變頻器信號采集、分析及故障監(jiān)測系統(tǒng)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
介紹一種對變頻器的關鍵電量進行監(jiān)測和記錄的系統(tǒng)的設計，本系統(tǒng)已經在某鋼廠的軋鋼生產線上應用，幫助在線監(jiān)控主軋輥的變頻器運行狀況、分析信號，如分析諧波等。
關鍵詞：變頻器；信號采集；信號分析；故障監(jiān)測；LabVIEW
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、維修、測試變頻調速器的工作日趨重要。尤其是直接轉矩控制的變頻器，速度響應快，發(fā)生過流故障時，要求在電流超過定值10μs IGBT就保護動作，所以，檢測和研究變頻器需要高速的采集和測試平臺。下面是針對高速線材軋輥用的變頻器設計的測試平臺，主軋輥采用直接轉矩控制的交-直-交型變頻器控制。
測試平臺采用工控機在線檢測系統(tǒng)，真實而快速地顯示并存儲變頻器的主要電量。檢測系統(tǒng)由工控機、適合變頻器信號采集的霍爾傳感器，高頻數據采樣卡和相應的數據分析軟件組成。由于變頻器允許過流時間很短(一般10μs)，為了記錄故障前后的電量，選用高頻差分16通道數據采集卡。主要測量變頻器的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個信號。
PCI-MIO-16E-I是NI公司的高性能數據采集卡，采樣頻率高達1.25MHz。數據采集卡本身有一個高速的CPU，不依賴工控機，可以實現(xiàn)高速率的數據采集。
采集的11路信號都采用霍爾元件作為傳感器，其接線原理如圖1所示。
測試平臺采用工控機在線檢測系統(tǒng)，真實而快速地顯示并存儲變頻器的主要電量。檢測系統(tǒng)由工控機、適合變頻器信號采集的霍爾傳感器，高頻數據采樣卡和相應的數據分析軟件組成。由于變頻器允許過流時間很短(一般10μs)，為了記錄故障前后的電量，選用高頻差分16通道數據采集卡。主要測量變頻器的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個信號。
PCI-MIO-16E-I是NI公司的高性能數據采集卡，采樣頻率高達1.25MHz。數據采集卡本身有一個高速的CPU，不依賴工控機，可以實現(xiàn)高速率的數據采集。
采集的11路信號都采用霍爾元件作為傳感器，其接線原理如圖1所示。
對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程的監(jiān)測，如起動及制動過程的監(jiān)測和記錄。通過運行程序，從面板waveform graph中可以觀察到變頻器的各個信號的實時狀況；需要記錄時按OK按鈕，可在面板上標記為store按鈕，用軟件觸發(fā)程序開始記錄數據。AIconfig中的channels可根據數據采集卡接線的順序，正確設定要記錄的各個參量的名稱。如果研究起動、制動特性，可以在起制動前一時刻或起制動的當時，按下store按鈕，記錄起制動過程中的數據，分析影響變頻器起制動的參數設定是否合理。
對變頻器正常運行時的信號的定期記錄可以采用圖3所示的程序。
對變頻器正常運行時的信號的定期記錄可以采用圖3所示的程序。
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