本技術(shù)屬于變頻控制，涉及一種礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、變頻控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響著整個(gè)礦下整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行性能。若變頻控制系統(tǒng)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障、識(shí)別故障以及排除故障，這對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和降低維護(hù)成本有著重要的意義。變頻控制系統(tǒng)主要由變頻器、plc控制器(programmable?logic?controller，可編程邏輯控制器)、電機(jī)等部件組成。提升機(jī)變頻控制系統(tǒng)故障通常發(fā)生在其組成部件，常見的有變頻器故障和電機(jī)故障。在礦井工作運(yùn)行過程中，變頻器為電機(jī)提供可靠和精確的轉(zhuǎn)速調(diào)制，保證了系統(tǒng)能夠平穩(wěn)工作，開展礦用變頻器的故障檢測(cè)對(duì)保障礦井系統(tǒng)安全高效運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。

2、礦用變頻器在礦山行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，它作為一種控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)鍵設(shè)備，能夠幫助礦山企業(yè)提高生產(chǎn)效率和降低能耗，但隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，礦用變頻器也會(huì)出現(xiàn)各種故障，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。變頻器故障機(jī)理的復(fù)雜性導(dǎo)致了變頻器故障問題的多樣性，需要針對(duì)不同的故障原因進(jìn)行具體的分析和解決。變頻器故障的表現(xiàn)形式也是多樣的，可能表現(xiàn)為輸出功率不穩(wěn)定、頻率偏移、電流不平衡、運(yùn)行噪聲大等多種形式。

3、然而，目前的故障診斷系統(tǒng)還不夠精確，傳統(tǒng)的故障診斷方法主要依靠經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)來判斷故障原因，這種方法存在主觀性較強(qiáng)、容易受到人的經(jīng)驗(yàn)和水平的限制等問題，性能有待提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，基于信號(hào)處理，對(duì)礦用變頻器不同部位進(jìn)行故障檢測(cè)，以便達(dá)到對(duì)變頻器進(jìn)行快速、精確的故障診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障。

2、為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型提供了一種礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置包括變頻器、采樣單元與控制器；所述變頻器包括變頻器柜體，所述變頻器柜體內(nèi)設(shè)置有電路器件與運(yùn)動(dòng)器件；所述采樣單元用于獲取所述變頻器的運(yùn)行信息，所述采樣單元包括溫度信息傳感模塊、振動(dòng)信息傳感模塊、電力信息傳感模塊與聲信息傳感模塊，所述采樣單元通訊連接所述控制器；所述控制器用于分析處理所述采樣單元獲取的運(yùn)行信息。

4、本實(shí)用新型的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，基于變頻器故障信號(hào)的采集，利用控制器進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)與診斷，加快了故障檢測(cè)的速度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷信號(hào)異常，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度，以便采取針對(duì)性的維護(hù)和維修，可以最大限度地減少故障對(duì)生產(chǎn)的影響，降低故障的發(fā)生率、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，有利于提高生產(chǎn)效率。

5、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述溫度信息傳感模塊包括若干個(gè)紅外輻射檢測(cè)組件，至少一個(gè)所述紅外輻射檢測(cè)組件設(shè)置在所述變頻器柜體的內(nèi)部，用于獲取所述電路器件與運(yùn)動(dòng)器件的溫度信息；至少一個(gè)所述紅外輻射檢測(cè)組件設(shè)置于所述變頻器柜體的外周壁，用于獲取外部環(huán)境中的溫度信息，并傳輸至所述控制器。

6、本實(shí)用新型采用紅外輻射檢測(cè)組件監(jiān)測(cè)變頻器柜體內(nèi)部的溫度信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部電路器件的熱量積聚情況，防止因溫度過高而引發(fā)的故障，同時(shí)，監(jiān)測(cè)外部環(huán)境中的溫度信息，避免高溫工作環(huán)境對(duì)正常運(yùn)行和工人的安全造成影響。

7、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述溫度信息傳感模塊包括至少兩個(gè)紅外熱成像相機(jī)，至少一個(gè)所述紅外熱成像相機(jī)設(shè)置在所述變頻器柜體的內(nèi)腔壁，用于獲取所述變頻器柜體內(nèi)部的溫度分布圖像信息，至少一個(gè)所述紅外熱成像相機(jī)設(shè)置在所述變頻器柜體的外周壁，用于獲取外部環(huán)境中的溫度分布圖像信息，并傳輸至所述控制器。

8、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述振動(dòng)信息傳感模塊包括呈多點(diǎn)式分布的若干個(gè)振動(dòng)傳感組件，若干個(gè)所述振動(dòng)傳感組件沿所述運(yùn)動(dòng)器件的軸向、垂直徑向與水平徑向各二點(diǎn)分布，所述振動(dòng)傳感組件用于獲取所述運(yùn)動(dòng)器件的振動(dòng)信號(hào)，并傳輸至所述控制器。

9、本實(shí)用新型基于采集的振動(dòng)信號(hào)反映變頻器內(nèi)運(yùn)動(dòng)器件的振動(dòng)情況，通過振動(dòng)信號(hào)的頻率和幅值來判斷運(yùn)動(dòng)器件是否存在異常磨損或故障。

10、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述振動(dòng)傳感組件為本安型防爆振動(dòng)傳感器。

11、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述電力信息傳感模塊包括電能計(jì)量芯片、若干個(gè)電壓互感組件與若干個(gè)電流互感組件；所述電壓互感組件用于獲取所述電路器件中主電路的電壓信息，并傳輸至所述電能計(jì)量芯片；所述電流互感組件用于獲取所述電路器件中主電路的電流信息，并傳輸至所述電能計(jì)量芯片；所述電能計(jì)量芯片通訊連接所述控制器，用于分析處理電壓信息與電流信息，生成電力故障信號(hào)，并傳輸至所述控制器。

12、本實(shí)用新型中電流信號(hào)能夠反映電路器件的工作狀態(tài)，通過監(jiān)測(cè)電路器件的電流信號(hào)，可以判斷電路器件是否存在過載、短路等問題，另外，電壓信號(hào)則能反映電路器件供電的工作狀態(tài)，通過監(jiān)測(cè)輸入輸出端的電壓信號(hào)，可以判斷電源是否穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)電氣故障檢測(cè)。

13、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述聲信息傳感模塊包括若干個(gè)聲傳感組件，若干個(gè)所述聲傳感組件分布在所述變頻器柜體的內(nèi)部與外部，所述聲傳感組件用于獲取故障聲信號(hào)，并傳輸至所述控制器。

14、本實(shí)用新型中基于故障聲信號(hào)對(duì)礦用變頻器的機(jī)械故障進(jìn)行檢測(cè)。異常的嘈雜聲、磨擦聲或顫動(dòng)聲往往是機(jī)械故障的征兆，工作人員可以通過聲傳感組件對(duì)變頻器進(jìn)行聲音信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，以判斷機(jī)械部件的工作狀態(tài)。

15、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述聲傳感組件包括依次連接的濾波模組、微信號(hào)放大模塊與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片，所述濾波模組用于對(duì)所述變頻器柜體的內(nèi)部或外部的聲信號(hào)進(jìn)行濾波處理，所述微信號(hào)放大模塊用于對(duì)經(jīng)濾波處理后的聲信號(hào)進(jìn)行放大處理，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片用于對(duì)經(jīng)放大處理后的聲信號(hào)進(jìn)行計(jì)算與模數(shù)轉(zhuǎn)換得到故障聲信號(hào)，并傳輸至所述控制器。

16、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述變頻器、采樣單元與控制器通過以太網(wǎng)的局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊交互。本實(shí)用新型的控制器作為工作人員進(jìn)行操作與監(jiān)控的終端，通過以太網(wǎng)在整個(gè)巡檢區(qū)域內(nèi)建立完整的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交互。

17、作為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，所述控制器上設(shè)置有顯示模塊。

18、本實(shí)用新型中的顯示模塊用來顯示變頻器相關(guān)的狀態(tài)信息，以及各類型數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，以供工作人員實(shí)時(shí)獲得變頻器的運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)了解和掌握生產(chǎn)情況，并快速做出故障診斷，降低損失。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

20、本實(shí)用新型提供的一種礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，基于變頻器故障信號(hào)的采集，利用控制器進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)與診斷，加快了故障檢測(cè)的速度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷信號(hào)異常，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度，以便采取針對(duì)性的維護(hù)和維修，可以最大限度地減少故障對(duì)生產(chǎn)的影響，降低故障的發(fā)生率、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，有利于提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置包括變頻器、采樣單元與控制器；所述變頻器包括變頻器柜體，所述變頻器柜體內(nèi)設(shè)置有電路器件與運(yùn)動(dòng)器件；所述運(yùn)動(dòng)器件包括電機(jī)；所述采樣單元用于獲取所述變頻器的運(yùn)行信息，所述采樣單元包括溫度信息傳感模塊、振動(dòng)信息傳感模塊、電力信息傳感模塊與聲信息傳感模塊，所述溫度信息傳感模塊、振動(dòng)信息傳感模塊、電力信息傳感模塊與聲信息傳感模塊分別通訊連接所述控制器，所述控制器用于分析處理所述采樣單元獲取的運(yùn)行信息；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述溫度信息傳感模塊包括若干個(gè)紅外輻射檢測(cè)組件，至少一個(gè)所述紅外輻射檢測(cè)組件設(shè)置在所述變頻器柜體的內(nèi)部，用于獲取所述電路器件與運(yùn)動(dòng)器件的溫度信息；至少一個(gè)所述紅外輻射檢測(cè)組件設(shè)置于所述變頻器柜體的外周壁，用于獲取外部環(huán)境中的溫度信息，并傳輸至所述控制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述溫度信息傳感模塊包括至少兩個(gè)紅外熱成像相機(jī)，至少一個(gè)所述紅外熱成像相機(jī)設(shè)置在所述變頻器柜體的內(nèi)腔壁，用于獲取所述變頻器柜體內(nèi)部的溫度分布圖像信息，至少一個(gè)所述紅外熱成像相機(jī)設(shè)置在所述變頻器柜體的外周壁，用于獲取外部環(huán)境中的溫度分布圖像信息，并傳輸至所述控制器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，若干個(gè)所述振動(dòng)傳感組件沿所述運(yùn)動(dòng)器件的軸向、垂直徑向與水平徑向各二點(diǎn)分布，所述振動(dòng)傳感組件用于獲取所述運(yùn)動(dòng)器件的振動(dòng)信號(hào)，并傳輸至所述控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述振動(dòng)傳感組件為本安型防爆振動(dòng)傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述聲信息傳感模塊包括若干個(gè)聲傳感組件，若干個(gè)所述聲傳感組件分布在所述變頻器柜體的內(nèi)部與外部，所述聲傳感組件用于獲取所述運(yùn)動(dòng)器件的故障聲信號(hào)，并傳輸至所述控制器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述聲傳感組件包括依次連接的濾波模組、微信號(hào)放大模塊與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片，所述濾波模組用于對(duì)所述變頻器柜體的內(nèi)部或外部的聲信號(hào)進(jìn)行濾波處理，所述微信號(hào)放大模塊用于對(duì)經(jīng)濾波處理后的聲信號(hào)進(jìn)行放大處理，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片用于對(duì)經(jīng)放大處理后的聲信號(hào)進(jìn)行計(jì)算與模數(shù)轉(zhuǎn)換得到故障聲信號(hào)，并傳輸至所述控制器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述變頻器、采樣單元與控制器通過以太網(wǎng)的局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊交互。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述控制器上設(shè)置有顯示模塊。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種礦用變頻器的故障檢測(cè)裝置，包括變頻器、采樣單元與控制器；所述變頻器包括變頻器柜體，所述變頻器柜體內(nèi)設(shè)置有電路器件與運(yùn)動(dòng)器件；所述采樣單元用于獲取所述變頻器的運(yùn)行信息，所述采樣單元包括溫度信息傳感模塊、振動(dòng)信息傳感模塊、電力信息傳感模塊與聲信息傳感模塊，所述采樣單元通訊連接所述控制器；所述控制器用于分析處理所述采樣單元獲取的運(yùn)行信息。本技術(shù)加快了故障檢測(cè)的速度，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)異常，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度。

技術(shù)研發(fā)人員：龍大鵬,王春青,胡開庚,劉博磊,王立環(huán),周冬莉,閆佳琦,王剛,張宇崢,李勝利,韓國(guó)慶,董輝,苗祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司電信分公司
技術(shù)研發(fā)日：20240304
技術(shù)公布日：2025/4/7