[发明专利]一种基于多物理场检测的智能马达控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，包括单片机控制器、输入输出模块、通讯模块、温度检测模块、电压采集模块、电流采集模块、显示模块和处理电路，所述单片机控制器通过输入输出模块连接至马达，所述温度检测模块能够实时监测马达的温度，输出与单片机控制器电性连接，所述电压采集模块能够采集马达运转过程中的实时电压值，所述电流采集模块能够采集马达运转过程中的实时电流值，所述电压采集模块和电流采集模块的输出通过处理电路与所述单片机控制器电性连接，所述通讯模块包括连接单片机控制器进行控制信息指令传输的内部通讯模块，还包括能够与上位机或上级通讯模块进行实时采集数据信息传输的外部通讯模块，所述显示模块将所述单片器控制器处理后马达的相关参数和信息进行显示。

2.根据权利要求1所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，所述电压采集模块包括三组分别采集马达三相电压的三相电压采集电路，所述电压采集电路包括磁珠、分压电阻、采样电阻和电容，所述磁珠、分压电阻以及采样电阻依次串联连接，所述电容并联在所述采样电阻两端，采集采样电阻两端的电压以及参考电压。

3.根据权利要求1所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，所述电流采集模块包括三相电流互感器和三组电流采集电阻，用于分别采集马达的三相电流，所述电流采集电阻连接在所述三相电流互感器的二次侧，电流采集电阻输入的相电流通过所述三相电流互感器的两个线圈构成回路。

4.根据权利要求1所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，所述处理电路包括三相电量计量芯片ADE9000集成电路，其输入为所述电流采集模块采集的三相电流以及所述电压采集模块采集的三相电压，进而计算相电压、相电流、频率和功率的有效值。

5.根据权利要求1所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，所述温度检测模块包括温度检测电路和温度输入处理电路，所述温度检测电路包括三极管Q1、三极管Q1基极的旁路偏置电阻Rt1、热敏电阻和二极管D3，采集热敏电阻两端的输出电压PTCin，输入到温度输入处理模电路中，所述温度输入处理电路包括光耦P627、电阻Rt2和下拉电阻Rt3，电阻Rt2接所述光耦p627的输入端，下拉电阻通过所述光耦p627输出后接地，其输出为IN12是隔离后的温度值，将该值输出到单片机控制中。

6.根据权利要求1所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，所述输入输出模块包括11路数字量输入接口和8路数字量输出接口，所述11路数字量输入接口都是光耦隔离输入，所述8路数字量输出接口包括晶体管输出3路，继电器输出5路。

7.根据权利要求1所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，还包括振动监测模块，其设置于马达和轴承上，包括能够采集马达运行过程中实时振动数据的振动加速度采集端和处理端,所述采集端由一单片机作为微控制器完成对测量数据读取以及转发至处理端，并采用MEMS的三轴加速度传感器完成对马达的振动加速度测量；处理端采用一单片机完成振动烈度均方根值计算，通过外部通讯模块转发接入到单片机控制器中。

8.根据权利要求1所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置，其特征在于，还包括绝缘监测模块，其设置于马达的输入端与地之间，包括能够实时监测马达设备的绝缘电阻值和对地电容值，通过向马达输入端任意两相相线注入低频交流信号，并与故障等效接地点形成通路回路，通过采集此回路电压信号经运算电路处理后送入单片机控制器，进而得到马达绝缘状态，并将绝缘参数通过外部通讯接入到单片机控制器中。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的基于多物理场检测的智能马达控制装置实现的控制方法，其特征在于，包括：

(1)单片机控制器通过输入输出模块连接至马达，显示模块设定故障保护类型的初始保护参数；

(2)电压采集模块和电流采集模块将采集的马达的实时电量值输入给单片机控制器，进而计算出频率、功率有效值，并将电机运行状态的相电压、相电流、功率和频率信息传输到显示模块进行实时显示；

(3)温度检测模块将采集的马达的实时温度值输入给单片机控制器，所述单片机控制模块根据实时温度值对当前马达进行综合分析，一旦温度超出设定的初始保护参数，单片机控制模块就会发出保护指令，进行电机停电保护。