本实用新型一般地涉及电机控制领域。更具体地，本实用新型涉及一种分布式电机系统。
背景技术：
现有的电机系统一般包括多个电机，并且这些不同的电机根据工况可能分布于物理上不同的区域。在一些场景中，这些不同的区域相距较远，从而给电机的维护和监控造成不便。特别地，当前述的多个电机布置于相隔较远的位置后，将无法实时获取到多个电机的操作信息。
技术实现要素：
本实用新型提供一种分布式电机系统，以至少解决现有技术无法实时获取到电机的操作信息的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种分布式电机系统，所述电机系统包括：多个电机组，其中每个电机组包括电机和与所述电机连接的第一通信器；变频器组，包括变频器和与所述变频器连接的第二通信器；其中，所述变频器通过所述第二通信器与所述每个电机组的第一通信器连接，以获取所述电机的数据信息。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述第一通信器和所述第二通信器采用无线方式进行通信。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述第一通信器和所述第二通信器的通信频率选自于400mhz～420mhz的频率范围。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述第一通信器和所述第二通信器的通信频率为400mhz。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述电机组为分布式布置的多个，每一所述电机组的第一通信器均与所述变频器组的第二通信器连接。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述电机包括电机件、电压传感器、电流传感器、温度传感器以及振动传感器；其中，所述电压传感器用于检测所述电机件的电压信息，所述电流传感器用于获取所述电机件的电流信息，所述温度传感器用于获取所述电机件的温度信息，所述振动传感器用于获取所述电机件的振动信息。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述数据信息至少包括所述电压信息、电流信息、温度信息以及振动信息中的一种。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述变频器包括整流部分、中间直流支撑电容、逆变部分、控制电路系统以及辅助电源。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述第一通信器和所述第二通信器的通信距离处于0.1～15公里的范围内。
根据本实用新型提供的一实施方式，所述变频器通过所述第二通信器与所述第一通信器连接以给所述电机的发送控制信息。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术，本实用新型中的变频器可以通过第二通信器与第一通信器连接，从而获取到电机的数据信息，从而可以实时对电机进行监测。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1是根据本实用新型提供的分布式电机系统的第一实施例结构示意图；
图2是根据本实用新型提供的分布式电机系统的第二实施例结构示意图；
图3是图1所示分布式电机系统中电机的结构示意图；以及
图4是图1所示分布式电机系统中变频器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。
请参阅图1-图4，本申请提供一种分布式电机系统10，该电机系统10包括有多个电机组100(图1中仅示出一个)和变频器组200。其中，电机组100包括电机110和第一通信器120，电机110和第一通信器120相互连接，例如电连接。根据不同的应用场景，本实用新型的电机可以包括同步电机、异步电机、永磁电机或磁阻电机等各种类型的电机。在一个场景中，这里的电机可以是矿用隔爆永磁同步电机。变频器组200可以包括变频器210和第二通信器220，变频器210和第二通信器220相互连接，例如电连接。
在一个实施例中，电机110可以布置在预设的区域位置(例如特定的工况区域)，第二通信器220和第一通信器110可以进行连接，例如通过有线和/或无线连接的方式。变频器210则可以通过第二通信器220与第一通信器110连接，从而获取到电机110的数据信息，从而可以实时对电机110进行监测。根据不同的应用场景。前述的数据信息可以包含与电机的操作相关的各类型数据，例如包括布置于电机内的各类传感器所采集的操作信息。当操作信息涉及电机的运行状态数据时，其还可以包括输出电压、电流、温度和/或震动等数据。
在可选的实施例中，第一通信器120和第二通信器220可以通过有线方式进行通讯，例如通过加密数据线或者屏蔽数据线等将第一通信器120和第二通信器220连接从而实现有线通信。根据不同的应用场景，本实用新型的有线通信可以是光纤通信或电缆通信等。例如，在一些近距离的场景，第一通信器和第二通信器还可以利用符合有线lan标准的通信技术来实现通信。
在其他实施例中，第一通信器120和所述第二通信器220采用无线方式进行通信。根据不同的应用场景，本实用新型可以采用中程距离的通信方式，例如实现若干公里内无线通信的无线数传模块，从而可以实现点对点的中短距离的稳定通信。
在可选实施例中，第一通信器120和第二通信器220的通信频率可以大于或等于400mhz，小于或等于420mhz，即选自于400～420mhz的频率范围内。例如，该通信频率可以是400mhz、410mhz或者420mhz等等，这里均不作限定。正如本领域技术人员所知，无线频谱是一项重要的资源并且不同的频率段被政府划分用于不同的目的。就本实用新型而言，400mhz左右范围内的频率选择符合在中国大陆区域的无线通信。
本实用新型通过将第一通信器120和第二通信器220的通信频率设置于(400mhz，420mhz)的范围内，从而可以具有较低的工作功率，且满足中短距离的通信并且不需要额外设定基站，从而可以直接实现低成本的中短距离通信。且进一步地，(400mhz，420mhz)范围内的通信为商业通信频段，较为容易获取相关的频段许可，从而也可以减少本电机系统的运营成本。进一步，与现有的无线通信相比，如相比第四代(4g)或第5代(5g)通信而言，本申请提供的(400mhz，420mhz)频段范围内的通信将更为稳定，且不容易被干扰。另外，由于无需布置额外的基站或利用其他的传输媒介，本实用新型的电机系统在信息采集和传输方面具有相对高的稳定性并且减少了部署成本。
如图2所示，在可选实施例中，电机组100具体可以为多个，并且该多个电机组100呈分布式的布置，即，多个电机组100分布在不同的区域中。进一步如虚线所示，每一电机组100的第一通信器120均可以与变频器组200的第二通信器220建立通信连接。
可选的，在实际场景中，一般多个电机组100会分布在不同的区域中，且各区域之间距离较远且线路环境复杂，例如可能存在建筑物和工业设备等等。在这样的场景下，相比于采用有线通信方式而言，本实施例采用无线通信方式可以有效地减少布线的难度，从而减少布线成本，且能够满足稳定的通信要求。另外，通过这样的分布式布置，本实用新型的方案实现了利用一台变频器即可同时监控多台电机，从而显著地减小了监控电机方面的开销并且简化了对于电机的维护，从而也减小了与电机相关的运营维护成本。
在可选实施例中，变频器210还可以通过第二通信器220与第一通信器110之间的无线连接来向电机110发送控制信息。根据不同的应用场景，该控制信息可以包括对布置于电机内的各类传感器的指示命令。
根据本实用新型的方案，通过利用变频器组200中的变频器220来获取分布式布置的多个电机组100中电机110的数据信息，可以实时监控电机110的情况。进一步，通过变频器220给多个电机组110的电机发送控制信息，本实用新型的方案也可以实现对电机110的实时控制。在一些场景中，该控制信息也可以是操作人员根据从电机处采集到的数据而向变频器输入的各种操作命令。
如前所述，本实用新型的方案支持电机和变频器之间在中短距离范围内的无线通信。在可选实施例中，本实用新型的第一通信器120和第二通信器220的通信距离可以处于公里级的范围内，例如二者之间的通信距离可以大于或等于0.1公里(km)，小于或等于15公里(km)，即处于0.1～15公里的范围以内。具体来说，二者的距离例如可以是0.1km、0.5km、1km、2km、3km、5km、8km、10km或者15km等，因此本实用新型在通信的距离方面不做任何限制。在一个应用场景中，本实用新型的第一通信器120和所述第二通信器220的通信距离可以长达2km。在这样的距离区间，本实用新型的方案可以满足分布式布置的多个电机组100和变频器组200的通信要求，从而保证了一台变频器组对于连接的多台电机组的监控和管理。
如图3所示，在可选实施例中，电机110包括电机件111和布置于电机上的电压传感器112、电流传感器113、温度传感器114和/或振动传感器115等各类感应器，以测量或采集电机操作时的各种性能数据。可选的，电压传感器112、电流传感器113、温度传感器114以及振动传感器115均可以与电机件111连接。例如，在一个场景中，温度传感器114(例如可以是光纤光栅传感器)可以安装于电机件111(例如防爆电机)的转子上，以测量电机件的转子的温度。在另一个场景中，电流传感器113可以安装在定子绕组的首端，以测量电机件111的定子的电流信号。在一个实施例中，电机110还可以包括速度传感器(图中未示出)，其安装于电机件111的转轴上，以用于测量电机件111的转子的转速。在另一个实施例中，振动传感器113可以安装于电机件的定子铁心外侧，以采集与定子铁心的振动情况相关的信号。
基于上述布置的多种类型的传感器，本实用新型的数据信息至少包括相应的电压信息、电流信息、温度信息和/或振动信息中的一种。在实际的应用场景，根据布置传感器的类型和数目，本实用新型的数据信息可以包括前述的一种或多种类型的信息，或者由于采用不同于这里所列举的传感器而因此令前述的数据信息包括了这里没有列举的信息项。鉴于此，本实用新型在数据信息的类型方面并不做任何的限制。
如图4所示，在可选实施例中，变频器210包括整流部分211、中间直流支撑电容212、逆变部分213、控制电路系统214以及辅助电源214。在一个或多个实施例中，变频器的整流部分211可以用于将三相交流电转换成直流电传输给逆变部分213。这里，整流部分211可以采用绝缘栅双极晶体管(“igbt”)构成三相整流桥。当母线电压低于阀值时，交流电通过igbt内部的二极管进行整流，并且将整流后得到的直流电经由中间直流支撑电容212(起“稳压作用”)传输给逆变部分(或称“逆变器”)213。逆变部分213将中间直流电压逆变为期望幅值和频率的三相交流电，输出给负载(例如电机件111)。在一个或多个实施例中，变频器210的控制电路系统214可以对变频器和/或电机总体上进行控制，例如变频器的启动、复位、电机的停止和启动等操作。
综上所述，本实用新型提供一种分布式电机系统，其中变频器210可以通过第二通信器220与多个第一通信器110连接，从而获取到与各自的第一通信器关联的电机110的数据信息。这里，第一通信器和第二通信器例如可以是配对使用的无线数传模块。进一步，本实用新型的方案还可以通过变频器220给多个电机组110的电机发送控制信息，从而可以实现对多个电机110的控制。另外，本实用新型在变频器210和多个电机件之间采用无线通信方式进行通信，可以有效地减少布线的难度，从而减少部署成本。尽管在本实用新型中单独绘出了变频器210，但在一些应用场景中，本实用新型的变频器210也可以与电机和/或减速机布置在一起，以构成变频一体机。根据本实用新型的方案，该变频一体机可以构成前述分布式电机系统的主设备，而多个电机组100构成从设备，从而也可以实现变频器与电机组之间的主从通信。
在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。
另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。
1.一种分布式电机系统，其特征在于，所述电机系统包括：
多个电机组，其中每个所述电机组包括电机和与所述电机连接的第一通信器；
变频器组，包括变频器和与所述变频器连接的第二通信器；
其中，所述变频器通过所述第二通信器与每个所述电机组的所述第一通信器连接，以获取所述电机的数据信息。
2.根据权利要求1所述的电机系统，其特征在于，所述第一通信器和所述第二通信器采用无线方式进行通信。
3.根据权利要求2所述的电机系统，其特征在于，所述第一通信器和所述第二通信器的通信频率选自于400mhz～420mhz的频率范围。
4.根据权利要求3所述的电机系统，其特征在于，所述第一通信器和所述第二通信器的通信频率为400mhz。
5.根据权利要求1所述的电机系统，其特征在于，所述电机组为分布式布置的多个，每一所述电机组的第一通信器均与所述变频器组的第二通信器连接。
6.根据权利要求1所述的电机系统，其特征在于，所述电机包括电机件、电压传感器、电流传感器、温度传感器和/或振动传感器；
其中，所述电压传感器用于检测所述电机件的电压信息，所述电流传感器用于获取所述电机件的电流信息，所述温度传感器用于获取所述电机件的温度信息，所述振动传感器用于获取所述电机件的振动信息。
7.根据权利要求6所述的电机系统，其特征在于，所述数据信息至少包括所述电压信息、电流信息、温度信息以及振动信息中的一种。
8.根据权利要求1所述的电机系统，其特征在于，所述变频器包括整流部分、中间直流支撑电容、逆变部分、控制电路系统以及辅助电源。
9.根据权利要求1所述的电机系统，其特征在于，所述第一通信器和所述第二通信器的通信距离处于0.1～15公里的范围内。
10.根据权利要求1所述的电机系统，其特征在于，所述变频器通过所述第二通信器与所述第一通信器连接以给所述电机的发送控制信息。
技术总结