三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置专利检索-三相电流电路专利检索查询-专利查询网

三相电机启动和运行保护方法与 电子热继装置

阅读：471发布：2020-05-11

专利汇可以提供三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置，涉及电机的技术领域，其中，该方法包括初始化所述处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成异常信息，并发送所述数字量信息及异常信息至所述外部终端。本发明主要采用软件编程方法应用处理器实施一种电子热继装置，对电机运行参数进行检测，并针对检测结果进行异常处理并记录，克服了现有双金属片热继在三相电机启动和运行保护过程中极易出现的失效、非记忆、不能精确定值的技术问题。，下面是三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种三相电机启动和运行保护方法，在处理器中实施，其特征在于，包括：
初始化所述处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；
根据所述初始信息，建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；
检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成故障异常信息，并发送所述数字量信息及故障异常信息至所述外部终端；
置停止标志为0，置启动标志为1，置运行标志为0，获取冷态数字量信息；
监测所述数字量信息，判断三相电机是否进入运行状态；
置启动标志为0，置运行标志为1，获取热态数字量信息；三相电机由冷态过渡到热态，必须满足三相电流最大值小于过流设定值；三相电流最小值大于欠载电流；启动时间必须结束；
输出报警和开关量停止信息，记录所述数字量信息和故障异常信息，置停止标志为1；
获取数字量记录信息和故障异常记录信息。
2.根据权利要求1所述的三相电机启动和运行保护方法，其特征在于，所述初始信息包括：时钟信息、接口信息、通信信息及参数设置信息；其中，
所述参数设置信息包括欠载电流、过流设定值、启动过负荷、启动过电流、启动堵转电流、运行过负荷、运行过电流、最大允许运行电流、速断电流、冷态反时限时间常数、热态反时限时间常数、运行冷却时间、启动时间、启动堵转延时、运行过流延时、速断限时、断相延时、欠压设定值、过压设定值、电流失衡度以及电压失衡度。
3.根据权利要求1所述的三相电机启动和运行保护方法，其特征在于，根据所述数字量信息分析判断三相电机处于启动状态下的冷态数字量信息和所述三相电机处于运行状态下的热态数字量信息。
4.根据权利要求3所述的三相电机启动和运行保护方法，其特征在于，检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，具体包括：
检测所述冷态数字量信息是否满足所述初始信息；
检测所述热态数字量信息是否满足所述初始信息。
5.一种电子热继装置，应用于权利要求1-4任一项所述的三相电机启动和运行保护方法，其特征在于，包括：
初始化模块，用于初始化所述处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；
信息取样模块，用于根据所述初始信息，建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；
检测模块，用于检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成故障异常信息，并发送所述数字量信息及故障异常信息至所述外部终端。

说明书全文

三相电机启动和运行保护方法与 电子热继装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置。

背景技术

[0002] 现有三相电机保护普遍使用机械式双金属片过热保护继电器，简称：热继。这种过热保护继电器功能上存在一定程度的不足。首先，现有热继电保护采用膨胀系数不同双金属片结构，如图1热继电器结构原理图所示。在使用过程中核心热动元件直接参与导电，在电机过电流的情况下，双金属片向一侧产生弯曲促使机械推杆带动触头机构动作断开或闭合，从而断开控制回路起到保护电动机的作用。但若三相电机出现严重过电流的情况，将会损坏双金属片结构导致过热保护继电器失效；同时现有过热保护继电器采用调节手轮对双金属片的弯曲程度进行定值调整，调整结果误差大、不精确很难实现精确定值。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置，解决了现有双金属片过热保护继电器不能精确定值以及在使用过程中极易出现失效的技术问题。

[0004] 第一方面，本发明实施例提供了一种三相电机保护方法，在处理器中实施，包括：

[0005] 初始化所述处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；

[0006] 根据所述初始信息，建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；

[0007] 检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成异常信息，并发送所述数字量信息及异常信息至所述外部终端。

[0008] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述初始信息包括：时钟信息、接口信息、通信信息及参数设置信息；其中，

[0009] 所述参数设置信息包括欠载电流、过流设定值、启动过负荷、启动过电流、启动堵转电流、运行过负荷、运行过电流、最大允许运行电流、速断电流、冷态反时限时间常数、热态反时限时间常数、运行冷却时间、启动时间、启动堵转延时、过流延时、速断限时、断相延时、欠压设定值、过压设定值、电流失衡度以及电压失衡度。

[0010] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据所述数字量信息包括三相电机处于启动状态下的冷态数字量信息和所述三相电机处于运行状态下的热态数字量信息。

[0011] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，具体包括：

[0012] 检测所述冷态数字量信息是否满足所述初始信息；

[0013] 检测所述热态数字量信息是否满足所述初始信息。

[0014] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述检测所述冷态数字量信息是否满足所述初始信息，具体包括：

[0015] 获取所述冷态数字量信息；

[0016] 根据所述冷态数字量信息，判断所述三相电机是否处于电压和电流失衡状态，若处于失衡状态，确定所述三相电机处于电流失衡或电压失衡状态，并输出报警信息；

[0017] 若未处于失衡状态，判断三相电流最大值是否大于所述电机过流设定值，若大于，则根据所述冷态数字量信息判断所述三相电机是否处于启动过负荷、启动过电流和电流速断状态，其中，

[0018] 当三相电机最大电流属于所述过流设定值与三倍过流设定值之间，判定为启动过负荷状态，具体的实现方法是设置了冷态反时限过负荷保护计数器：

[0019] 当三相电机最大电流属于所述三倍过流设定值与十倍过流设定值之间，判定为启动过电流状态，具体的实现方法是设置了冷态反时限过电流保护计数器；

[0020] 当三相电机最大电流属于所述十倍过流设定值以上，判定为过电流速断状态；

[0021] 若小于，根据所述冷态数字量信息，判断所述三相电机是否处于断相状态。

[0022] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述检测所述热态数字量信息是否满足所述初始信息，具体包括：

[0023] 获取所述热态数字量信息；

[0024] 根据所述热态数字量信息，判断所述三相电机是否处于电压和电流失衡状态，若处于失衡状态，确定所述三相电机处于电流失衡或电压失衡状态，并输出报警信息；

[0025] 若未处于失衡状态，判断三相电流最大值是否大于所述三相电机过流设定值，若大于，则根据所述热态数字量信息判断所述三相电机是否处于运行过负荷、运行过电流和电流速断状态，其中

[0026] 当三相电机最大电流属于所述过流设定值与两倍过流设定值之间，判定为运行过负荷状态，具体的实现方法是设置了热态反时限过负荷保护计数器；

[0027] 当三相电机最大电流属于所述两倍过流设定值与十倍过流设定值之间，判定为运行过电流状态；具体的实现方法是设置了热态反时限过电流保护计数器；

[0028] 当三相电机最大电流属于所述十倍过流设定值以上，判定为电流速断状态；

[0029] 若小于，根据所述冷态数字量信息，判断所述三相电机是否处于断相状态。

[0030] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述检测所述热态数字量信息是否满足所述参数设置信息，还包括：

[0031] 判断所述三相电机是否处于过压或欠压状态，若是，检测所述过压或欠压的持续时间由用户参数设置项过压延时和欠压延时来确定，输出报警和停止信号。

[0032] 第二方面，本发明实施例提供一种电子热继装置，包括：

[0033] 初始化模块，用于初始化所述处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；

[0034] 信息取样模块，用于建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；

[0035] 检测模块，用于根据所述初始信息，检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成异常信息，并发送所述数字量信息及异常信息至所述外部终端。

[0036] 本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的一种三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置，其中，该方法在处理器中实施，包括：初始化所述处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；根据所述初始信息，建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成异常信息，并发送所述数字量信息及异常信息至所述外部终端。本发明通过处理器对采样电路获取的采样信息进行检测，并针对异常检测结果进行处置及记录，从而克服了现有三相电机双金属片过热保护继电器对采样信息进行检测过程中极易出现的失效和不能精确定值的技术问题。

[0037] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0038] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0039] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0040] 图1为现有技术所涉及的一种三相电机的结构示意图；

[0041] 图2为本发明实施例一提供的一种三相电机启动和运行保护方法的流程图；

[0042] 图3为本发明实施例二提供的一种检测冷态数字量信息方法的流程图；

[0043] 图4为本发明实施例三提供的一种检测热态数字量信息方法的流程图；

[0044] 图5为本发明实施例四提供的一种电子热继装置；

[0045] 图6为本发明实施例提供的一种电子热继装置外接电路的结构示意图。

具体实施方式

[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0047] 目前现有三相电机保护普遍使用机械式双金属片过热保护继电器。这种过热保护继电器功能上存在一定程度的不足。首先，现有热继电保护采用膨胀系数不同双金属片结构，在使用过程中核心热动元件直接参与导电，在电机过电流的情况下，双金属片向一侧产生弯曲促使机械推杆带动触头机构动作断开或闭合，从而断开控制回路起到保护电动机的作用。但若三相电机出现严重过电流的情况，将会损坏双金属片结构导致过热保护继电器失效；同时现有过热保护继电器采用调节手轮对双金属片的弯曲程度进行定值调整，调整结果误差大、不精确很难实现精确定值。本发明提供了一种三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置，以解决现有继电器在使用过程中出现的上述不足。

[0048] 本发明实施例提供的一种三相电机启动和运行保护方法，在处理器中实施，包括初始化所述处理器，建立与取样电路的连接，获得初始信息；根据所述初始信息，建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成异常信息，并发送所述数字量信息及异常信息至所述外部终端。本发明实施例采用处理器对电机的取样电路进行检测，并针对检测结果进行异常处置及记录，从而克服了现有三相电机保护技术对采样信息进行检测和输出控制中极易出现的失效和不能精确定值的技术问题。

[0049] 为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种三相电机启动和运行保护方法进行详细介绍，

[0050] 实施例一：

[0051] 图2示出了本发明实施例提供的一种三相电机启动和运行保护方法的流程图。参照图2，上述方法包括：

[0052] 步骤S110：初始化所述处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；

[0053] 本发明实施例优选上述处理器为RAM系列的STM32F407ZGT6单片机，并以单片机多任务操作系统UCOSIII作为处理器的应用系统，因此在处理器初始化的过程中需要创建操作系统UCOSIII所要执行的处理任务；具体包括：确定任务的优先级、开辟并分配任务堆栈等。

[0054] 此外，处理器初始化的过程中还需要对处理器的外围电路进行初始化，具体包括：对时钟电路的初始化、接口的初始化、与上位机通信的初始化、采样电路的初始化等。

[0055] 在初始化的过程中，处理器需要与外部终端建立通信连接，以获得外部终端的处理命令，并将其存入处理器的非易失存储单元。其中，外部终端可以是上位机PLC或个人PC以及手持终端等。

[0056] 进而相应的初始化信息包括时钟信息、接口信息、通信信息及参数设置信息；其中，

[0057] 所述参数设置信息包括欠载电流、过流设定值、启动过负荷、启动过电流、启动堵转电流、运行过负荷、运行过电流、最大允许运行电流、速断电流、冷态反时限时间常数、热态反时限时间常数、运行冷却时间、启动时间、启动堵转延时、运行过流延时、速断限时、断相延时、欠压设定值、过压设定值、电流失衡度以及电压失衡度。处理器将根据上述参数信息对三相电机的运行过程进行监控。

[0058] 这里需要指出的是，欠载电流是指电机启动或运行中根本不可能存在的最小电流，即零电流，一般为电机过流设定值的20％。电流失衡度是指三相电机三相电流失去平衡的程度，电压失衡度是指指三相电机三相电压失去平衡的程度。

[0059] 步骤S120：根据所述初始信息，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；

[0060] 这里需要强调的是，为了保证处理器对于电压采样值及电流采样值的精准度，本发明实施例优选12位逐次逼近型模数转换器，ADC的时钟频率是36MH，完成一次AD转换的时间只用0.41us,采样完6个端口的单点扫描时间仅为3us,足以达到了软件整流滤波放大的技术要求，所以本发明的模拟信号输入部分省去了整流、放大和滤波电子元件，简化了处理器的外围电路。

[0061] 步骤S130：检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成异常信息，并发送所述数字量信息及异常信息至所述外部终端。具体的：

[0062] 监测所述数字量信息，判断三相电机是否处于启动状态，若否，返回步骤S120，继续获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息，若是，则继续步骤S140。

[0063] 这里需要说明的是，在步骤S130只要停止标志为1，三相电机处于停止状态，同时监测三相电流最小值大于欠载电流，就可以判断为三相电机处于启动状态了。步骤S140：置停止标志为0，置启动标志为1，置运行标志为0，获取冷态数字量信息。

[0064] 这里需要说明的是，步骤S140，确定电机开始处于启动状态，获取冷态数字量信息。

[0065] 步骤S150：监测所述数字量信息，判断三相电机是否进入运行状态，若否，返回步骤S120，继续获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息，若是，则继续步骤S160。

[0066] 这里需要说明的是，三相电机由冷态过渡到热态，必须满足三相电流最大值小于过流设定值；三相电流最小值大于欠载电流；启动时间必须结束。

[0067] 步骤S160：置启动标志为0，置运行标志为1，获取热态数字量信息。

[0068] 这里需要说明的是，步骤S160，确定电机开始处于运行状态，获取热态数字量信息。

[0069] 步骤S170：输出报警和开关量停止信息，记录所述数字量信息和故障异常信息，置停止标志为1。

[0070] 这里需要说明的是，步骤S170，已经将启动或运行中的三相电机停止下来，停止条件为真，由于，电子热继长时间带电运行，所以，程序又返回到步骤S120，继续循环监测三相电机的启动、运行和停止状态。

[0071] 步骤S180：上位机通过Modbus通讯获取数字量记录信息和故障异常记录信息。

[0072] 这里需要说明的是，步骤S180，无论三相电机在运行或停止过程中，用户都可以随时用数据线通讯方式，将电子热继内部非易失存储单元的内容读取出来，经过故障代码翻译后，显示或存储在用户的个人PC、工业控制微机PLC和仪表等上位终端。

[0073] 实施例二：

[0074] 图3示出了本发明实施例提供的一种检测冷态数字量信息方法的流程图。参照图2及图3，检测冷态数字量信息方法包括：

[0075] 步骤S140：置停止标志为0，置启动标志为1，置运行标志为0，获取所述冷态数字量信息，具体包括：

[0076] 步骤S1401：根据冷态数字量信息判断电机三相电流或三相电压是否失衡。

[0077] 这里需要说明的是，参照步骤S1401，如果电机只是三相电流或三相电压失衡，检测电流并没有超出电机过流设定值，那么就只报警，不发出开关量跳停命令。

[0078] 具体的，电压和电流失衡状态的比较方式如下：

[0079] 三相电压失衡度Py计算如下：

[0080] Py＝(Umax-Umin)/Umax (1)

[0081] 其中Umax为三相电压的最大值，Umin为三相电压的最小值。通常失衡度Py的正常值范围为0.13-0.9之间。

[0082] 三相电流的失衡度Ph是指三相电流失去平衡的程度，计算如下：

[0083] Ph＝(Imax-Imin)/Imax (2)

[0084] 其中Imax为三相电流的最大值，Imin为三相电流的最小值。通常失衡度Ph的正常值范围为0.13-0.9之间。

[0085] 若处于启动失衡状态，通过上述公式确定所述三相电机处于电流失衡或电压失衡状态，并输出报警信息；此时如果检测电流超出电机过流设定值，开始启动断相速断处理措施，发出跳停命令后按启动断相跳停产生记录。

[0086] 若否，步骤S1402：判断三相电流最大值Imax是否大于过流设定值Ie，若大于，则根据所述冷态数字量信息判断所述三相电机是否处于启动过负荷、启动过电流和电流速断状态。这里需要说明的是，步骤S1402根据三相电流最大值Imax与过流设定值Ie的关系，确定启动过负荷、启动过电流和电流速断状态，具体判断如下：

[0087] 处于启动状态下三相电机三相电流最大值Imax属于过流设定值Ie与三倍过流设定值3Ie之间，判定为启动过负荷状态。本段内强制为冷态反时限过负荷保护，跳停时间的长短只与反时限时间常数和过负荷的深度有关；

[0088] 跳停时间与反时限时间常数的计算公式如下：

[0089]

[0090] 其中，t为跳停时间；

[0091] τ为冷态反时限时间常数；

[0092] Ig:电机实际运行电流值；

[0093] Ie:电机过流设定值；

[0094] 值得注意的是，本段内强制为冷态反时限过负荷保护，用户没有定时限干预权限，只能通过设置冷态反时限时间常数来达到自动保护动作的目的。跳停时间的长短只与冷态反时限时间常数和启动过负荷的深度有关。

[0095] 处于启动状态下三相电机三相电流最大值Imax属于三倍过流设定值3Ie与十倍过流设定值10Ie之间，判定为冷态过电流状态。本段内由冷态反时限过电流保护和用户参数定时限过电流保护(启动堵转电流)双重约定，跳停时间的长短由最短判定项确定；

[0096] 此状态下，跳停时间与反时限时间常数的计算公式如下：：

[0097]

[0098] 其中，t为跳停时间；

[0099] τ为冷态反时限时间常数；

[0100] Ig:电机实际运行电流值；

[0101] Ie:电机过流设定值；

[0102] 处于启动状态下三相电机三相电流最大值Imax属于十倍过流设定值10Ie及以上，判定为电流速断状态。此阶段下，用户参数设定最短7个交流电周波的定时限速断保护，跳停时间的长短由电流速断限时参数确定；

[0103] 需要说明的是，定时限速断限时是指三相电流最大值Imax超过10Ie的持续时间，该时间可设置为0.15秒-3600秒。

[0104] 若否，步骤S1403：消除报警，冷态反时限过负荷保护计数器清零，冷态反时限过电流保护计数器清零。

[0105] 这里需要说明的是，启动成功或启动不成功，冷态反时限过负荷保护计数器和冷态反时限过电流保护计数器都要清零。

[0106] 根据所述冷态数字量信息判断所述三相电机是否处于断相状态，具体的，步骤S1404：判断三相电流最小值Imin是否小于欠载电流Iqz，

[0107] 当三相电机三相电流最小值Imin小于欠载电流设定值Iqz，注意这时电机启动标志为1，所以判定为启动断相速断状态。

[0108] 断相速断延时时间的长短由用户断相速断延时参数确定，上述欠载电流Iqz是指电机启动或运行中根本不可能存在的最小电流，即零电流，一般为电机过流设定值的20％。

[0109] 断相速断延时时间的长短由用户断相速断延时参数确定，这里需要说明的是，断相包括电流断相、电流失衡断相和电压失衡断相，以优先动作保护上报故障记录。断相延时是指以上三种状态的可持续时间，断相延时的设定范围一般在0.3S-60S之间。

[0110] 其中，冷态反时限过负荷保护计数器的计数依据是三相电机的启动电流大于过流设定值，动作依据是冷态反时限热过负荷保护计算公式，计数器的初始值是0，计数器满载值是3600。反时限过负荷保护计数器的计数分辨率是1秒，即计数器从初始值到满载值的最长计数时间是1小时，三相电机在启动过负荷的1小时以内，跳停时间的长短是根据电动机启动过负荷深度和冷态反时限时间常数自动延长或缩短的。当然，如果电机启动过负荷使计数器达到满载值，启动中的三相电机将会停止启动，同时冷态反时限过负荷保护计数器的计数值清零；如果启动中的三相电机过负荷状态消失，只要电动机的启动电流小于过流设定值，启动时间结束，电机启动成功，冷态反时限过负荷保护计数器的计数值清零，电机进入热态运行状态。

[0111] 冷态加速反时限过电流保护计数器的计数依据是三相电机的启动电流大于3倍过流设定值，动作依据是冷态加速反时限过电流保护计算公式。计数器的初始值是0，计数器满载值是72000。加速反时限过电流保护计数器的计数分辨率是0.05秒，即计数器从初始值到满载值的最大计数时间是1小时，三相电机在过电流的1小时以内，跳停时间的长短是根据电动机的过电流深度和冷态反时限时间常数自动延长或缩短的。当然，如果启动中的三相电机过电流状态消失，只要电动机的启动电流小于过流设定值，启动时间结束，电机启动成功，冷态反时限过电流保护计数器的计数值清零，电机进入热态运行状态。

[0112] 另外换需要说明的是，在电机启动过电流保护段，根据实际情况本发明又叠加了启动堵转电流控制(定时限过电流保护措施)，方便用户通过定时限方法来限制三相电机的启动过电流时间，一般情况下启动堵转电流为3Ie-10Ie之间。

[0113] 若否，步骤S150：监测所述数字量信息，判断三相电机是否进入运行状态。

[0114] 实施例三

[0115] 图4示出了本发明实施例三提供的一种检测热态数字量信息方法的流程图。如图2及图4所示，检测热态数字量信息方法包括：

[0116] 步骤S160：启动标志为0、运行标志为1、获取所述热态数字量信息；

[0117] 其中，上述热态数字量信息包括三相电流信息、三相电压信息。

[0118] 步骤S1601：根据热态数字量信息，判断电机三相电流或电压是否失衡，

[0119] 具体的，三相电流的失衡度Ph是指三相电流失去平衡的程度，计算如下：

[0120] Ph＝(Imax-Imin)/Imax (5)

[0121] 其中Imax为三相电流的最大值，Imin为三相电流的最小值。通常失衡度Ph的正常值范围为0.13-0.9之间。

[0122] 三相电压失衡度Py是指三相电压失去平衡的程度，计算如下：

[0123] Py＝(Umax-Umin)/Imax (6)

[0124] 其中Umax为三相电压的最大值，Umin为三相电压的最小值。通常失衡度Py的正常值范围为0.13-0.9之间。

[0125] 若处于运行失衡状态，通过上述公式确定所述三相电机处于电流失衡或电压失衡状态，并输出报警信息；此时如果检测电流超出电机过流设定值，开始启动断相速断处理措施，发出跳停命令后按运行断相跳停产生记录。

[0126] 若否，步骤S1602：判断三相电流最大值Imax是否大于所述过流设定值Ie，若大于，根据所述热态数字量信息判断所述三相电机是否处于运行过负荷、运行过电流和电流速断状态，

[0127] 具体的：当三相电流最大值Imax属于过流设定值Ie与两倍过流设定值2Ie之间，判定为运行过负荷状态；

[0128] 具体的运行过负荷状态下，保护时间的计算公式为：

[0129]

[0130] 其中，t为跳停时间；

[0131] τ为反时限时间常数；

[0132] Ig:电机实际运行电流值；

[0133] Ie:电机过流设定值；

[0134] 值得注意的是，本段内强制为热态反时限过负荷保护，用户没有定时限干预权限，只能通过设置热态反时限时间常数和运行冷却时间，来达到自动保护动作的目的。跳停时间的长短只与反时限时间常数、过负荷的深度以及运行冷却时间有关。

[0135] 运行冷却时间描述。运行中相邻两次过负荷的允许间隔时间。电机过负荷状态连续不间断进行下去，一直到跳停，是简单的连续过程，实际上，过负荷不是每次都要跳停的，是不可预见的间断过程，即有时过负荷、有时过负荷状态在跳停以前消失，这种状态连续的次数多了，也会造成电机过热，为了解决这个问题，本发明在运行过负荷保护段叠加了运行冷却时间限制，电机运行中相邻两次过负荷间隔时间只要小于冷却时间，就把相邻的连续过负荷时间进行累加，如果连续的过负荷累加时间达到了用户设定的运行反时时间常数对应的最长过负荷时间，便发出跳停命令停止电机运行，相反，只要电机运行中相邻两次过负荷间隔时间大于冷却时间，连续过负荷累计时间数值就按秒步长进行减少，如果连续过负荷累计时间减少为0，便可认为电机处于正常运行的冷却状态了。运行冷却时间的设定范围一般为60-3600S。

[0136] 处于运行状态下三相电机三相电流最大值属于所述两倍过流设定值2Ie与十倍过流设定值10Ie之间，判定为运行过电流状态；本段内由热态反时限过电流保护和用户参数定时限过电流保护(最大允许运行电流)双重约定，跳停时间的长短由最短判定项确定；

[0137] 具体的，运行过电流状态下，保护时间的计算公式为：

[0138]

[0139] 其中，t为保护动作时间；

[0140] τ为热态反时限时间常数；

[0141] Ig:电机实际运行电流值；

[0142] Ie:电机过流设定值；

[0143] 需要补充的是，处理器运算和分析所述三相电机运行过负荷或过电流动作依据，具体的实现方法是设置了热态反时限过负荷保护计数器和热态加速反时限过电流保护计数器。

[0144] 其中，热态反时限过负荷保护计数器的计数依据是三相电机的运行电流大于过流设定值，动作依据是热态反时限热过负荷保护计算公式，计数器的初始值是0，计数器满载值是43200。反时限过负荷保护计数器的计数分辨率是1秒，即计数器从初始值到满载值的最长计数时间是12小时，三相电机在过负荷的12小时以内，跳停时间的长短是根据电动机的过负荷深度和热态反时限时间常数自动延长或缩短的。当然，如果电机过负荷过程或冷却时间不够使计数器达到满载值，运行中的三相电机亦将跳停；相反，过负荷运行中的三相电机过负荷状态消失，只要电动机的运行电流小于过流设定值，反时限过负荷保护计数器就会在当前计数值以计数分辨率1秒连续减少，当计数器的计数值减为0，就认为过负荷运行中的三相电机已经回复到正常运行状态。

[0145] 热态加速反时限过电流保护计数器的计数依据是三相电机的运行电流大于2倍过流设定值，动作依据是热态加速反时限过电流保护计算公式。计数器的初始值是0，计数器满载值是72000。加速反时限过电流保护计数器的计数分辨率是0.05秒，即计数器从初始值到满载值的最大计数时间是1小时，三相电机在过电流的1小时以内，跳停时间的长短是根据电动机的过电流深度和热态反时限时间常数自动延长或缩短的。当然，如果过电流运行中的三相电机过电流状态消失，只要电动机的运行电流小于过流设定值，热态加速反时限过电流保护计数器就会在当前计数值以计数分辨率0.05秒连续减少，当计数器的计数值减为0，就认为过电流运行中的三相电机已经回复到正常运行状态。

[0146] 另外还需要说明的是，在电机运行过电流保护段，根据实际情况本发明又叠加了最大允许运行电流控制(定时限过电流保护措施)，方便用户通过定时限方法来限制三相电机的运行过电流时间，一般情况下最大允许运行电流为2Ie-10Ie之间。

[0147] 当三相电流最大值Imax属于十倍过流设定值10Ie及以上，判定为电流速断状态。此阶段下，用户参数设定最短7个交流电周波的定时限速断保护，跳停时间的长短由电流速断限时参数确定；

[0148] 需要说明的是，定时限速断限时是指三相电流最大值Imax超过10Ie的持续时间，该时间可设置为0.15秒-3600秒。

[0149] 若否，步骤S1603：消除报警，运行反时限过负荷和过电流保护逆运算。

[0150] 需要说明的是，过负荷运行中的三相电机过负荷状态消失，只要电动机的运行电流小于过流设定值，反时限过负荷保护计数器就会在当前计数值以计数分辨率1秒连续减少，如果计数器的计数值减为0，就认为过负荷运行中的三相电机已经回复到正常运行状态。过电流运行中的三相电机过电流状态消失，只要电动机的运行电流小于过流设定值，热态加速反时限过电流保护计数器就会在当前计数值以计数分辨率0.05秒连续减少，当计数器的计数值减为0，就认为过电流运行中的三相电机已经回复到正常运行状态。

[0151] 继续，根据所述热态数字量信息，判断所述三相电机是否处于断相状态，具体的：

[0152] 步骤S1604：判断电机三相电流最小值Imin是否小于欠载电流设定值Iqz，注意这时电机运行标志为1，所以判定为运行断相速断状态。断相包括电流断相、电流失衡断相和电压失衡断相，以优先动作保护上报故障记录。断相延时是指以上三种状态的可持续时间，断相延时的设定范围一般在0.3S-60S之间。

[0153] 断相速断延时时间的长短由用户断相速断延时参数确定，上述欠载电流Iqz是指电机启动或运行中根本不可能存在的最小电流，即零电流，一般为电机过流设定值的20％。

[0154] 若否，步骤S1605：判断三相电压最大值Umax是否大于过压设定值Uguo，具体的：

[0155] 判断所述三相电机是否处于过压状态，过压动作条件由用户参数设置项过压设定值Uguo和过压延时共同确定，一般过压设定值为370v-500v，过压延时为0.5S-3600S。过压开始输出报警信号，延时时间到，输出过压跳停命令，并产生过压跳停故障记录。

[0156] 若否，步骤S1606：判断三相电压最小值Umin是否小于欠压设定值Uqian，具体的：

[0157] 判断所述三相电机是否处于欠压状态，欠压动作条件由用户参数设置项欠压设定值Uqian和欠压延时共同确定，一般欠压设定值为300v-370v，欠压延时为0.5S-3600S。欠压开始输出报警信号，延时时间到，输出欠压跳停命令，并产生欠压跳停故障记录。

[0158] 若否，步骤S120：获取采样电路的模拟量信息，并转化为数字量信息，至此，一个大循环检测、监测与控制过程完整结束。

[0159] 实施例四

[0160] 图5示出了本发明实施例提供的一种电子热继装置。如图5所示，该装置包括：

[0161] 初始化模块401，用于初始化处理器，建立与外部终端的通信连接，获得初始信息；

[0162] 信息取样模块402，用于根据所述初始信息，建立与所述三相电机的取样电路的连接，获取所述取样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；

[0163] 检测模块403，用于检测所述数字量信息是否满足所述初始信息，若否，报警并输出停止信息至跳闸电路，同时生成异常信息，并发送所述数字量信息及异常信息至所述外部终端。

[0164] 本发明实施例提供的电子热继装置，其目的在于电子热继装置主要趋向于软方法设计与研发，实属简单的硬件模块背后是由功能完善和灵活的软方法支持，使其可以通过个人PC、触摸屏以及工业控制计算机PLC作为主机(上位终端)与247台从机(电子热继装置)构成Modbus通讯协议的工业局域网络体系，能够在线监察或设置247台从机(电子热继装置)的工作状态、工作参数和故障记录信息。当然，电子热继装置亦可方便单机运行。科学的软设计理念不但简化了电子热继装置本身硬件设施，更科学合理地完成了同一硬件设施(不同参数设置和参数校准)应用于不同容量、不同电压等级的三相电机启动和运行保护任务，明显缩短了电子热继装置生产周期，简化了制造工艺流程，适合快速和批量生产。

[0165] 实施例五

[0166] 图6示出了本发明实施例提供的一种电子热继装置外接电路的结构示意图。如图所示，电子热继装置外接电路包括：三相电机501、电压取样模块502、电流取样模块503、上位机通信模块504、烧写模块505、电源基准模块506、异常记录模块507、加密模块508、报警模块509、稳压电源模块510。

[0167] 其中，电压取样模块502、电流取样模块503分别与三相电机501的输出端连接，用以对三相电机501输出的电压及电流进行取样，之后将取样信息发送至电子热继。

[0168] 此外，电子热继通过MODBUS与上位机通信模块连接，用以实现与上位机的通信；电子热继还设置有烧写口，通过与烧写模块505的连接，加载电子热继程序。

[0169] 外接电路中还设置有稳压电源模块510和电源基准模块506，其中稳压电源模块510与电子热继连接以实现对其供电；另外稳压电源模块510还通过电源基准模块506的调节转换成基准电压，并加载至电子热继中。

[0170] 需要补充的是，稳压电源模块510还分别与上位机通信模块504、烧写模块505、异常记录模块507、加密模块508及报警模块509连接，用于对上述五个模块进行供电。

[0171] 最后，外接电路中还设置有异常记录模块507、加密模块508、报警模块509。上述三个模块均与电子热继连接，用以实现记录电子热继得到的异常数据；对电子热继程序进行加密保护和对外进行报警。

[0172] 另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0173] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0174] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0175] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0176] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0177] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

[0178] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0179] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
断路器监测装置	2020-05-08	585
一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统和方法	2020-05-08	602
电动汽车驱动电机过流故障的自愈方法	2020-05-11	82
一种无刷直流电机反步法控制方法及系统	2020-05-08	1005
一种基于虚拟端电压的光伏发电运行控制方法	2020-05-11	522
一种逆变器主动放电方法和装置	2020-05-08	872
重组化协作机器人关节一体化驱动控制系统、方法及应用	2020-05-08	992
一种三相九开关双同步电机分时控制逆变器及控制方法	2020-05-11	257
一种基于大数据可视化技术的配网可靠性分析方法	2020-05-08	548
一种永磁同步电机预测电流控制方法和装置	2020-05-11	890

三相电机启动和运行保护方法与电子热继装置