專利名稱：一種交流電動機熱過載保護方法
技術領域：
本發明涉及一種對電動機熱過載故障的保護方法。
背景技術：
傳統的電動機熱過載保護方法中，對熱過載的檢測、判斷和保護往往只根據電動機的一種工作狀態來進行，即或者僅根據電動機啟動過程的電流值來判斷，或者僅根據電動機運行時的電流值來判斷；沒有考慮到電動機停轉后再次啟動的問題，也沒有考慮到電動機處于不同狀態時熱時間常數的不同，更沒有顯示剩余動作時間等。因為電動機的啟動過程、運行過程和停轉狀態對其熱作用是不同的，所以僅僅檢測、計算一種工作狀態下的電流或是使用固定不變的熱時間常數都不能全面準確地反映電動機的實際發熱情況，用戶也無法預知熱過載剩余動作時間，因此使用現有的電動機熱過載保護方法保護電動機存在不符合電動機實際運行工況、判斷準確度不高、使用不方便等缺陷。
發明內容
為了克服現有的電動機熱過載保護方法判斷準確度不高、使用不方便的缺陷，提供一種判斷準確度高、使用方便的交流電動機熱過載保護方法。本方法的步驟如下電動機保護裝置上電工作101；通過電流互感器實時采集電動機機端的電流值，每間隔時間Δt計算電動機機端的正序電流和負序電流一次102，判斷正序電流是否大于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值In 103；步驟103結果為是，則判斷電動機是否工作在啟動時間內104；步驟103的結果為否，則按照電動機停轉狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值107；步驟104的結果為是，則按照電動機啟動狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值105；步驟104的結果為否，則按照電動機運行狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值106；步驟105、步驟106和步驟107的結果都送去累加熱累積值(把每次運算所得的熱累積值累加起來，若結果為負，則置零)108；計算并顯示剩余動作時間109；判斷累加后的熱累積值是否大于等于100％110；步驟110結果為否，則判斷累加后的熱累積值是否大于等于75％111；步驟111的結果為是，則通過報警裝置報警112，并返回步驟102的起始端；步驟111的結果為否，則返回步驟102的起始端；步驟110的結果為是，則使電動機停止工作113；再通過電流互感器實時采集電動機機端的電流值，每間隔時間Δt計算電動機機端的正序電流和負序電流一次114；然后按照電動機停轉狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值(此時計算得到的熱累積值為負)115；再累加熱累積值(將步驟115計算得到的結果與步驟108計算得到的結果相加)116；判斷累加后的熱累積值是否小于50％118；步驟118結果為否，則返回步驟114的起始端；步驟118結果為是，則允許電動機再啟動119，并返回步驟102的起始端。本發明的保護方法在對電動機的發熱判斷中既考慮了啟動過程又考慮了運行過程，還考慮到了停轉狀態對電動機熱過程的影響，且能夠顯示剩余動作時間，因此能真實全面地反映電動機工作發熱的全過程，判斷非常準確、使用方便，具有較大推廣價值。
圖1是本發明方法的流程示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結合圖1具體說明本實施方式。本實施方式的步驟如下電動機保護裝置上電工作101；通過電流互感器實時采集電動機機端的電流值，每間隔時間Δt(時間值的大小在毫秒級)計算電動機機端的正序電流和負序電流一次102；判斷正序電流是否大于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值In 103；步驟103結果為是，則判斷電動機是否工作在啟動時間內104；步驟103的結果為否，則按照電動機停轉狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值107；步驟104的結果為是，則按照電動機啟動狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值105；步驟104的結果為否，則按照電動機運行狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值106；步驟105、步驟106和步驟107的結果都送去累加熱累積值(把每次運算所得的熱累積值累加起來，若結果為負，則置零)108；計算并顯示剩余動作時間109；判斷累加后的熱累積值是否大于等于100％110；步驟110結果為否，則判斷累加后的熱累積值是否大于等于75％111；步驟111的結果為是，則通過報警裝置報警112，并返回步驟102的起始端；步驟111的結果為否，則返回步驟102的起始端；步驟110的結果為是，則使電動機停止工作113；再通過電流互感器實時采集電動機機端的電流值，每間隔時間Δt計算電動機機端的正序電流和負序電流一次114；然后按照電動機停轉狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值(此時計算得到的熱累積值為負)115；再累加熱累積值(將步驟115計算得到的結果與步驟108計算得到的結果相加)116；判斷累加后的熱累積值是否小于50％118；步驟118結果為否，則返回步驟114的起始端；步驟118結果為是，則允許電動機再啟動119，并返回步驟102的起始端。電動機的啟動時間，即電動機從啟動到正常運行的時間長度，可以用實驗測定的方法預先測出，將該時間長度存入控制電路中。在步驟104的過程中，當正序電流大于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值In時，啟動定時器，利用定時器計時，將定時器的計時時間與電動機啟動時間進行比較，如果正序電流大于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值，而且定時器的計時時間小于電動機啟動時間，則認為電動機目前處于啟動狀態；如果正序電流大于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值，而定時器的計時時間大于等于電動機啟動時間，則認為電動機處于運行狀態，接著停止定時器計時，并將定時器清零；如果正序電流小于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值，則認為電動機處于停轉狀態。在步驟115的過程中，按照停轉狀態計算間隔時間Δt的熱累積值，計算得到的熱累積值為負。
具體實施方式
二本實施方式與實施方式一的不同點是步驟105計算電動機啟動過程的熱累積值、步驟106計算電動機正常運行過程的熱累積值和步驟107計算電動機停轉狀態的熱累積值的步驟如下(一)先計算正序電流I1和負序電流I2及等效電流Ieq的值。等效電流Ieq的值由下式得出Ieq=K1×I12+K2×I22---(1)]]>式中K1-正序電流系數；K2-負序電流系數。K1的值決定于電動機的運行狀態在電動機啟動過程中K1＝0.5，這樣可使熱過載保護躲過電動機巨大的啟動電流；在啟動完成后，K1＝1。因為負序電流的熱效應遠高于正序電流，所以K2的值一般取為3～10，通常為6。
(二)再計算電動機熱過載的反時限特性參數t。t由下式得出t=τ(Ieq/In)2-1.052---(2)]]>式中τ-電動機本身的熱時間常數，該常數在電動機出廠時就已經確定，當電動動機處于啟動狀態和運行狀態時，τ取發熱時間常數τ1進行計算，當電動動機處于停轉狀態時，τ取散熱時間常數τ2進行計算，以準確區分電動機的不同運行狀態對熱累積值的不同影響；In-電動機機端電流互感器二次側額定電流值。
(三)計算一個采樣間隔時間內的熱累積值Q’。Q’由下式得出Q′=Δtt--(3)]]>
式中Δt-采樣時間間隔；t-反時限特性參數。而累加的熱累積值為Q=Σk=1nΔtktk×100%---(4)]]>式中Δtk-采樣時間間隔；tk-第k次采樣時刻按公式(2)計算得到的電動機熱過載的反時限特性參數t；n-由電流采樣次數所確定的采樣時間間隔數。
具體實施方式
三本實施方式與實施方式一的不同點是步驟109計算并顯示剩余動作時間中通過下面公式計算剩余動作時間Δtres(與公式(4)對應)Δtres＝(1-Q)t (5)式中t-當前時刻計算出的Ieq對應的反時限特性參數。如此設置，能夠給出在該電流條件下電動機的熱累積值預計將會在多長時間內達到100％，即電動機將在多長時間內發生熱過載故障。若電動機處于正常運行狀態，則剩余動作時間Δtres會隨著計算次數的增加而增加，此趨勢表明，電動機在正常工作時不會發生熱過載故障。這對用戶使用來說是很方便的。
權利要求
1.一種交流電動機熱過載保護方法，其特征在于它通過以下步驟完成電動機保護裝置上電工作(101)；通過電流互感器實時采集電動機機端的電流值，每間隔時間Δt計算電動機機端的正序電流和負序電流一次(102)，判斷正序電流是否大于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值In(103)；步驟(103)結果為是，則判斷電動機是否工作在啟動時間內(104)；步驟(103)的結果為否，則按照電動機停轉狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值(107)；步驟(104)的結果為是，則按照電動機啟動狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值(105)；步驟(104)的結果為否，則按照電動機運行狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值(106)；步驟(105)、步驟(106)和步驟(107)的結果都送去累加熱累積值(108)；計算并顯示剩余動作時間(109)；判斷累加后的熱累積值是否大于等于100％(110)；步驟(110)結果為否，則判斷累加后的熱累積值是否大于等于75％(111)；步驟(111)的結果為是，則通過報警裝置報警(112)，并返回步驟(102)的起始端；步驟(111)的結果為否，則返回步驟(102)的起始端；步驟(110)的結果為是，則使電動機停止工作(113)；再通過電流互感器實時采集電動機機端的電流值，每間隔時間Δt計算電動機機端的正序電流和負序電流一次(114)；然后按照電動機停轉狀態計算間隔時間Δt內的熱累積值(115)；再累加熱累積值(116)；判斷累加后的熱累積值是否小于50％(118)；步驟(118)結果為否，則返回步驟(114)的起始端；步驟(118)結果為是，則允許電動機再啟動(119)，并返回步驟(102)的起始端。
2.根據權利要求1所述的一種交流電動機熱過載保護方法，其特征在于步驟(105)計算電動機啟動過程的熱累積值、步驟(106)計算電動機運行過程的熱累積值以及步驟(107)和步驟(115)計算電動機停轉狀態的熱累積值的步驟如下(一)先計算正序電流I1和負序電流I2及等效電流Ieq的值Ieq=K1×I12+K2×I22;]]>(二)再按照電動機實際所處的工作狀態，計算電動機熱過載的反時限特性參數t，t=τ(Ieq/In)2-1.052;]]>(三)然后通過公式Q′=Δtt]]>計算單個采樣間隔時間內的熱累積值Q’。
3.根據權利要求1所述的一種交流電動機熱過載保護方法，其特征在于步驟(108)累加熱累積值通過公式Q=Σk=1nΔtktk×100%]]>計算得到；
4.根據權利要求1所述的一種交流電動機熱過載保護方法，其特征在于步驟(109)計算并顯示剩余動作時間中通過下面公式計算剩余動作時間ΔtresΔtres＝(1-Q)t。
全文摘要
本發明公開一種對電動機熱過載事故的保護方法。一種交流電動機熱過載保護方法，步驟電動機保護裝置上電工作；實時采集電動機機端的電流值并計算正序電流和負序電流，判斷正序電流是否大于0.06倍的電流互感器二次側額定電流值并確定電動機是在啟動時間內、運行還是停轉狀態；然后分別計算各狀態的熱累積值；累積各狀態的熱累積值；計算并顯示剩余動作時間109；判斷累加后的值是否大于等于100％來決定是否停止電動機；電動機停轉后繼續累加熱累積值；判斷停轉后的熱累積值是否小于50％來決定是否允許再啟動電動機。本方法在對電動機的發熱判斷中既考慮了啟動過程又考慮了運行過程和電動機停轉狀態及相應的熱常數，判斷非常準確，還給出剩余動作時間。
文檔編號H02H7/08GK1622416SQ20041004411
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月10日 優先權日2004年12月10日
發明者佟為明, 趙志衡, 李鳳閣, 林景波, 鄢志剛 申請人:哈爾濱工業大學