專利名稱：電機啟動過程保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機啟動過程保護裝置。
背景技術(shù)：
電機的啟動過程是電機運行過程中的一個重要過程，特別是交流異步電動機的啟動過程和抽水蓄能電機作為電動機時的異步啟動過程。電機異步啟動過程電流過大是電機自身無法克服的缺點，電機啟動過程電流過大不僅可以使電網(wǎng)產(chǎn)生過大的電壓降落而影響接在電網(wǎng)上的其它電機和電氣設(shè)備的正常運行，而且也會使電機本身受到過大電磁力的沖擊，還有使電機繞組過熱的危險，從而影響電機的運行安全。因此人們總是希望電機在啟動過程如果發(fā)生故障，即刻啟動保護設(shè)備，以免電機受到損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種電機啟動過程保護裝置，能夠精確測量電機啟動過程的瞬時轉(zhuǎn)速以及達(dá)到此轉(zhuǎn)速的精確時間，并且與電機設(shè)計的啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線相比較，如果電機瞬時轉(zhuǎn)速背離電機的啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線，則電機啟動過程發(fā)生故障，保護裝置迅速報警并啟動電機保護設(shè)備以達(dá)到保護電機的目的。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的電機啟動過程保護裝置包括主機、測速齒盤、轉(zhuǎn)速傳感器，主機由美國NI公司的NI CompactRIO工業(yè)級嵌入式測控系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)集成了嵌入式實時(Real-time)控制器、可編程硬件邏輯(FPGA)和可重配置的I/O模塊，保護裝置主機具體包括機箱內(nèi)安裝實時控制器U1，繼電器模塊U2，NI-9401型數(shù)字I/ 0模塊U3，信號整形模塊U4，NI-9411型計數(shù)器模塊TO，聲光報警模塊TO，電機啟動后測速齒盤隨電機旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一系列轉(zhuǎn)速脈沖信號S，轉(zhuǎn)速脈沖S經(jīng)過信號整形模塊U4 整形后輸入到計數(shù)器模塊U5，控制器Ul在電機啟動合間信號的觸發(fā)下控制U5開始精確測量電機瞬時轉(zhuǎn)速，同時精確計量電機啟動時間，控制器Ul把測量結(jié)果與存貯在內(nèi)存中的電機設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線數(shù)據(jù)比較，如果在第一時間點，電機瞬時轉(zhuǎn)速不小于內(nèi)存中存貯的與第一時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則電機啟動正常，繼續(xù)下一個瞬時轉(zhuǎn)速的測量；如果在第二時間點，新測量的電機瞬時轉(zhuǎn)速不小于內(nèi)存中存貯的與第二時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則電機啟動正常，繼續(xù)下一個瞬時轉(zhuǎn)速的測量，依次進(jìn)行下去，直到完成電機啟動過程；如果在任何一個時間點上，測量的電機瞬時轉(zhuǎn)速明顯小于內(nèi)存中存貯的與此時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則表明電機啟動過程失常，控制器Ul控制數(shù)字I/ 0模塊U3觸發(fā)聲光報警模塊U6即刻報警，同時通過控制U2關(guān)閉繼電器來啟動電機保護設(shè)備，以保護電機安全。本發(fā)明保護裝置主機控制器Ui內(nèi)存中預(yù)先輸入存貯與電機設(shè)計的啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線對應(yīng)的一系列數(shù)據(jù)。本發(fā)明是在電機啟動過程中按照電機的設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線來判斷電機啟動是否正常的保護裝置，它最快可以在零點幾秒的時間內(nèi)迅速檢測出電機異步啟動過程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速異常，比傳統(tǒng)的繼電器保護方式能更快速地檢測出電機啟動過程中發(fā)生的故障，即刻起動電機保護設(shè)備，避免電機發(fā)生重大運行事故。


圖1是發(fā)明主機原理框2是本發(fā)明應(yīng)用工作連接框圖
具體實施例方式如圖1所示的電機啟動過程保護裝置，電機啟動過程保護裝置包括主機、測速齒盤、轉(zhuǎn)速傳感器，主機由美國NI公司的NI CompactRIO工業(yè)級嵌入式測控系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)集成了嵌入式實時(Real-time)控制器、可編程硬件邏輯(FPGA)和可重配置的I/O模塊，保護裝置主機具體包括機箱內(nèi)安裝實時控制器U1，繼電器模塊U2，NI-9401型數(shù)字I/O模塊 U3，信號整形模塊U4，NI-9411型計數(shù)器模塊TO，聲光報警模塊TO，電機啟動后測速齒盤隨電機旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一系列轉(zhuǎn)速脈沖信號S，轉(zhuǎn)速脈沖S經(jīng)過信號整形模塊U4整形后輸入到計數(shù)器模塊TO，控制器Ul在電機啟動合間信號的觸發(fā)下控制U5開始精確測量電機瞬時轉(zhuǎn)速，同時精確計量電機啟動時間，控制器Ul把測量結(jié)果與存貯在內(nèi)存中的電機設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線數(shù)據(jù)比較，如果在第一時間點，電機瞬時轉(zhuǎn)速不小于內(nèi)存中存貯的與第一時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則電機啟動正常，繼續(xù)下一個瞬時轉(zhuǎn)速的測量；如果在第二時間點，新測量的電機瞬時轉(zhuǎn)速不小于內(nèi)存中存貯的與第二時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則電機啟動正常，繼續(xù)下一個瞬時轉(zhuǎn)速的測量，依次進(jìn)行下去，直到完成電機啟動過程；如果在任何一個時間點上，測量的電機瞬時轉(zhuǎn)速明顯小于內(nèi)存中存貯的與此時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則表明電機啟動過程失常，控制器Ul控制數(shù)字I/O模塊U3觸發(fā)聲光報警模塊U6即刻報警，同時通過控制U2關(guān)閉繼電器來啟動電機保護設(shè)備， 以保護電機安全。電如圖2所示，當(dāng)電機被啟動開始旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一系列轉(zhuǎn)速脈沖信號， 轉(zhuǎn)速脈沖信號輸入到電機啟動過程保護裝置主機，同時，電機的啟動合閘信號作為電機啟動過程保護裝置工作的啟動信號輸入到保護裝置主機。電機開始啟動旋轉(zhuǎn)時，電機啟動過程保護裝置在電機啟動合閘信號的觸發(fā)下開始精確測量電機瞬時轉(zhuǎn)速，同時精確計量電機啟動時間，并且與存貯在內(nèi)存中的電機設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 如果保護裝置測量的瞬時轉(zhuǎn)速符合電機設(shè)計的啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線，則電機啟動過程正常；如果保護裝置測量的任何一個時間點的瞬時轉(zhuǎn)速嚴(yán)重轉(zhuǎn)速背離電機設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線，則裝置即刻報警并通過關(guān)閉繼電器啟動電機保護設(shè)備。
權(quán)利要求
1.電機啟動過程保護裝置，其特征是電機啟動過程保護裝置包括主機、測速齒盤、轉(zhuǎn)速傳感器，主機由美國NI公司的NI CompactRIO工業(yè)級嵌入式測控系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)集成了嵌入式實時(Real-time)控制器、可編程硬件邏輯(FPGA)和可重配置的I/O模塊，保護裝置主機具體包括機箱內(nèi)安裝實時控制器U1，繼電器模塊U2，NI-9401型數(shù)字I/O模塊U3， 信號整形模塊U4，NI-9411型計數(shù)器模塊TO，聲光報警模塊TO，電機啟動后測速齒盤隨電機旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一系列轉(zhuǎn)速脈沖信號S，轉(zhuǎn)速脈沖S經(jīng)過信號整形模塊U4整形后輸入到計數(shù)器模塊TO，控制器Ul在電機啟動合間信號的觸發(fā)下控制U5開始精確測量電機瞬時轉(zhuǎn)速，同時精確計量電機啟動時間，控制器Ul把測量結(jié)果與存貯在內(nèi)存中的電機設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線數(shù)據(jù)比較，如果在第一時間點，電機瞬時轉(zhuǎn)速不小于內(nèi)存中存貯的與第一時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則電機啟動正常，繼續(xù)下一個瞬時轉(zhuǎn)速的測量；如果在第二時間點，新測量的電機瞬時轉(zhuǎn)速不小于內(nèi)存中存貯的與第二時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則電機啟動正常，繼續(xù)下一個瞬時轉(zhuǎn)速的測量，依次進(jìn)行下去，直到完成電機啟動過程；如果在任何一個時間點上，測量的電機瞬時轉(zhuǎn)速明顯小于內(nèi)存中存貯的與此時間點對應(yīng)的理論瞬時轉(zhuǎn)速值，則表明電機啟動過程失常，控制器Ul控制數(shù)字I/O模塊U3觸發(fā)聲光報警模塊U6即刻報警，同時通過控制U2關(guān)閉繼電器來啟動電機保護設(shè)備，以保護電機安全。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電機啟動過程保護裝置。電機啟動過程保護裝置包括主機、測速齒盤、轉(zhuǎn)速傳感器。當(dāng)電機被啟動開始旋轉(zhuǎn)時，電機啟動過程保護裝置主機在電機啟動合閘信號的觸發(fā)下開始精確測量電機瞬時轉(zhuǎn)速，同時精確計量電機啟動時間，并且與存貯在內(nèi)存中的電機的設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線數(shù)據(jù)比較。如果保護裝置測量的瞬時轉(zhuǎn)速符合電機設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線，則電機啟動過程正常；如果保護裝置測量的瞬時轉(zhuǎn)速背離電機設(shè)計啟動過程理論轉(zhuǎn)速-時間曲線，則裝置即刻報警并通過關(guān)閉繼電器啟動電機保護設(shè)備。電機啟動過程保護裝置可以迅速檢測到電機啟動過程中發(fā)生的故障，及時啟動電機保護設(shè)備，避免電機出現(xiàn)事故。
文檔編號H02H7/093GK102412563SQ20111037033
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者孫凱, 李淑鈺, 畢純輝, 胡麗杰, 韓波, 高尚 申請人:哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司, 國家水力發(fā)電設(shè)備工程技術(shù)研究中心