随着电气技术在工业领域的发展与应用,人们在生产和生活中的许多设备都需要通过电机来驱动,电机的使用范围越来越广。尤其是采矿冶金、水力电力、机车牵引等大规模应用电机的行业,对大型电机运行状态、故障判断、能耗分析有迫切的需求。电机系统是一个统一的整体,包括电动机、电机驱动系统、机械负荷。对电机不同运行参数的监测分析方法和能量损耗的计算方式多种多样。对其整体运行状态的监测和能效的评估意义重大。很多重要的工业应用场合,由于环境恶劣复杂,空间狭小,无法采用传统的有线信号传输方式实现对电机状态的监测,这极大的限制了电机监测系统的有效应用。随着我国对于环境保护的要求的日趋严格,对于电机驱动系统运行效率、碳排放量的估计也成为了对电机系统进行监测的必要内容之一。这对于掌握电机在不同行业中的运行情况,从而提高能源利用率,减少碳排放量都有着重要的指导意义。因此,研制一种能够通过无线通信的方式对电机系统进行监测,并对其进行能效分析和碳排放量估计的监测系统有着重要的实际意义。本文采用基于Zigbee技术的无线通信技术,进行了电机监测系统的研究和设计。在使用电压传感器、电流传感器和温度传感器采集电机运行过程中电压信号、电流信号和电机温度信号后,由MSP430处理器对采样信号进行计算,实时监测并通过显示屏显示电机输出电压、电流、功率、效率、碳排放量。采用射频芯片CC2430设计了传输电机运行参数数据的无线传输模块,建立了符合ZigBee协议的无线数据传输网络。所采用的基于ZigBee技术的无线通讯方式,能够克服有线信号通信的缺点,更加适用于运行环境复杂的工业场合,并且具有成本较低的特点。通过无线网络,采集子系统将监测到的电机运行信息传递给上位机,实现了上位机同时监测多台电机的设计目标。监管人员可以通过显示在电脑终端的数据对电机各项参数进行分析,以达到监测电机运行稳定性、运行能耗、预测和诊断故障的目的。本文根据所设计的系统方案进行了系统样机的研制,介绍了样机硬件的外观和软件部分的界面,并进行了对异步电机运行状态的监测实验。实验中,在50米的范围内采用无线通信方式,对异步电机的电流、电压、温度、运行效率、碳排放量进行了监测。同时,采用高速数据采集卡对电机的运行数据进行采集。在Matlab的软件环境内,将两种数据采集方法得到的数据进行对比。参与对比的电机运行参数为定子电流、电压、电机温度。通过与数据采集卡所监测的数据进行对比,验证了本文所设计方案能够满足电机监测的需求。