[发明专利]一种交流接触器在线监测系统及其在线监测方法

权利要求书

1.一种交流接触器在线监测系统，其包括交流接触器(1)、信号采集装置(2)和监测装置(3)，其特征在于：所述信号采集装置(2)包括布置在所述交流接触器(1)外壳上的振动传感器(4)和穿过所述交流接触器(1)的导线的电流传感器(5)，分别测量交流接触器(1)的振动信号和电流信号的所述振动传感器(4)和电流传感器(5)连接到监测装置(3)，所述监测装置(3)包括用于对振动信号滤波的FIR低通滤波器(6)、基于振动信号和电流信号生成时域波形和频域波形的生成模块(7)和处理模块(8)，所述生成模块(7)包括FFT变换单元(9)，所述处理模块(8)包括存储特征参数的存储单元(10)和用于识别故障的处理单元(11)，所述处理单元(11)将实时的频域波形、时域波形和所述特征参数相比较以识别所述交流接触器(1)的故障及故障类型。

2.根据权利要求1所述的交流接触器在线监测系统，其特征在于：优选的，在信号采集装置(2)和监测装置(3)之间设有信号调理装置(12)，所述信号调理装置(12)包括用于调理振动信号的陷波滤波器(13)、用于调理电流信号的放大电路(14)以及连接陷波滤波器(13)和放大电路(14)的阻抗匹配电路(18)。

3.根据权利要求2所述的交流接触器在线监测系统，其特征在于：在所述信号调理装置(12)和监测装置(3)之间设有数据采集卡(15)，所述数据采集卡(15)包括AD转换芯片(16)和数据采集芯片(17)。

4.根据权利要求1所述的交流接触器在线监测系统，其特征在于：所述振动传感器(4)胶结在所述交流接触器(1)的电磁操动机构上，所述电流传感器(5)为测量所述交流接触器(1)的电磁操动机构线圈电流信号的霍尔式电流传感器。

5.根据权利要求3所述的交流接触器在线监测系统，其特征在于：所述AD转换芯片(16)的输入电压范围为±5V且多通道双向并行，所述AD转换芯片(16)的AD分辨率14位、AD采样率最高16.6MHZ且采用LQFP封装，所述数据采集芯片(17)包括ARM Cortex-M4内核、嵌入式存储器RAM、2个通用异步收发器(UART)和多个独立可编程、复用通用输入输出引脚(GPIO)。

6.根据权利要求1所述的交流接触器在线监测系统，其特征在于：所述FIR低通滤波器(6)采用矩形窗函数且采样频率为70kHZ、截止频率15kHz和滤波器阶数65，所述FFT变换单元(9)为蝶形FFT变换单元。

7.根据权利要求1所述的交流接触器在线监测系统，其特征在于：所述特征参数至少包括所述交流接触器(1)合闸时和/或稳定工作时的振动信号频率范围、电流信号峰峰值和/或电流信号频率。

8.根据权利要求1所述的交流接触器在线监测系统，其特征在于：所述存储单元(10)为随机存取存储器、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除只读存储器或电可擦除只读存储器，所述处理单元(11)为中央处理器、网络处理器、数字信号处理器、专用集成电路或现成可编程门阵列。

9.一种利用权利要求1-8中任一项所述的交流接触器在线监测系统的在线监测方法，其步骤包括：

第一步骤(S1)中：振动传感器(4)布置在所述交流接触器(1)外壳上且测量交流接触器(1)的振动信号，电流传感器(5)穿过所述交流接触器(1)的导线且测量交流接触器(1)的电流信号；

第二步骤(S2)中：FIR低通滤波器(6)对振动信号滤波，生成模块(7)基于处理后的振动信号和电流信号生成时域波形和频域波形；

第三步骤(S3)中：所述处理单元(11)将实时的频域波形、时域波形和所述特征参数相比较以识别所述交流接触器(1)的故障及故障类型。

10.根据权利要求9所述的在线监测方法，其特征在于：第二步骤(S2)中：陷波滤波器(13)校正所述振动信号和放大电路(14)放大电流信号且被数据采集卡(15)采集处理。