[发明专利]一种带有工业以太网的电动机保护及故障诊断控制器

说明书

本发明带有工业以太网的电动机保护及故障诊断控制器包括：主控模块对三相保护型电流互感器的二次侧回路的电流原始波形的1个周期波形数据进行FFT计算，得出基波及2～21次谐波电流有效值，基于此计算出分次谐波占比系数，判断是否2次谐波占比系数0.45、4次谐波占比系数0.18、其它奇次谐波占比系数低于0.1，为是时判定电动机轴承或外机罩损伤，判断是否3次谐波占比系数0.62、5次谐波占比系数0.25、其它偶次谐波占比系数低于0.1，为是时判定电动机绕组绝缘或震动异常，判断是否3次谐波占比系数0.55、5次谐波占比系数0.2、7次谐波占比系数0.15，为是时判定电动机定转子气隙偏心故障。

技术领域

本发明属于低压控制与保护、低压设备在线故障诊断技术领域，特别是涉及一种带有工业以太网的电动机保护及故障诊断控制器，广泛应用于工厂自动化、轨道交通、城市管廊等低压三相交流电动机繁多的场合，可对低压电动机实现外部负载故障保护的同时，也可对电动机本身内部故障进行在线监测和诊断。

背景技术

国内低压三相交流电动机应用十分广泛，因此电动机保护类相关产品也较多。当前国内外同类产品已具备并集成了测量、控制、保护、通信等功能，然而还缺乏对电动机在线故障诊断及寿命预测等方面相关的配套设备。

当前国内同类产品大多还以RS485通信接口或普通以太网居多。而随着国外大型DCS/PLC厂家的进入，工业以太网的主站成本的大大降低，因此支持多种工业以太网协议的相关产品已是必然趋势。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的带有工业以太网的电动机保护及故障诊断控制器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种带有工业以太网的电动机保护及故障诊断控制器，其包括主控模块、三相测量型电流互感器、三相保护型电流互感器、三相测量型电压互感器、显示操作模块、及工业以太网通信模块，其中，所述三相测量型电流互感器、三相保护型电流互感器和三相测量型电压互感器的一次侧均与电动机主回路电连接、二次侧均与主控模块电连接；

所述主控模块用于采集三相测量型电流互感器的二次侧回路的电流数据、三相保护型电流互感器的二次侧回路的电流数据、三相测量型电压互感器的二次侧回路的电压数据，基于三相测量型电流互感器的电流数据和三相测量型电压互感器的电压数据获取电量参数，对三相保护型电流互感器的二次侧回路的电流原始波形的1个周期波形数据进行FFT计算，每个周期波形取128个采样点，得出基波电流有效值及2～21次谐波电流有效值，并计算总谐波畸变率THD和分次谐波含量HR_n，进而计算出分次谐波占比系数HP_n：

上式中，I₁为基波电流有效值，I_n(n＝2，3，4，…21)为n次谐波电流有效值；

判断是否2次谐波占比系数HP₂＞0.45、4次谐波占比系数HP₄＞0.18、且其它奇数次谐波占比系数都低于0.1，在为是时判定电动机轴承或外机罩损伤作为电动机故障位置1，判断是否3次谐波占比系数HP₃＞0.62、5次谐波占比系数HP₅＞0.25、且其它偶数次谐波占比系数都低于0.1，在为是时判定电动机绕组绝缘或震动异常作为电动机故障位置2，判断是否3次谐波占比系数HP₃＞0.55、5次谐波占比系数HP₅＞0.2、且7次谐波占比系数HP₇＞0.15，在为是时判定电动机定子和转子气隙偏心故障作为电动机故障位置3；

所述显示操作模块用于显示电动机所属的故障位置类别，所述故障位置类别包括电动机故障位置1、电动机故障位置2和电动机故障位置3；