阅读说明：本技术 一种模块化数字电机系统 (Modular digital motor system ) 是由 陆犇 张泽民 张明月 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种模块化数字电机系统,包括现场电机集成端和用户维保配套设备端；现场电机集成端包括电机本体、主动散热模块、变频调速模块、本地控制模块和不间断供电模块；电网通过变压器接入不间断供电模块,不间断供电模块向外输出交流电,交流电在接入电机本体之前依次接入本地控制模块和变频调速模块,不间断供电模块、变频调速模块和本地控制模块分别通过无线通信与用户维保配套设备端通信连接；主动散热模块包括温度传感器和散热风扇,并通过无线通信与用户维保配套设备端通信连接；用户维保配套设备端包括本地显示模块、报警模块和远程控制模块。本发明能够实现电机的智能控制和远程运维。(The invention discloses a modular digital motor system, which comprises a field motor integration end and a user maintenance supporting equipment end; the field motor integration end comprises a motor body, an active heat dissipation module, a variable frequency speed regulation module, a local control module and an uninterrupted power supply module; the power grid is connected with the uninterruptible power supply module through the transformer, the uninterruptible power supply module outputs alternating current outwards, the alternating current is sequentially connected with the local control module and the variable frequency speed regulation module before being connected with the motor body, and the uninterruptible power supply module, the variable frequency speed regulation module and the local control module are respectively in communication connection with the user maintenance supporting equipment end through wireless communication; the active heat dissipation module comprises a temperature sensor and a heat dissipation fan and is in communication connection with the user maintenance supporting equipment end through wireless communication; the user maintenance supporting equipment end comprises a local display module, an alarm module and a remote control module. The invention can realize intelligent control and remote operation and maintenance of the motor.)

一种模块化数字电机系统

技术领域

本发明涉及一种用于智能电机领域的模块化数字电机系统。

背景技术

随着社会和技术的发展，智能化逐渐成为各行各业发展的方向。而电机作为一种智能设备中必然存在的执行终端，将决定着智能化发展的程度。现阶段，全球电机制造企业主要以生产电机本体为主，传统的电机本体已不能满足智能化的发展需求，于是，进行更加智能化的电机系统的研发是技术人员的主要目标。例如，申请号为201811572792.4的专利均讲述了一种智能电机系统的设计方法，但是该系统只包含变频驱动主板、温度传感器和振动传感器，并且温度传感器和振动传感器的模拟量信号由模拟量处理单元进行采集处理，无法满足电机智能化控制的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种一种模块化数字电机系统，它能够实现电机的智能控制和远程运维。

实现上述目的的一种技术方案是：一种模块化数字电机系统，包括电机本体以及设置在电机本体内的智能控制模块，所述电机本体及智能控制模块形成现场电机集成端，还包括用户维保配套设备端；

所述现场电机集成端包括电机本体、主动散热模块、变频调速模块、本地控制模块和不间断供电模块；

电网通过变压器接入所述不间断供电模块，所述不间断供电模块向外输出交流电，交流电在接入电机本体之前依次接入所述本地控制模块和所述变频调速模块，所述不间断供电模块、所述变频调速模块和所述本地控制模块分别通过无线通信与所述用户维保配套设备端通信连接；所述主动散热模块包括温度传感器和散热风扇，并通过无线通信与所述用户维保配套设备端通信连接；

所述用户维保配套设备端包括本地显示模块、报警模块和远程控制模块，所述本地显示模块实时接收智能控制模块的电机状态数据并加以显示，当状态数据超过设定阈值时所述报警模块发出预警，所述远程控制模块控制所述本地控制模块进行电机启闭控制，所述远程控制模块控制所述变频调速模块进行电机变频调速控制，所述远程控制模块根据温度传感器传感器的温度数据控制散热风扇的转速。

进一步的，所述本地控制模块包括智能开关和本体物理开关，所述不间断供电模块向外输出的交流电接入智能开关，所述智能开关通过无线通信与所述远程控制模块通信连接，所述本体物理开关与所述智能开关连接并相互联动。

进一步的，所述不间断供电模块包括分布式电池和UPS模块，所述UPS模块通过变压器与电网连接，向外输出电能，同时向电机本体输出交流电并为分布式电源充能，当UPS供电端断电时，分布式电源经UPS模块实现直交流转换，为电机供电。

进一步的，智能控制模块的电机状态数据通过所述用户维保配套设备端实时上传至云端远程运维工作站，通过远程运维工作站的专家诊断系统及技术专家进行数据分析和故障诊断，实现远程运维功能。

本发明的一种模块化数字电机系统有如下优势：从生产端模块化集成电机本体、变频调速、本地控制、数据传输、不间断供电、主动散热等装置，便于选择性安装，在提升电机系统整体功能的情况下，可以实现各个模块之间的最优匹配，更加适合用作智能化设备的执行终端；用户维保配套设备端实现了电机状态数据的远程呈现，使得运维人员时刻掌握电机状态，及时进行检修；加入了主动散热的理念，在因变频调速导致电机低速工作温升较快时，可以调整主动散热装置，从而快速降低电机系统整体温度，提升电机使用寿命；提出配备分布式能源的理念，可以短时间内保证电机系统在紧急断电情况下实现不间断工作，降低因为紧急断电造成的损失；本地控制模块实现了远程控制，在发现电机出现运行风险时能够及时控制进行电机的远程启闭。

附图说明

图1为本发明的本发明的一种模块化数字电机系统的现场电机集成端和用户维保配套设备端的示意图；

图2为本发明的一种模块化数字电机系统的功能模块连接关系示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

请参阅图1和图2，本发明的一种模块化数字电机系统，包括电机本体以及设置在电机本体内的智能控制模块，电机本体及智能控制模块形成现场电机集成端1，本发明还包括用户维保配套设备端2，二者通过工业互联网相互连接。

现场电机集成端1包括电机本体11、主动散热模块10、变频调速模块12、本地控制模块13和不间断供电模块14。

电网通过变压器接入不间断供电模块14，不间断供电模块14向外输出交流电，交流电在接入电机本体之前依次接入本地控制模块13和变频调速模块12，不间断供电模块14、变频调速模块12和本地控制模块13分别通过无线通信与用户维保配套设备端2通信连接。主动散热模块10包括温度传感器和散热风扇，并通过无线通信与用户维保配套设备端2通信连接。本发明设计的电机系统主要包括变频调速、本地远程控制、不间断稳定供电、主动散热、本地显示和远程运维几大功能，可以根据应用场合的不同集成不同的功能模块硬件，从而实现不同的功能组合。

变频调速功能主要依靠变频调速模块12实现。交流电在进入电机之前需先经过变频调速模块12，变频模块通过无线传输技术可以实现和用户操作端的通信，从而可以通过远程调控变频模块参数实现电机的远程变频调速。本地远程控制主要依靠智能开关模块13实现。交流电在进入变频调速模块之前需先经过智能开关模块13，智能开关通过无线传输技术实现和用户操作端的通信，从而可以远程控制电机的启停，本地控制模块包括智能开关和本体物理开关，不间断供电模块向外输出的交流电接入智能开关，智能开关通过无线通信与远程控制模块通信连接，本体物理开关与智能开关连接并相互联动。不间断稳定供电功能主要依靠不间断供电模块14实现。为降低电机使用过程中因突然断电造成的损失，可以在电机系统中集成此功能。该模块的工作原理为：正常情况下，电网经变压器等装置与UPS模块接通，UPS模块输出稳定的电压为电机本体供电，与此同时，UPS同时可以为分布式电池充电、储存能源；当UPS供电端突然断电时，分布式电池可以反向经UPS模块实现直交流转换，为电机提供能量，实现紧急断电情况下的不间断工作。主动散热功能主要依靠主动散热模块10实现。为了防止变频调速过程中因电机转速过低而出现同轴风扇转速降低、导致电机本体温度升高的现象，增加可以独立调控转速的主动散热装置。布置在电机表面的温度传感器检测电机表面的温度值，并实时地将检测数据传输给本地控制板进行存储分析，控制板中的算法和专家诊断系统可以实时分析电机便面的温度，从而计算出电机内部定转子的温度值，本地控制板根据温升幅值来调整主动散热风扇的转速，从而将整个电机系统的温度控制在一定数值以下，实现主动散热功能。

用户维保配套设备端2包括本地显示模块、报警模块和远程控制模块，本地显示模块实时接收智能控制模块的电机状态数据并加以显示，以实时监控电机的输入电压、电流、功率、电机振动、温度等参数。通过本地控制板的内置算法和专家诊断库，基于传感器检测结果来计算分析电机内部温升和电机振动参数。电压、电流通过电源输入端监测，控制板接受模拟信号，并将其转换为数字信号显示在本地。当传感器检测的温度、振动、电流等信息超过预设阀值时，报警装置发出报警，提醒本地使用人员可能会发生故障的种类。电机使用人员根据故障种类和严重程度判断是否需要专业人员解决处理，以延长电机整体使用寿命。远程控制模块控制本地控制模块进行电机启闭控制，控制变频调速模块进行电机变频调速控制，根据温度传感器传感器的温度数据控制散热风扇的转速。智能控制模块的电机状态数据通过用户维保配套设备端实时上传至云端远程运维工作站，通过远程运维工作站的专家诊断系统及技术专家进行数据分析和故障诊断，实现远程运维功能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。