数字式电动机热保护方法

摘要

本发明涉及一种电动机保护技术，以嵌入式计算机或数字信号处理器为计算核心，配外围控制、测量和接口电路，利用直流电源在定子绕组上叠加一很小的直流电流，并定时加以采集，再以数字滤波技术为基础，将直流电流抽取出来以计算出定子绕组的电阻，进而根据电阻温度系数推算出定子绕组的温度，以此作为动作保护的判据，优点，本发明所提出的电动机热保护器具有很快的响应速度，响应速度仅为1个工频周期，不仅能满足一般过载保护的需要，还能满足堵转、短路等快速保护的需要，且不受负载波动影响。保护电器所提供的保护特性能够完全与被保护电动机的允许过载特性相匹配，具有使用方便、动作可靠等优点。

主权项

1. 一种数字式电动机热保护方法，其特征在于该方法包括下列步骤：数据采集：被保护电动机(1)的数据采集电路是：第一扼流圈(2)、第二扼流圈(3)、第三扼流圈(4)分别与A相定子绕组直流电源(5)、B相定子绕组直流电源(6)、C相定子绕组直流电源(7)相串联，而后并接在A、B、C三相定子绕组上，从而在定子绕组上叠加了很小的直流电流，利用A相电流互感器(8)、B相电流互感器(9)、C相电流互感器(10)分别采集三相直流回路的电流，直流电流经多路数据采集单元(11)后送入以单片机或DSP为核心的数字化测量与处理单元(12)；数据处理：数字化测量与处理单元是整个热保护器的核心，其中单片机或DSP根据控制程序，定时采集直流回路的瞬时电流，由于扼流圈不能完全滤净交流电流，因此该电流中还包含少量的交流分量，为此采用小波变换或快速傅立叶变换抽取出直流电流分量，进而再计算出定子绕组的电阻和温度；计算方法：多路数据采集单元采集的是直流回路的电流，但由于扼流圈的滤波能力有限，因此该电流既含有直流分量，也含有交流分量，由于数字滤波的滤波效果远远高于模拟滤波器，因此在数字化测量与处理单元中，根据小波变换或快速傅立叶变换从被测电流中抽取出直流分量，按下面的计算方法求出电动机定子绕组的电阻R：式中E——电动机定子绕组电压的实部；I——电动机定子绕组电流的实部；RL——扼流圈的电阻：在计算出R后，再根据电阻温度系数推算出电动机定子绕组的温度θ式中R0——温度为0℃时，电动机定子绕组的电阻；α——电动机定子绕组的电阻温度系数；如果θ大于定子材料绝缘等级所对应的极限允许温度，则给予动作保护。