變頻器信號(hào)采集、分析及故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

Signal Collection、 Analyzing and Faults Inspecting System of th e Inverters

HUANG Lingzhi, LIU Yujun

(Dept. of Automatic Control, Liaoning Institute of Science and Techno logy, Benxi 117022, China)

　　Key words: inverters; signal collection; signal analyzing; fault s inspecting; LabVIEW

　　維護(hù)、維修、測(cè)試變頻調(diào)速器的工作日趨重要。尤其是直接轉(zhuǎn)矩控制的變頻器，速度響應(yīng)快，發(fā)生過(guò)流故障時(shí)，要求在電流超過(guò)定值10μs IGBT就保護(hù)動(dòng)作，所以，檢測(cè)和研究變頻器需要高速的采集和測(cè)試平臺(tái)。下面是針對(duì)高速線材軋輥用的變頻器設(shè)計(jì)的測(cè)試平臺(tái)，主軋輥采用直接轉(zhuǎn)矩控制的交-直-交型變頻器控制。
　　測(cè)試平臺(tái)采用工控機(jī)在線檢測(cè)系統(tǒng)，真實(shí)而快速地顯示并存儲(chǔ)變頻器的主要電量。檢測(cè)系統(tǒng)由工控機(jī)、適合變頻器信號(hào)采集的霍爾傳感器，高頻數(shù)據(jù)采樣卡和相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析軟件組成。由于變頻器允許過(guò)流時(shí)間很短(一般10μs)，為了記錄故障前后的電量，選用高頻差分16通道數(shù)據(jù)采集卡。主要測(cè)量變頻器的U相輸入電流，UV、VW相輸入電壓，變頻器的三相輸出電流和電壓及變頻器的直流電壓、直流電流，共11個(gè)信號(hào)。
　　PCI-MIO-16E-I是NI公司的高性能數(shù)據(jù)采集卡，采樣頻率高達(dá)1.25MHz。數(shù)據(jù)采集卡本身有一個(gè)高速的CPU，不依賴工控機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)采集。
　　采集的11路信號(hào)都采用霍爾元件作為傳感器，其接線原理如圖1所示。

　　對(duì)變頻器的波形觀察和記錄的程序如圖2所示。程序還可用于特殊過(guò)程的監(jiān)測(cè)，如起動(dòng)及制動(dòng)過(guò)程的監(jiān)測(cè)和記錄。通過(guò)運(yùn)行程序，從面板waveform graph中可以觀察到變頻器的各個(gè)信號(hào)的實(shí)時(shí)狀況；需要記錄時(shí)按OK按鈕，可在面板上標(biāo)記為store按鈕，用軟件觸發(fā)程序開始記錄數(shù)據(jù)。AIconfig中的channels可根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡接線的順序，正確設(shè)定要記錄的各個(gè)參量的名稱。如果研究起動(dòng)、制動(dòng)特性，可以在起制動(dòng)前一時(shí)刻或起制動(dòng)的當(dāng)時(shí)，按下store按鈕，記錄起制動(dòng)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，分析影響變頻器起制動(dòng)的參數(shù)設(shè)定是否合理。
　　對(duì)變頻器正常運(yùn)行時(shí)的信號(hào)的定期記錄可以采用圖3所示的程序。

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