[发明专利]一种构建三相异步电动机数字孪生体的终端感知系统

说明书

本发明公开了一种构建三相异步电动机数字孪生体的终端感知系统，包括用于感知三相异步电动机各种电气参数的电流互感器和电压变换器；用于测量三相异步电动机机械运动特性的振动传感器、声音传感器和转速传感器；用于感知三相异步电动机相关物理特性的红外热相机和3D立体相机；用于数据处理的ARM处理器和树莓派模块；用于数据实时传输的5G通信模块；全面获取了三相异步电动机各种运行参数，为在虚拟空间中构建三相异步电动机数字孪生体，使数字孪生体和物理实体实时映射、融合，为三相异步电动机实体进行远程、准确、可靠地故障诊断提供强大的数据支持。

技术领域

本发明涉及三相异步动机电终端感知领域，具体指一种构建三相异步电动机数字孪生体的终端感知系统。

背景技术

三相异步电动机作为工业生产中最主要的原动力和驱动装置，在煤矿、能源、化工等工业领域当中都是其核心设备，一旦三相异步电动机出现故障，整个工业运行系统可能会面临全面瘫痪的风险，造成不可预料的经济损失，甚至危及现场工作人员的生命安全。因此三相异步电动机的故障检测及故障诊断具有重要的研究意义。

目前三相异步电动机的故障诊断大部分处于现场就地检测诊断阶段，少部分已经开始使用远程虚拟仿真诊断。现场就地诊断需要专家人员到工作现场进行测量诊断，受空间限制，工作效率较低。远程虚拟仿真，通过预先建立的虚拟模型对三相异步电动机运行过程进行仿真，推算出可能出现的故障，而由于传感器和通信技术的限制，往往只能采集三相异步电动机电压、电流等较少的数据参数，构建的虚拟仿真模型与实际三相异步电动机关联简单，无法实时映射，因而三相异步电动机故障诊断的准确性低，实时性差。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种构建三相异步电动机数字孪生体的终端感知系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种构建三相异步电动机数字孪生体的终端感知系统，包括ARM处理器、树莓派模块、振动传感器X、振动传感器Y、振动传感器Z、电流互感器A、电流互感器B、电流互感器C、电压变换器A、电压变换器B、电压变换器C、声音传感器、转速传感器、红外热相机、3D立体相机和5G通信模块，所述振动传感器X、振动传感器Y、振动传感器Z、电流互感器A、电流互感器B、电流互感器C、电压变换器A、电压变换器B、电压变换器C和声音传感器分别与ARM处理器不同的AD接口相连接；所述转速传感器与ARM处理器的GPIO接口相连接；所述ARM处理器、红外热相机、3D立体相机和5G通信模块分别与树莓派模块的不同USB接口相连接。

进一步地，所述电流互感器型号为MIK-DJI-5A～300A，用于测量三相异步电动机的三相电流，In+和In-指示的线路为三相异步电动机电源线路，电流互感器套接在三相异步电动机电源线路上，其接线端子1和2分别接直流5V电源的正极和负极，端子3输出测量的电流值，端子4接电源共地端GND。

进一步地，所述电压变换器采用MIK-SJU-5～500V，其可以同时测量三相异步电动机电源的三相电压值，UinA、UinB和UinC端分别接到三相异步电动机电源的A、B、C三相，输出端5和6分别接直流24V的正极和负极，输出端1、2、3分别输出测得的A、B、C三相电压值。

进一步地，所述振动传感器采用TXY9200，用于测量三相异步电动机运行时振动产生的偏移情况。底盘用于将传感器固定在三相异步电动机上，输出端红色线和屏蔽线分别接在直流24V电源的正极和负极，输出端蓝色线为测量的振动偏移值。

进一步地，所述声音传感器采用LM386-AD，用于测量三相异步电动机运行时声音信息，其输出V和G分别接到直流5V电源的正极和负极，端子A为测得的声音信息。