專利名稱:在ac感應電機中的轉速探測系統和方法
在AC感應電機中的轉速探測系統和方法技術領域
本發明一般涉及AC (交流)感應電機,更特別地涉及用于確定AC感應電機的轉子轉速的系統和方法。
背景技術:
電動機消耗大部分的發電量。工業的該“主力”的許多應用是風扇和泵工業應用。 例如,在典型的集成造紙機中,低電壓和中電壓電機可包含全部驅動電力負載的近70%。由于工業中這些電機流行,因而可靠并有效地操作電機是極為重要的。電機管理系統通常需要電機設計參數和性能參數以優化對電動機的控制和操作。相似地,電機狀態監視使得能夠可靠地操作電動機。許多電機狀態監視技術同樣尋找某些電機設計參數和性能參數。
在優化對電動機的控制和操作中,這種有用的電機性能參數之一是轉子或電機轉速。存在多種不同的用于估算電機轉速的技術,包括精確度高但不可靠的(即,并不適用于所有的情況)復雜技術,和更可靠但精確度較低的簡單技術。兩個這種電機轉速估算方法分別是(I)電機等效模型或諸如快速傅里葉變換(FFT)或其他頻域信號處理運算的復雜數字信號處理技術,或(2 )實施由額定電機轉速(RPM)和同步轉速(RPM)得到的線性轉速負載曲線(linear speed-load curve)的技術。然而,這些技術中的每個都具有關于實施有效性的局限和/或關于電機轉速估算的精確度的局限。
關于基于FFT的轉速估算技術的實施,已發現由于硬件和軟件的限制對于低端電機控制或監視產品通常不能實現這些技術。另外,已發現這種技術可能是不可靠的。即,當信號包含足夠的轉速相關信息時,精確度相對較高;但當這種信息并不充分時,該方法會給出不精確的結果。
關于線性轉速估算技術,已發現可將實施限制為在額定條件(額定電壓和額定頻率)下操作電機。然而,對于在額定條件下操作的電機,例如逆變器供電電機,由于銘牌上的額定RPM僅對額定電機操作(例如,以額定電壓和額定頻率)是有效的,因而通常不能使用這種電機轉速估算。另外,即使對于可實施于逆變器供電電機的線性轉速估算技術,已發現由于電機銘牌信息上的額定轉速的誤差和電機的非線性負載轉速特性,線性電機轉速可能存在誤差。雖然這種誤差可能非常小(小于4%),但仍期望補償這樣的誤差以用來得到更精確的電機轉速估算。
因此,期望設計一種不取決于設定的負載、電壓和頻率條件的用于確定AC感應電機的轉速的系統和方法,從而實現改進的管理和狀態監視。進一步期望這種系統和方法以可靠的方式提供精確的轉速估算,而不需考慮AC感應電機的確切操作條件。發明內容
本發明的實施例提供用于確定AC感應電機的轉子轉速的系統和方法。
根據本發明的一方面,將轉子轉速估算系統設計為根據線性轉速估算算法并基于 AC感應電機的銘牌信息(name plate information, NPI)和AC感應電機在其工作期間的參數來估算AC感應電機的轉子轉速,所述參數包括AC感應電機輸入功率的電壓和頻率值以及AC感應電機的負載值。還將該轉子轉速估算系統設計為根據頻域信號處理算法來估算AC感應電機的轉子轉速,且確定由頻域信號處理算法估算的轉子轉速是否有效。如果由頻域信號處理算法估算的轉子轉速是有效的,則轉子轉速估算系統根據該線性轉速估算算法并部分地基于由頻域信號處理算法估算的轉子轉速來估算AC感應電機的調諧的轉子轉速,并將該調諧的轉子轉速存儲在計算機可讀取存儲介質中。
根據本發明的另一方面,一種用于確定AC感應電機的轉子轉速的方法,包括獲取 AC感應電機的銘牌信息(NPI ),該NPI包括AC感應電機的額定功率、額定轉速、額定頻率以及額定電壓。該方法還包括確定AC感應電機在其工作期間的功率輸入的電壓值和頻率值中的每一個,確定AC感應電機在其工作期間的負載百分比,并基于AC感應電機的NPI、AC 感應電機的電壓和頻率值以及AC感應電機的負載百分比來估算工作中的AC感應電機的轉子轉速。該方法進一步包括計算AC感應電機的修正的額定轉速,基于AC感應電機的NPI、 電壓和頻率值以及AC感應電機的負載百分比來估算AC感應電機的調諧的轉子轉速,并采用修正的額定轉速替換NPI中的額定轉速以用于調諧的轉子轉速的估算,并將該調諧的轉子轉速存儲在計算機可讀取存儲介質中。
根據本發明的又一方面,一種永久性計算機可讀取存儲介質,其上存儲有包含指令的計算機程序,當該指令由至少一個處理器執行時,使得該至少一個處理器根據線性轉速估算算法并基于AC感應電機的銘牌信息(NPI)和AC感應電機在其工作期間的參數來獲取AC電機的電機轉速的第一估算值。該指令還使得該至少一個處理器根據基于頻域的轉速估算算法來獲取AC電機的電機轉速的第二估算值,執行關于AC電機的電機轉速的第二估算值的驗證處理,以及基于驗證的AC電機的電機轉速的第二估算值計算AC電機的額定轉速值。該指令進一步使得該至少一個處理器將計算出的額定轉速值輸入線性轉速估算算法以獲得AC電機的電機轉速的調諧估算值并將該調諧的電機轉速存儲在計算機可讀取存儲介質中。
從下文詳細的描述以及附圖,本發明的各種其它特征和優點將更加清楚。
附圖示出目前預期實施本發明的優選實施例。
附圖中
圖I是根據本發明的一方面包括電機驅動系統的控制系統的不意圖。
圖2是根據本發明的另一方面包括電機驅動系統的控制系統的示意圖。
圖3是根據本發明的又一方面包括電機驅動系統的控制系統的不意圖。
圖4是根據本發明的一方面包括電機保護系統的控制系統的示意圖。
圖5是根據本發明的一方面包括電機起動器系統的控制系統的示意圖。
圖6是根據本發明的實施例用于確定電動機轉子轉速的技術。
圖7是在選定的電壓-頻率及額定電壓-頻率上工作的電機的負載-轉速曲線的圖形表示。
具體實施方式
本發明的多個實施例描述為涉及一種估算AC感應電機的轉速的系統和方法,該 AC感應電機可由固定頻率或可變頻率的電源供電。本發明的實施例因此包含多種類型的 AC感應電機,包括電機和發電機,單相的或多相的,以及所有的電壓水平(低電壓、中電壓和高電壓)。該系統選擇性地實施線性轉速估算算法和基于頻域的轉速探測算法以確定AC感應電機的轉速。
圖1-5中示出并描述根據本發明的實施例,關于AC電機的各種轉速估算系統。參見圖1,示出電機組件10的通用結構。電機組件10包括電機驅動器14,例如該電機驅動器 14可配置成設計為接收三相AC功率輸入功率輸入16a-16c的可調或可變轉速驅動器。可選地,電機組件10可配置為驅動多相電機。根據電機組件10的一個實施例,驅動器控制單元18集成在電機驅動器14中并用作驅動器14內部邏輯的一部分,但已認識到電機組件10 的實施例可不包括這種驅動器控制單元。
電機驅動器14還包括驅動器電源模塊單元20,例如可包含不可控或可控整流單元(不可控的AC至DC)、濾波感應器、DC總線電容器或電池以及脈寬調制(PWM)換流器(DC 至可控AC)。可選地,驅動器電源模塊單元20可不具有這種整流單元,以致DC總線直接連接到逆變器。例如,當應用到不間斷電源(UPS)時,驅動器電源模塊單元可不具有整流單元。
驅動器14接收供給驅動器功率模塊單元20的三相AC輸入16a_16c。驅動器電源模塊單元20將AC功率輸入轉換成DC功率,反相并使該DC功率適于作為至AC電機22的傳輸的可控AC功率。
電機組件10還包括驅動用戶界面24或驅動控制面板,其配置為使得用戶能夠輸入電機參數和驅動操作參數和用于驅動操作所需的其他參數。為了監視的目的,用戶界面 24還用于向用戶顯不電機操作參數列表,例如電機輸入電壓(rms)、電機電流(rms)、電機輸入功率、轉速、扭矩等。
電機組件10包括接收輸入至電機22的電壓和電流信號28的轉速探測算法模塊 26。根據一實施例,轉速探測算法模塊26集成在驅動器14中并用作驅動器14內部邏輯的一部分。可選地,轉速探測算法模塊26可具體實施為遠離驅動器14的外部模塊并接收來自驅動器的數據(例如,電流和/或電壓信號),如關于圖2和3詳細描述的。
現在參見圖2,示出根據本發明實施例的電機組件30。電機組件30包括可變頻率電機驅動器32以及驅動器用戶界面34。同樣包括在電機組件30中的是驅動器32外部的單獨的外部硬件單元,其識別為轉速探測算法模塊36。轉速探測算法模塊36接收包括單相電流和電壓信號、多相電流和電壓信號或它們的組合的電壓和電流信號,使用這些信號以確定工作條件。將用戶界面38耦合至單獨的外部轉速探測算法模塊36。驅動器控制單元 40和驅動器電源模塊單元42包括在電機驅動器32中。
轉速探測算法模塊36是電機驅動器32的現有硬件外部的分離的硬件模塊并可安裝在現有電機驅動器中并通過現有的驅動器通信,例如ModBus、設備網(Device Net)、以太網等交換數據。模塊36使用一組電壓傳感器44以測量電機46的多相兩線間電壓。模塊 36還包括一組電流傳感器48以測量電機46的多相電流。對于三相電流,例如在其中沒有可用的中性點,模塊36包括用于三線系統的至少兩個電流傳感器。由于三相電流的和為零,因此第三個電流可從另兩個電流值計算出。然而,雖然第三傳感器是可選的,但這種傳感器增加了整個電流計算的精確性。
圖3示出根據本發明的另一實施例的包括外部轉速探測算法模塊52的電機組件 50。與關于圖2描述的電機組件相似,電機組件50包括驅動器用戶界面54和可變頻率驅動器56,驅動器56具有驅動器控制單元58和驅動器電源模塊單元60。然而,不同于圖2 中的電機組件,外部模塊52自身不具有電壓和電流傳感器。替代地,將外部模塊52實施在經由數據獲取單元64獲得電壓和電流信號62的計算裝置中。
現參考圖4,不出根據又一實施例的電機保護系統66。系統66包括具有至少一個電機保護裝置70的電機保護組件68,例如具有多個獨立的可控接觸器的接觸器組件,接觸器配置為可選擇地控制從AC電源72到電機74的供電。電機保護組件68還包括從傳感器 80接收電壓和電流數據的轉速探測算法模塊78。轉速探測算法模塊78分析電壓和電流數據以及其他數據以確定出電機74的轉速并將指示該轉速的信號發送至通信模塊82。雖然示出轉速探測算法模塊78合并入組件68,但已認識到轉速探測算法模塊78也可實施為具有自身的傳感器的外部模塊(例如,圖2中的模塊36)或沒有傳感器的外部模塊(例如,圖3 中的模塊52)。
根據本發明的另一實施例,圖5不出電機起動器系統84。電機起動器系統84包括具有多個半導體裝置88的軟起動器86,例如閘流晶體管和/或二極管,以在電源90和電機92之間傳輸電力。與圖I的轉速探測算法模塊26相似的轉速探測模塊94包括在軟起動器86中并配置為與通信模塊96交互。雖然示出轉速探測算法模塊94合并入軟起動器 86,但已認識到轉速探測算法模塊94還可實施為具有自身傳感器的外部模塊(例如,圖2中的模塊36)或沒有傳感器的外部模塊(例如,圖3中的模塊52)。
現參考圖6,示出例如可在圖1-5示出的任一系統中實施的用于確定在工作中的 AC感應電機的轉子轉速的技術100。雖然下文關于確定AC電機中的轉子轉速進行討論,但已認識到技術100也可用于確定多種AC感應電機(例如,發電機)的單相和多相的,以及可在任何電壓級別上轉子的轉速。因此,關于在圖6示出和描述的實施例,技術100可用于確定單相電機、多相電機、諸如可變頻率驅動電機的逆變器驅動電機、耦合至軟起動器的AC 電機和其他類型的AC電機或AC電機配置的電機轉速。進一步地,本發明的實施例并不限于僅在電機的額定頻率或電壓下工作的電機。相反,本發明的實施例,例如技術100,對估算在變化的輸入電壓和/或變化的輸入頻率下工作的AC電機的電機轉速也是有效的。
技術100提供了一種轉速探測方法,其能夠使用線性轉速估算算法和基于頻域分析的轉速探測算法以確定AC電機的電機轉速。根據本發明的具體實施例,FFT轉速探測算法可實施為采用由用來“調諧”由線性轉速估算算法估算的轉速的FFT轉速探測算法估算的轉速的基于頻域的處理方法。技術100在方框102開始,在其中獲取電機銘牌數據或電機銘牌信息(NPI)。根據本發明的實施例,NPI包括電機的額定工作頻率、電機的額定工作電壓、電機的額定工作轉速以及電機的額定工作輸出功率。對于電動機在它們的銘牌標簽上的這些NPI參數都是可用的。可從各種來源獲取這種NPI。例如,NPI可由用戶通過用戶界面手動地輸入。另外,可從位于控制電機的電機驅動器內部或外部的存儲器單元獲取 NPI0還可以設想NPI可從諸如Internet的網絡中收集或獲取的。
在獲取/讀取電機NPI以后,例如通過多個電壓和電流傳感器,在方框104處讀取電機輸入電壓和電流。基于電機輸入電壓和電流的讀取,該技術在方框106中繼續,在其中確定均方根(rms)電壓、電源頻率以及負載值(例如在工作期間的負載百分比或電機輸出功率)。為確定電壓rms,可分析隨時間的測量到的電壓并以已知的方式確定電壓rms。為了三相電機中的電機電壓rms的確定,可確定多相的電機輸入電壓進而求平均值以生成單個輸入電壓值 ,例如電壓rms。
在確定在方框106中的AC電機的電機輸入頻率(即,電源頻率)中,可分析感測/ 測量的電機電流和電壓波形以及探測到的電流和電壓的過零點。如由所屬領域技術人員可以理解的,可預期的是可從輸入或引入到電機中的電壓或電流輸入來確定輸入頻率。
考慮方框106中的負載值的計算,例如可使用諸如功率計的傳感裝置來感測負載值。可選地,例如電機功率輸出的負載值可近似等于電機的輸入功率或以其他方式確定的輸入功率。下文將更詳細地闡述關于負載值確定的進一步細節。
應注意到,根據本發明的實施例,如在方框102-106中示出的確定或獲取的電機輸入電壓、電機輸入頻率、電機輸出功率以及電機NPI的順序可無需與在附圖6中不出的順序相同。相反,可獲取NPI以及電機輸入電壓、電機輸入頻率,并且負載值可同時或以不同于在圖6中不出的次序的其他順序確定。
回頭參考圖6中示出的技術100的實施例,在確定在方框106中的電壓rms、電源頻率和負載百分比之后,技術進行到方框108,在其中通過實施基于所確定的電機輸入電壓、所確定的電機輸入頻率、所確定的負載值以及獲取的NPI確定電機轉速的線性轉速估算算法來確定電機的轉速。
根據本發明的一個實施例,通過根據如下關系的線性轉速算法來估算電機轉速份r —rated. — 2 ^svn _ 2 jy
ωτ_χ = —+ φνη_2 (方程 I )m _ rated _ 2
其中x指電機轉速(即轉子的機械角速度)。如下文中將詳細示出的,可從電機輸入電壓、電機輸入頻率、電機負載值,Pm—X,例如負載百分比以及電機的NPI來確定方程I 的變量。
為了估算方程I中包含的根據本發明的電機轉速,以將獲取的電機NPI設定為下述項開始
額定電壓,usl;
額定頻率,fs l ;
額定輸出功率,Pm rated l ;以及
以每秒弧度計的額定轉速,ω r Eated l ;
這些NPI參數表示在額定電機工作條件下(即,電機工作在額定電壓和額定頻率下)的額定值。
從NPI,可按下式定義電機的額定扭矩
萬程 2 )
另外,可按如下方式確定電機的額定同步轉速,Osynl:
其中,P表示電機的電極數目。
接著,可按如下方式確定電機的額定滑差(slip),Srated I
權利要求
1.一種轉子轉速估算系統,所述轉子轉速估算系統設計為根據線性轉速估算算法并基于AC感應電機的銘牌信息(NPI)和所述AC感應電機在其工作期間的參數來估算所述AC感應電機的轉子轉速,所述參數包括所述AC感應電機的功率輸入的電壓和頻率值以及所述AC感應電機的負載值;根據頻域信號處理算法來估算所述AC感應電機的轉子轉速;確定由所述頻域信號處理算法估算的所述轉子轉速是否有效;如果由所述頻域信號處理算法估算的所述轉子轉速是有效的,則根據所述線性轉速估算算法并部分地基于由所述頻域信號處理算法估算的所述轉子轉速來估算所述AC感應電機的調諧的轉子轉速;以及將所述調諧的轉子轉速存儲在計算機可讀存儲介質中。
2.如權利要求I所述的轉子轉速估算系統,其中所述AC感應電機NPI包括所述AC感應電機的額定功率、額定轉速、額定頻率和額定電壓。
3.如權利要求2所述的轉子轉速估算系統,其進一步設計為基于由所述頻域信號處理算法估算的所述轉子轉速計算所述AC感應電機的修正的額定轉速;以及根據所述線性轉速估算算法來估算所述AC感應電機的所述調諧的轉子轉速,其中替換來自所述AC感應電機NPI的所述額定轉速將所述轉子的所述修正的額定轉速輸入到所述線性轉速估算算法中。
4.如權利要求3所述的轉子轉速估算系統,其進一步設計為基于所述負載值將所述AC感應電機的操作表征為落入多個箱中的一個中;以及對于所述多個箱中的每一個,計算所述AC感應電機的修正的額定轉速。
5.如權利要求2所述的轉子轉速估算系統,其進一步設計為探測所述AC感應電機的初級和次級槽諧波;以及基于所述初級和次級槽諧波中的一個估算所述AC感應電機的轉子導條數。
6.如權利要求5所述的轉子轉速估算系統,其進一步設計為獲取預定數目的轉子導條數估算值;在所述預定數目的轉子導條數估算值中識別重復最多次數的轉子導條數;以及將重復最多次數的所述轉子導條數設置為所確定的轉子導條數Restimat-
7.如權利要求6所述的轉子轉速估算系統,其進一步設計為將所述AC感應電機的轉子導條數與由所述頻域信號處理算法估算的所述轉子轉速相關聯;將來自所述頻域信號處理算法的所述轉子導條數與所確定的轉子導條數Restimate相比較;以及如果來自所述頻域信號處理算法的所述轉子導條數與所確定的轉子導條數Restimate相等,則確定由所述頻域信號處理算法估算的所述轉子轉速是有效的。
8.如權利要求I所述的轉子轉速估算系統,其進一步設計為如果發現由所述頻域信號處理算法估算的所述轉子轉速是無效的,則放棄調諧由所述線性轉速估算算法估算的所述轉子轉速;以及將由所述線性轉速估算算法估算的未調諧的轉子轉速存儲在所述計算機可讀存儲介質中。
9.如權利要求I所述的轉子轉速估算系統,其中所述AC感應電機包括AC電機,以及其中所述轉子轉速估算系統包括耦合至所述AC電機的電機驅動器的可變頻率驅動器、電機保護裝置、軟起動器以及可移動裝置中的一個。
10.一種確定AC感應電機的轉子轉速的方法,該方法包括獲得AC感應電機的銘牌信息(NPI ),其中所述NPI包括所述AC感應電機的額定功率、 額定轉速、額定頻率以及額定電壓;確定所述AC感應電機在其工作期間的功率輸入的電壓值和頻率值中的每一個;確定所述AC感應電機在其工作期間的負載百分比;基于所述NPI、所述AC感應電機的所述電壓值和頻率值以及所述AC感應電機的所述負載百分比來估算工作中的所述AC感應電機的轉子轉速;計算所述AC感應電機的修正的額定轉速;基于所述NPI、所述AC感應電機的所述電壓值和頻率值以及所述AC感應電機的所述負載百分比來估算所述AC感應電機的調諧的轉子轉速,采用替換所述NPI的所述額定轉速的修正的額定轉速用于所述調諧的轉子轉速的估算;以及將所述調諧的轉子轉速存儲在計算機可讀存儲介質中。
11.如權利要求10所述的方法,進一步包括探測所述AC感應電機的槽諧波;從所述槽諧波估算所述AC感應電機的參考轉子導條數。
12.如權利要求11所述的方法,其中估算所述AC感應電機的參考轉子導條數包括 獲取與所述AC感應電機的電極個數、所述AC感應電機的轉子導條數以及所述AC感應電機的初級和次級槽諧波相關聯的查詢表;以及基于所述查詢表,選擇所述AC感應電機的所述參考轉子導條數。
13.如權利要求11所述的方法,進一步包括獲取預定數目的參考轉子導條數估算值;在所述預定數目的轉子導條數估算值中識別重復最多次數的參考轉子導條數;以及將重復最多次數的所述參考轉子導條數設置為所述參考轉子導條數Restimat-
14.如權利要求13所述的方法,進一步包括根據頻域信號處理算法從所述槽諧波估算轉子槽速和關聯的轉子導條數;將與所述轉子槽速相關聯的所述轉子導條數和所述參考轉子導條數Restimato相比較; 驗證與所述轉子槽速關聯的所述轉子導條數等于所確定的轉子導條數Restimato ;以及從所述驗證的槽速確定所述AC感應電機的所述修正的額定轉速。
15.如權利要求10所述的方法,進一步包括將所述AC感應電機的所述修正的額定轉速與多個箱中的一個相關聯,所述多個箱中的每一個定義所述AC感應電機的負載百分比的工作范圍。
16.一種永久性計算機可讀存儲介質,其上存儲有包含指令的計算機程序,當由至少一個處理器執行時,所述指令使得所述至少一個處理器根據線性轉速估算算法并基于AC感應電機的銘牌信息(NPI)和所述AC感應電機在其工作期間的參數來獲取所述AC電機的電機轉速的第一估算值;根據基于頻域的轉速估算算法來獲取所述AC電機的所述電機轉速的第二估算值; 執行關于所述AC電機的所述電機轉速的所述第二估算值的驗證處理;基于所述AC電機的所述電機轉速的所驗證的第二估算值來計算所述AC電機的額定轉速值;將計算出的額定轉速值輸入所述線性轉速估算算法中以獲得所述AC電機的所述電機轉速的調諧的估算值;以及將所述調諧的電機轉速存儲在所述計算機可讀存儲介質中。
17.如權利要求16所述的永久性計算機可讀存儲介質,其中所述指令進一步使得所述至少一個處理器探測所述AC電機的初級和次級槽諧波;并且基于所述初級和次級槽諧波中的一個估算所述AC電機的參考轉子導條數。
18.如權利要求17所述的永久性計算機可讀存儲介質,其中所述指令進一步使得所述至少一個處理器獲取預定數目的轉子導條數估算值;在所述預定數目的轉子導條數估算值中識別重復最多次數的轉子導條數;以及將重復最多次數的所述轉子導條數設置為參考轉子導條數Restimat-
19.如權利要求18所述的永久性計算機可讀存儲介質,其中所述指令進一步使得所述至少一個處理器根據所述基于頻域的轉速估算算法將所述AC電機的轉子導條數與所述AC電機的所述電機轉速的所述第二估算值相關聯;將從所述基于頻域的轉速估算算法確定的所述轉子導條數和所述參考轉子導條數Restimate相比較;以及如果從所述基于頻域的轉速估算算法確定的所述轉子導條數等于所述參考轉子導條數Restimato,則驗證所述AC電機的所述電機轉速的所述第二估算值。
20.如權利要求16所述的永久性計算機可讀存儲介質,其中所述電機NPI包括所述AC 電機的額定功率、額定轉速、額定頻率和額定電壓。
全文摘要
公開了用于確定AC感應電機的轉子轉速的系統和方法。將系統設計為根據線性轉速估算算法并基于感應電機的銘牌信息(NPI)和AC感應電機在其工作期間的參數來估算感應電機的轉子轉速。還將轉子轉速估算系統設計為根據頻域信號處理算法來估算AC感應電機的轉子轉速并確定由此估算的轉子轉速是否有效。如果由頻域信號處理算法估算的轉子轉速是有效的,則根據該線性轉速估算算法并部分地基于由頻域信號處理算法估算的轉子轉速來估算AC感應電機的調諧的轉子轉速。
文檔編號G01P3/489GK102947711SQ201180029721
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月15日 優先權日2010年6月16日
發明者B·陸, S·K·沙爾瑪, T·閆, S·A·迪米諾 申請人:伊頓公司