模拟电动机内温升的电子装置

本发明涉及使用置于电动机电源每相上的电流传感器信号模拟电动机内 温升的电子装置。

对电动机有危险的温升可能是由长时间低过载，轻微相位不平衡，过长 或频繁起动引起，电动机变得不能转动或处于暂停状态。通过根据位于电源 每相上的传感器提供的信号计算电动机温度，电子保护继电器动作。该计算 考虑了热惯性的情况。

在专利US3808503中描述的电子继电器包括在电动机电源的每相中的电 流传感器，它将相电流的“反映(image)”信号传送到电子处理电路，该电路 将一与电动机电流平方成正比的电流输出给一个由RC电路组成的模拟电动 机温升的电路。

本发明的一个具体目的是避免如公知解决方案中作出的、需将与电动机 电流成正比的电流输入到电动机温度模拟电路中。该方案能提供比公知方案 能得到的更宽的“用户”调节范围。

根据本发明的装置其特征在于，电流传感器信号被传送给接口装置，该 接口装置输出反映电动机电流与调节电流比例的电压，及计算装置使用所述 电压给模拟电路提供充电电流波形流，其幅度和宽度均正比于上述比例。

现在将参照以例子给出并表示在附图中的实施例来详细地描述本发明， 附图为：

图1是根据本发明的模拟装置的总框图；

图2表示形成图1中装置一部分的“标准化”电路；

图3表示形成图1中装置一部分的加法电路；

图4表示形成图1中装置一部分的计算电路及相关的模拟电路；

图5表示说明该装置操作的时间波形图。

如图1所示根据本发明的装置被设计用来模拟三相电动机M的温升，该 电动机由U,V及W相线路供电。

电流传感器Cu,Cv及CW分别设置在每相电源线U,V及W上，及该传 感器输出作为相应相中电动机电流Im的反映的一个电压。

来自电流传感器Cu,Cv及Cw的各输出电压被输出到标称化电路C1，该 标称化电路C1输出一个用于三相的称为“标称化”电流的电流，该电流正比 于电动机电流与调节电流Ir的比例。

三相“标称化”电流Inu,Inv,Inw被送到加法电路C2，加法电路输出一个 正比于三相“标称化”电流Inu,Inv,Inw的和、是Im/Ir比例之反映的电压Vr。

作为Im/Ir比例之反映的电压Vr被送到计算电路C3，它输出电流波形流 Ig，其幅度及宽度均正比于所述输入电压Vr。

电流波形流Ig被注入一个RC型模拟电路C4，该电路的功能是模拟电 动机温度。

如图2所示“标称化”电路C1包括每相的一个比较器11，它接受作为 其输入的、来自电流传感器(例如Cw)的信号，该信号是正比于电动机相电流 Im的电压。该比较器通过操作整流电路12，以控制一个与可变电阻14相连 接的电路13，该电路13确定调节电流Ir及产生正比于比例Im/Ir的“标称化” 电流(例如Inw)。各个“标称化”电流Inr,Inv,Inw被电流镜传送给加法电路C2。

各个“标称化”电流Inr,Inv,Inw被输入到“标称化”电流加法电路C2中 的电阻21，如图3中所示。在电阻21上的电压Vr是三相整流倍频交变型的， 并正比于“标称化”电流Inu,Inv,Inw的和。

电压Vr、即比例Im/Ir的反映被送到图4所示的计算电路C3，并进入比 较器33及比较器32。比较器33接收该“反映”电压Vr，并控制输出到电 阻34的电流，该电流正比于标称化电流的和。该电流的反映通过电流镜施加 到一个电流路径，该电流路径中置有一个静态采样开关35。比较器32首先 接收由斜坡发生器31产生的三角形锯齿波电压及“反映”电压Vr，及它控 制静态采样开关35，后者对作为“标称化”电流和的反映的电流Ig进行斩波。

斩波电流Ig被注入电路C4，该电路C4称为电动机温升模拟电路，其包 括电容器41及电阻42。一个二极管36阻止电容器41的电荷注入电路C3。 该电路C4控制一个控制电路C5。

现在来解释该装置的操作。

每个电流传感器Cu,Cv,Cw输出一个AC电压，其幅值正比于在相应相中 流动的电动机电流Im。

参照电路C1，电阻14正比于调节电流Ir，及由该电路输出的标为Inu,Inv 或Inw倍频交变整流电流正比于电动机电流与调节电流的比。这被称为“标 称化”。

各个“标称化”电流在加法电路C2中求和，并输出DC“反映”电压Vr， 该电压正比于三个“标称化”电流Inu,Inv,Inw的和。

该“反映”电压Vr被输出到计算电路C3，该计算电路C3输出电流波 形流，其中每个电流波形具有正比于“反映”电压Vr的幅度，及其宽度也正 比于该“反映”电压Vr。

考察一下图5中的时间波形图。斜坡发生器31输出具有恒定周期T的锯 齿波电压E。静态采样开关35打开期间的可变宽度标记为t，充电电流Ig在 该时间t内从计算电路C3输出。

充电电流波形流Ig具有均正比于电压Vr、即反映Im/Ir比例的幅值和宽 度。开关35打开期间的时间也正比于Vr。

通过比较图5的左和右部分，可以看到，该幅值及宽度在电压Vr增大时 同时地增大。

当静态开关35闭合时，电流Ig为零及电容器41不充电。当静态开关35 打开时，在充电时间周期上电流Ig被注入到电容41中。充入电容41的平均 电荷量等于充电电流Ig与注入时间的乘积。因此，它正比于电压Vr的平方。 二极管36阻止电容器41对开关35放电。

显然，不出本发明的范围，可以设想详细的各种变型及改进，甚至设想 等效装置的使用。