專利名稱：電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對于中小型電動機(jī)的各種狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，特別是對電動機(jī)的啟動狀 態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷，為電動機(jī)在各種狀態(tài)下的保護(hù)提供了有力的保障。
背景技術(shù)：
如今電力系統(tǒng)中微機(jī)保護(hù)裝置普及，而針對于電動機(jī)的保護(hù)現(xiàn)行的通常還是包含 過流、過負(fù)荷、過熱、啟動、堵轉(zhuǎn)、高低電壓保護(hù)等等。其中速斷保護(hù)要躲開電動機(jī) 啟動時(shí)的大電流；定時(shí)限(反時(shí)限)過流要躲開電動機(jī)的啟動時(shí)間；啟動保護(hù)通常只 是在啟動狀態(tài)時(shí)有效；堵轉(zhuǎn)則應(yīng)該反映的是電動機(jī)的卡澀現(xiàn)象。上述幾種保護(hù)都和電 動機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)密切相關(guān)，而電動機(jī)啟動狀態(tài)無疑是其比較特殊而且又至關(guān)重要的組 成部分。因此，如何準(zhǔn)確、可靠的檢測電動機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，特別是電動機(jī)的啟動狀態(tài) 直接關(guān)系到電動機(jī)相關(guān)的保護(hù)。在現(xiàn)有的一些狀態(tài)判別中很多通過輔助開關(guān)量，如轉(zhuǎn) 速開關(guān)來判斷，但是現(xiàn)在很多電動機(jī)并沒有這些輔助接點(diǎn)；也有通過固有延時(shí)來躲避 電動機(jī)啟動，即認(rèn)為電動機(jī)的啟動時(shí)間固定化，但是即使同類型的電動機(jī)也會存在差 異，這種方式有很大的弊端。 發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛢?nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案.-
一種電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法，
設(shè)定變量電動機(jī)狀態(tài)變量S，取值0, 1, 2，分別對應(yīng)于電動機(jī)的停運(yùn)狀態(tài)、 啟動狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)；計(jì)數(shù)器Counter和延時(shí)變量T;
通過對模擬量的實(shí)時(shí)采集，得到電動機(jī)電流的幅值大小I; 預(yù)設(shè)置一個(gè)常量，電動機(jī)的額定電流In;
通過中斷調(diào)用方式進(jìn)入狀態(tài)檢測判斷電動機(jī)的最原始狀態(tài)S-O (停運(yùn)狀態(tài))開 始，判斷采樣電流I大小，如果大于In,則計(jì)數(shù)器Counter加l，如此連續(xù)計(jì)數(shù)3次 則將電動機(jī)狀態(tài)置為l (啟動狀態(tài))；倘若采樣電流K0.05In，則認(rèn)為電動機(jī)狀態(tài)仍然 在S-0 (停運(yùn)狀態(tài))；倘若電流I在0.05In和In之間，則認(rèn)為電動機(jī)已經(jīng)有電流，先 置為狀態(tài)S-1，同時(shí)設(shè)置延時(shí)變量T—個(gè)時(shí)間值(比如IOS)，通過在T時(shí)間內(nèi)的繼 續(xù)檢測來判定電動機(jī)是在何種狀態(tài)；
當(dāng)電動機(jī)狀態(tài)在S-1 (啟動狀態(tài))時(shí)，繼續(xù)比較采樣電流I跟In間的大小，如果
I>In，說明電動機(jī)電流沒有回落，電動機(jī)狀態(tài)仍然在S-l(啟動狀態(tài));倘若0.05In<I<In， 則通過判斷延時(shí)變量T是否為零而判斷電動機(jī)狀態(tài)是S=l (啟動狀態(tài))還是由于電流 的回落到達(dá)了 S=2 (運(yùn)行狀態(tài))；為了保證可靠性，狀態(tài)1轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)2同樣要判斷 連續(xù)累計(jì)3次；
當(dāng)電動機(jī)狀態(tài)在S-2 (運(yùn)行狀態(tài))時(shí)，通過比較電流I與0.05In的大小來判斷電 動機(jī)是否進(jìn)入了狀態(tài)8=0 (停止?fàn)顟B(tài))。 本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果
拋開了傳統(tǒng)的只是靠固有延時(shí)設(shè)置來躲避電動機(jī)啟動的思想，同時(shí)摒棄了復(fù)雜的 輔助判據(jù)，僅僅依靠電動機(jī)的電流對電動機(jī)的三種狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉，從而進(jìn)行可靠 的保護(hù)。簡單、易行、高效、可靠。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電動機(jī)啟動曲線示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的狀態(tài)判別流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。 為了準(zhǔn)確、可靠的判斷電動機(jī)的各種狀態(tài)，本發(fā)明實(shí)施例采用電流突變的曲線來 分辨狀態(tài)。
本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是
本發(fā)明將電動機(jī)的狀態(tài)分為三種停運(yùn)、啟動和運(yùn)行。研究發(fā)現(xiàn)電動抖的啟動過 .程就是一個(gè)電流發(fā)生突變的過程。電動機(jī)的啟動電流通常為額定電流的4 8倍。即使
在各種降壓啟動的模式下，其啟動電流也會超過額定電流的2 3倍。電動機(jī)在停運(yùn)狀 態(tài)時(shí)電流很小，或者認(rèn)為為零，電動機(jī)啟動后則迅速增加到大電流，然后電流逐漸回 落降低到穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的工作電流。由此可以得出電動機(jī)啟動的曲線如圖l所示。根據(jù)
電動機(jī)啟動曲線，發(fā)明人有理由做出如下分析不管是直接啟動還是降壓起動，電動
機(jī)啟動過程均有一個(gè)超過額定電流In的然后回落的過程，發(fā)明人可以通過對電流幅值
的實(shí)時(shí)釆樣檢測來判斷電動機(jī)當(dāng)前所處的狀態(tài)。
具體在微控制器上實(shí)現(xiàn)的方式-
如圖l、圖2所示，圖l為本發(fā)明實(shí)施例的電動機(jī)啟動曲線示意圖；圖2是本發(fā)
明實(shí)施例的狀態(tài)判別流程圖。
根據(jù)圖1電動機(jī)啟動曲線的示意圖，發(fā)明人設(shè)計(jì)了圖2所示的流程圖，從而可以
做如下的程序處理
首先設(shè)定幾個(gè)變量，電動機(jī)狀態(tài)變量S,取值O， 1， 2，分別對應(yīng)于電動機(jī)的停
運(yùn)狀態(tài)、啟動狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)；計(jì)數(shù)器Counter和延時(shí)變量T; 通過對模擬量的實(shí)時(shí)采集，得到電動機(jī)電流的幅值大小I; 預(yù)設(shè)置一個(gè)常量，電動機(jī)的額定電流In;
對上述參數(shù)進(jìn)行初始化后，通過中斷調(diào)用方式進(jìn)入檢測判斷程序。電動機(jī)的最原 始狀態(tài)是從S-0 (停運(yùn)狀態(tài))開始，此時(shí)判斷采樣電流I大小，如果大于In，則計(jì)數(shù) 器Counter加l，如此連續(xù)計(jì)數(shù)3次則將電動機(jī)狀態(tài)置為1 (啟動狀態(tài))；倘若采樣電 流K0.05In,則認(rèn)為電動機(jī)仍然在狀態(tài)S=0;倘若電流I在0.05In和In之間，則認(rèn)為電 動機(jī)已經(jīng)有電流，先置為狀態(tài)S-1，同時(shí)設(shè)置延時(shí)變量T一個(gè)時(shí)間值(比如IOS)， 通過在T時(shí)間內(nèi)的繼續(xù)檢測來判定電動機(jī)是在何種狀態(tài)。
當(dāng)電動機(jī)狀態(tài)在S-1 (啟動狀態(tài))時(shí)，繼續(xù)比較采樣電流I跟In間的^小。如果 I>In，說明電動機(jī)電流沒有回落，電動機(jī)仍在狀態(tài)S-1(啟動狀態(tài))；倘若0.05In<I<In， 則通過判斷延時(shí)變量T是否為零而判斷電動機(jī)是狀態(tài)S-1 (啟動狀態(tài))還是由于電流 的回落到達(dá)了狀態(tài)8=2 (運(yùn)行狀態(tài))。為了保證可靠性，狀態(tài)1轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)2同樣要 判斷連續(xù)累計(jì)3次。
當(dāng)電動機(jī)狀態(tài)在S-2 (運(yùn)行狀態(tài))時(shí)，通過比較電流I與0.05In的大小來判斷電 動機(jī)是否進(jìn)入了狀態(tài)S-O (停止?fàn)顟B(tài))。
根據(jù)圖2可以看出，電動機(jī)從一個(gè)狀態(tài)向另外一個(gè)狀態(tài)變換時(shí)，為了保證判斷的 可靠性，要求該判斷條件要連續(xù)計(jì)數(shù)達(dá)到3次再置為新的狀態(tài)，否則將計(jì)數(shù)器Counter
清零返回。
該狀態(tài)檢測程序采用10ms中斷來完成，任務(wù)處理簡單，對于目前所有電動機(jī)都 可以做到迅速可靠的檢測。
上述程序處理過程對于直接啟動的電動機(jī)，包括高壓電動機(jī)，由于啟動電流突變 迅速，電動機(jī)啟動后立即進(jìn)入啟動狀態(tài)，不需要經(jīng)過T的延時(shí)等待。
對于通過某些方式降壓啟動的電動機(jī)，其啟動曲線相對平緩，電流不會立即出現(xiàn) 巨大的變化，此時(shí)采集上來的電流往往經(jīng)過幾十或者數(shù)百毫秒才能達(dá)到超過額定電流 的數(shù)值，此時(shí)經(jīng)過T延時(shí)后可以很理想的判斷電流的狀態(tài)。只要在電動機(jī)啟動過程中 采集到大于In的電流值，立即將T置為零，迅速準(zhǔn)確的判斷狀態(tài)變化。
雖然本發(fā)明創(chuàng)造已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明創(chuàng)造， 任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤飾， 因此本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法，設(shè)定變量電動機(jī)狀態(tài)變量S，取值0，1，2，分別對應(yīng)于電動機(jī)的停運(yùn)狀態(tài)、啟動狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)；計(jì)數(shù)器Counter和延時(shí)變量T；通過對模擬量的實(shí)時(shí)采集，得到電動機(jī)電流的幅值大小I；預(yù)設(shè)置一個(gè)常量，電動機(jī)的額定電流In；通過中斷調(diào)用方式進(jìn)入狀態(tài)檢測判斷電動機(jī)的最原始狀態(tài)S＝0(停運(yùn)狀態(tài))開始，判斷采樣電流I大小，如果大于In，則計(jì)數(shù)器Counter加1，將電動機(jī)狀態(tài)置為1(啟動狀態(tài))；倘若采樣電流I＜0.05In，則認(rèn)為電動機(jī)狀態(tài)仍然在S＝0(停運(yùn)狀態(tài))；倘若電流I在0.05In和In之間，則認(rèn)為電動機(jī)已經(jīng)有電流，先置為狀態(tài)S＝1，同時(shí)設(shè)置延時(shí)變量T一個(gè)時(shí)間值(比如10S)，通過在T時(shí)間內(nèi)的繼續(xù)檢測來判定電動機(jī)是在何種狀態(tài)；當(dāng)電動機(jī)狀態(tài)在S＝1(啟動狀態(tài))時(shí)，繼續(xù)比較采樣電流I跟In間的大小，如果I＞In，說明電動機(jī)電流沒有回落，電動機(jī)狀態(tài)仍然在S＝1(啟動狀態(tài))；倘若0.05In＜I＜In，則通過判斷延時(shí)變量T是否為零而判斷電動機(jī)狀態(tài)是S＝1(啟動狀態(tài))還是由于電流的回落到達(dá)了S＝2(運(yùn)行狀態(tài))；當(dāng)電動機(jī)狀態(tài)在S＝2(運(yùn)行狀態(tài))時(shí)，通過比較電流I與0.05In的大小來判斷電動機(jī)是否進(jìn)入了狀態(tài)S＝0(停止?fàn)顟B(tài))。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法，其特征在于， 電動機(jī)狀態(tài)從一個(gè)狀態(tài)向另外一個(gè)狀態(tài)變換時(shí)，為了保證判斷的可靠性，要求該判斷條件要連續(xù)計(jì)數(shù)達(dá)到3次再置為新的狀態(tài)，否則將計(jì)數(shù)器Counter清零返回。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法，其特征在于， 狀態(tài)檢測判斷采用10ms中斷來完成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法，其特征在于， 狀態(tài)檢測判斷過程對于直接啟動的電動機(jī)，電動機(jī)啟動后立即進(jìn)入啟動狀態(tài)，不需要經(jīng)過T的延時(shí)等待。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法，其特征在于， 狀態(tài)檢測判斷過程對于降壓啟動的電動機(jī)，電動機(jī)啟動后經(jīng)過T延時(shí)后判斷電流的狀 態(tài)，只要在電動機(jī)啟動過程中采集到大于In的電流值，立即將T置為零，迅速準(zhǔn)確 的判斷狀態(tài)變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動機(jī)狀態(tài)檢測和啟動過程判別方法，首先設(shè)定變量電動機(jī)狀態(tài)變量S，取值0，1，2，分別對應(yīng)于電動機(jī)的停運(yùn)狀態(tài)、啟動狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)；計(jì)數(shù)器Counter和延時(shí)變量T；通過對模擬量的實(shí)時(shí)采集，得到電動機(jī)電流的幅值大小I；預(yù)設(shè)置一個(gè)常量，電動機(jī)的額定電流In；通過中斷調(diào)用方式進(jìn)入狀態(tài)檢測判斷，根據(jù)采樣電流I與額定電流In間的大小比較，來判定電動機(jī)是在何種狀態(tài)。本發(fā)明拋開了傳統(tǒng)的只是靠固有延時(shí)設(shè)置來躲避電動機(jī)啟動的思想，同時(shí)摒棄了復(fù)雜的輔助判據(jù)，僅僅依靠電動機(jī)的電流對電動機(jī)的三種狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉，從而進(jìn)行可靠的保護(hù)。
文檔編號H02H7/08GK101349737SQ200810196148
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者杭 張, 李晨陽, 王俊峰 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司