随着工业化水平的提高,电机已成为人们生活中最主要的驱动型电力设备,被广泛用于国民经济生产的各个领域。电机在长期运行过程中,难免会产生一些故障,但如果在电机故障发生时不能做出及时有效的处理,就可能造成较大的事故。研究表明,电机振动信号中包含了大量电机运行状态的信息。对电机振动进行监测可以有效的判断电机的运行状态,从而实现故障诊断和故障预警,降低电机发生重大事故的概率。根据平行板电容的原理,设计并采用了电容传感器对电机转轴径向振动进行监测的方案。通过加装等位环的方式消除了电容传感器的边缘效应,并使用了不完全驱动电缆技术削弱寄生电容对传感器的影响。此外,利用限幅RC振荡器产生27kHz的激励信号,通过三级运算放大式电容检测电路将振动信号转变为交流电压信号。然后设计了全波整流电路将交流电压信号整成直流信号,再经过八阶椭圆型抗混叠滤波电路滤除直流信号信号中的干扰信号,最后通过调零电路对有用振动信号进行提取和单独放大。依据被测振动信号的频率要求和检测电路最终输出电压信号的范围,设计了基于STM32F407微处理器的振动数据采集电路,采用了24位高精度A/D转换芯片AD7734和16位D/A转换芯片DAC8541。设计了变系数惯性滤波算法,主要用于消除振动信号中的随机干扰信号和窄脉冲干扰信号,提高了振动信号的信噪比。利用微处理器对振动数据进行计算和显示,并通过RS-485通信将振动数据传送至上位机。为了提高对振动信号的检测精度,采用了曲线拟合的方式确定了振动量与输出电压的关系式。通过Labview编写了电机振动监测软件,可对振动信号波形及其峰峰值变化趋势进行绘图显示,根据其峰峰值的大小实现了对电机运行状态的实时监测或离线判断,并且可根据电机的实际需要人为设定其状态判断阈值。最后,通过模拟实验,验证了本系统在同一振动信号不同判断阈值以及同一判断阈值不同振动信号下均能可靠地判断电机运行状态。