[发明专利]一种电机过力矩的保护方法

权利要求书

1.一种电机过力矩的保护方法，其特征在于：该方法通过电流采样电路、电压采样电路、处理器电路和位置传感器电路对电机过力矩进行保护，其中，电流采样电路包括电流互感器，电压采样电路包括电压互感器，处理器电路包括单片机，位置传感器电路包括绝对光电隔离编码器，具体步骤如下：

步骤1，实时获取电机的电压、电流和电机控制开关运行位置信息：电流采样电路、电压采样电路、位置传感器电路分别采集电机的电压、电流和电机控制开关运行位置，输入给处理器电路；

步骤2，计算电机力矩：处理器电路依据以下公式计算当前的电机力矩：

F＝(P×η)/V，其中P＝U×I×cosθ，

式中：F为力矩；P为电机输入功率；U为电压；电流为I；cosθ为电机功率因数；V为电机输出轴转速；η为机电总效率；

步骤3，判定电机是否启动：如果电机已启动，进入步骤4；如果电机未启动，进入步骤5；

步骤4，判定电机是否在运行至末端位置换向，所述的运行至末端位置换向是电动执行机构控制阀门开关至全开位置或全关位置时电机换相反转工作；如果是，延时2s-6s后进入步骤5；如果否，延时100ms-2s后进入步骤5；

步骤5，比较当前力矩F是否大于等于设定值，处理器电路将当前力矩F与用户设定过力矩保护的力矩设定值进行比较，如果大于等于设定值，进入步骤6；否则，返回步骤3进入下一轮过力矩保护分析；

步骤6，输出报警和停阀信号。

2.根据权利要求1所述的电机过力矩的保护方法，其特征在于：步骤2中，力矩F是基于公式U×I×η＝F×V进行换算的，其中，η为机电总效率，实际测量获得，其与电机输出轴转速密切相关，关系式如下：

η＝α×V²+β×V+γ

式中：V为电机输出轴转速，α为二次项系数，β为一次项系数，γ为常数项系数。

3.根据权利要求2所述的电机过力矩的保护方法，其特征在于：在机械传动上，顺时针和逆时针的传动效率不一样，顺时针相对于逆时针传动效率为0.95，单片机运算中根据电机运行状态自动对机电总效率η值的修正。

4.根据权利要求1所述的电机过力矩的保护方法，其特征在于：步骤2中，P＝U×I×cosθ，其中：U是固定值，二相是220V，三相是380V；cosθ是电机功率因数，根据以下方法计算功率因数cosθ的θ值：

θ值是同一时刻电压和电流的相位差，在某一时刻采样获取电压u和电流i瞬时值，紧跟其后进行200us的采样，由于电流电压的频率都是工频，为50HZ，这样一个周期就采样100次，与之对应间隔圆周角度值就是3.6度，分别记录电压采样过零点时间T1和电流采样过零点时间T2，则：

过零点时电压的相位：

过零点时电流的相位：

电压U和电流I过零点相位差：θ＝|θ₁-θ₂|。