机显示系统用于接收、计算、显示下位机发送的数据。所述下位机检测系统与所述上位机显示系统通过TCP/IP协议完成电机数据的传输，其传输方式包括：(1)所述下位机检测系统与所述上位机显示系统直接通过网线连接，完成数据传输；(2)所述下位机检测系统与所述上位机显示系统通过Wi-Fi 或网线组成局域网，完成数据传输；3)所述下位机检测系统通过路由器接入互联网，所述上位机显示系统通过互联网连接所述下位机检测系统，实现数据传输。

进一步的说明为，所述的下位机检测系统检测开关磁阻电机的定子绕组三相电流、转矩、转速、转子位置、母线电压及母线电流，包括输出为模拟信号的电压及电流数据采集模块、输出为数字信号的转矩及转速数据采集模块、模拟信号转换模块、数字信号调理模块、微处理器模块以及网络连接模块。

进一步的说明为，所述电压及电流数据采集模块包括电压传感器及电流传感器，所述电压传感器及所述电流传感器分别与所述模拟信号转换模块连接。

进一步的说明为，所述转矩及转速数据采集模块包括扭矩传感器及光电编码器，所述扭矩传感器及所述光电编码器分别与所述数字信号调理模块连接。

进一步的说明为，所述模拟信号转换模块包括抗混叠滤波模块与A/D转换模块，所述抗混叠滤波模块用于滤除输入信号的高频噪声以及消除频谱混叠现象，所述A/D转换芯片用于完成输入模拟信号的模数转换以及输入、输出信号间的光电隔离，所述抗混叠滤波模块的输出端与所述A/D转换模块的输入端连接。