一种变频器检测系统及方法技术方案

本申请涉及一种变频器检测系统及方法，涉及工业控制运维领域。所述系统包括：变频器检测设备，所述变频器检测设备包括电流检测模块和电压检测模块，用于检测变频器的电流数据和电压数据，并将所述电流数据和电压数据实时上传至数据处理分析平台；数据处理分析平台，所述数据处理分析平台用于对所述变频器检测设备检测获取的电流数据和电压数据进行存储和分析；数据采集传输模块，所述数据采集传输模块用于建立所述变频器检测设备与所述数据处理分析平台之间的通信连接。本申请的变频器检测系统及方法，通过分析变频器的工作数据并进行趋势判断，定位变频器故障位置或实现故障预警功能；实时监控变频器的工作状态。实时监控变频器的工作状态。实时监控变频器的工作状态。

【技术实现步骤摘要】
一种变频器检测系统及方法


[0001]本申请涉及工业控制运维领域，尤其涉及变频器检测系统及方法。

技术介绍

[0002]变频器在工业控制的各个领域都能大显身手，是工业控制领域主要应用的技术设备之一。然而，变频器的故障往往会影响到工业制造产线的顺利运行，若能对变频器的运行状态进行检测，并对其故障状态进行提前预警，便能够在变频器彻底故障前，生产任务间隙合理安排变频器的维护，使其可以持续正常运行，进一步有效减少变频器意外宕机引起工业制造产线的意外停滞，提高产能和产品质量。
[0003]目前，就国内外的应用趋势而言，变频器的故障检测主要是在变频器内部进行的，例如，在变频器内部的整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元以及检测单元微处理单元这几个关键模块中存在故障检测模块。但是，变频器本身故障检测系统检测到的工作电压和输出电流，主要是用来对自身工作状态进行调整和补偿的。
[0004]例如，变频器工作电压检测是为了配合频率的变化，使电机的磁通保持一致。三相异步电机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的。在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通会过大，磁回路饱和，严重时将烧坏电机。因此，必须通过电压检测确保变频器输出频率与电压是成比例地改变的。
[0005]再例如，电动机在运转过程中如果降低指令频率过快，则电动状态将变为发电状态，再产生的能量存积在变频器的直流电容器中。由于电容器容量和耐压的关系，需要对电压进行及时、准确地检测，给变频器提供准确可靠的信息，使变压器在过压时进行及时、有效的保护。此外，变频器工作电流的检测也是为了改善变频器的输出特性，对变频器进行过流保护和死区补偿。
[0006]综上，变频器内部的故障检测系统确实可以实现部分的故障预警功能，但是同时也存在以下不足之处：1.变频器内部的故障检测系统主要为调节变频器自身的工作状态所用。部分变频器在成本和应用环境的权衡下，仅保留了最基础的故障检测(例如，部分国外信号机三相电流输出只检测其中两相)。这导致变频器故障检测数据不全面；2.变频器内部的故障检测数据一般不会公开，往往是由变频器内部的微处理器直接获取数据并直接进行判断和处理。对使用者而言，不能清楚获知故障数据以及故障内容，对定位故障位置欠缺便捷性。3.各家变频器内部的故障数据不通用，这也是目前国内普遍存在的问题。大型生产企业的产线上就会存在各种品牌的变频器设备，不同厂家的变频器设备内部数据不统一，要获取变频器的工作状态，也是极为困难的。
[0007]若要统一管理工业产线上的各个变频器的工作状态，需打通所有国外厂家的变频器通信协议；或者建立一套独立的变频器故障检测系统，可以不依赖变频器的品牌来实现工作状态的监控。然而，通过调研国内外市场及科研成果，目前科研成果仅仅论述对变频器故障的常用处理方式或者如何嵌入变频器内部实现检测等；并没有一套真正的变频器检测系统，可以满足如上的需求。
[0008]因此，期望提供一种变频器检测系统及方法，通过分析变频器的工作数据并进行趋势判断，定位变频器故障位置或实现故障预警功能；实时监控变频器的工作状态。

技术实现思路

[0009]根据本申请的一些实施例的第一方面，提供了一种变频器检测系统，所述系统包括：变频器检测设备，所述变频器检测设备包括电流检测模块和电压检测模块，用于检测变频器的电流数据和电压数据，并将所述电流数据和电压数据实时上传至数据处理分析平台；数据处理分析平台，所述数据处理分析平台用于对所述变频器检测设备检测获取的电流数据和电压数据进行存储和分析；数据采集传输模块，所述数据采集传输模块用于建立所述变频器检测设备与所述数据处理分析平台之间的通信连接。
[0010]在一些实施例中，所述变频器检测设备对变频器的整流电压和/或三相输出电流进行高速的高精度检测。
[0011]在一些实施例中，所述变频器检测设备通过分压和微处理器AD转换的方式以获取变频器的工作电压，所述变频器的工作电压为直流高电压。
[0012]在一些实施例中，所述变频器检测设备具体包括霍尔传感器和加法器电路，通过加法器电路将三相输出电流转换为AD转换模块可处理的电压范围，用于检测变频器；所述三相输出电流是所述变频器的输出电流，为交流电流。
[0013]在一些实施例中，所述霍尔传感器包括开口式线性霍尔传感器；所述变频器检测系统可以根据变频器的应用场景，通过使用不同的霍尔传感器调整检测倍率。
[0014]在一些实施例中，所述数据处理分析平台通过数据存储和关联数据库技术、数据处理技术对变频器的检测数据进行分析和处理，并判断变频器的工作状态。
[0015]在一些实施例中，所述数据处理技术包括故障判断算法、自学习算法、傅里叶变换、故障预判和预警，所述数据处理分析平台根据Apache Spark+Hadoop架构，对通过Kafka获取的实时数据，以及TDengine获取的静态数据进行处理分析。
[0016]在一些实施例中，所述变频器检测设备的采样周期为2ms，用于检测变频器工作状态中的所有频域信息；所述数据处理分析平台通过傅里叶变换恢复三相输出电流的频谱状态，用于判断变频器的工作状态。
[0017]在一些实施例中，所述变频器检测设备通过配置不同数量的内部板卡，用于同时对多个变频器的工作状态进行检测。
[0018]根据本申请的一些实施例的第二方面，一种变频器检测方法，所述方法包括通过变频器检测设备，检测变频器的电流数据和电压数据，并将所述电流数据和电压数据实时上传至数据处理分析平台；通过数据处理分析平台对所述变频器检测设备检测获取的电流数据和电压数据进行存储和分析；所述数据处理分析平台利用时序数据库存储管理数据；所述数据处理分析平台利用故障判断算法，通过电压数据与电流数据之间的关系，判断故障位置；利用变频器三相输出电流幅度和频率的一致性，判断变频器是否故障；利用自学习算法，将变频器在特定操作中的电压数据与电流数据形成标准化数据并存储；利用傅立叶变换，提取变频器的三相输出电流数据的频域信息，判断是否存在突变；对变频器的实时电压数据与电流数据，以及所述标准化数据进行批评，利用人工智能技术进行拟合判断，对未匹配数据进行预警。
[0019]因此，通过分析变频器的工作数据并进行趋势判断，定位变频器故障位置或实现故障预警功能；实时监控变频器的工作状态。
附图说明
[0020]为更好地理解并阐述本申请的一些实施例，以下将结合附图参考实施例的描述，在这些附图中，同样的数字编号在附图中指示相应的部分。
[0021]图1是根据本申请的一些实施例提供的变频器检测系统中变频器故障检测设备的示例性示意图。
[0022]图2是根据本申请的一些实施例提供的变频器检测方法中数据处理分析平台的示例性流程图。
[0023]图3是根据本申请的一些实施例提供的变频器检测系统应用场景的示例性示意图。
[0024]图4是根据本申请的一些实施例提供的变频器检测系统应用场景的示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频器检测系统，其特征在于，包括：变频器检测设备，所述变频器检测设备包括电流检测模块和电压检测模块，用于检测变频器的电流数据和电压数据，并将所述电流数据和电压数据实时上传至数据处理分析平台；数据处理分析平台，所述数据处理分析平台用于对所述变频器检测设备检测获取的电流数据和电压数据进行存储和分析；数据采集传输模块，所述数据采集传输模块用于建立所述变频器检测设备与所述数据处理分析平台之间的通信连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变频器检测设备对变频器的整流电压和/或三相输出电流进行高速的高精度检测。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述变频器检测设备通过分压和微处理器AD转换的方式以获取变频器的工作电压，所述变频器的工作电压为直流高电压。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变频器检测设备具体包括霍尔传感器和加法器电路，通过加法器电路将三相输出电流转换为AD转换模块可处理的电压范围，用于检测变频器。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述霍尔传感器包括开口式线性霍尔传感器；所述变频器检测系统可以根据变频器的应用场景，通过使用不同的霍尔传感器调整检测倍率。6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据处理分析平台通过数据存储和关联数据库技术、数据处理技术对变频器的检测数据进行分析和处理，并判断变频器的工作状态。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据处理技术包括故障判...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海恩，丁伟，邵爱锋，
申请(专利权)人：上海宝康电子控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：