[发明专利]交流异步电机及其电流有效值计算方法和过载保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流异步电机及其有效值计算方法和过载保护方法。

背景技术

随着社会的发展，电动机尤其是交流异步电动机在工业生产及人们生活中作为不可替代的动力和驱动装置应用越来越广泛。由于过载导致电机烧毁的情况时有发生。

现有过载保护方法，主要包括：首先判断电机是否发生或将要过载，在判断过载时采用停机、降低转速或输出功率的方式保护电机。

对于判断电机发生或将要发生过载的方法，现有技术中主要包括：

①热继电器保护法。热继电器是利用双金属片膨胀性原理研制的。但金属片的离散性大，需要经常对金属片进行校准。

②通过埋设温度传感器直接测温的方法。该方法需要电机厂的配合，目前某些大型电动机中已埋设了温度传感器，但大部分中小型电动机中还没有埋设温度传感器。

③建立电机的热模型。该方法是一种比较切实可行的方法，可实现热累计。目前在电动机热保护器中采用的多为一阶或二阶的热模型，模型比较简单，但电机热模型中关键参数的获取相对比较困难。

④利用反时限过流来实现过流保护。该方法是通过设定限制线对I-t特性曲线进行判断来实现热过载保护，但该方法没有反映出热积累效应。

⑤利用电机电流的大小进行判断，而采集电机电流会导致计算值滞后。

另外，在判断过载发生或将要发生以后，如果设置转速不当仍会产生烧毁的情况。

因此，现有方法的缺陷主要在于：1，采集电机电流有滞后性；2，电机热模型获取困难；3，设置转速不当仍导致电机烧毁。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流有效值计算方法和过载保护方法，用以解决采集电机电流的滞后性问题。同时本发明还提供利用上述电流有效值计算方法和过载保护方法的异步电机。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

交流异步电机电流有效值计算方法，采集任两相电流，进行计算：电流有效值I_a、I_b为所采集的两相电流。

交流异步电机过载保护方法，采集任两相电流，计算电流有效值I，I_a、I_b为所采集的相电流；根据计算出的电流有效值，判断是否过载，若过载则限制电机转速。

判断是否过载的步骤包括：

对I²-I²_额进行零下限积分，并计算积分结果与发热动作值的差值；同时计算I与I_最的差值；

比较上述两差值的大小，令较大的一个为过载启动量；若过载启动量不小于零，则限制电机转速；其中，发热动作值为k(I²_最-I²_额)，k为设定系数，I_额为电机的额定电流，I_最为电机的最大电流。

若过载启动量大于零，则过载保护速度取目标速度；

若过载启动量不小于零，则过载保护速度取校验速度与目标速度的较小值；

其中，所述过载保护速度是经过载保护方法计算出的速度给定值；校验速度是经过过载保护速度的校验产生的。

所述校验的步骤包括：

若(Kp*PI_E)*V大于零，且限制值*V也大于零，则校验速度为限制值；

若(Kp*PI_E)*V小于零，且((Kp*PI_E)+V)*V也小于零，则校验速度为((Kp*PI_E)+V)/2；

其中，V为过载保护速度，

所述限制值为经过限幅的(Kp*PI_E)+V，

PI_E为目标电流与电流有效值I的差值，Kp为根据过载保护速度V动态调整的系数，根据过载保护速度的大小确定；目标电流为最大电流或额定电流。

所述Kp的动态调整方法为：过载保护速度400以内时，Kp＝1；过载保护速度超过400时，Kp＝过载保护速度/100；过载保护速度超过600时，Kp＝过载保护速度/60；过载保护速度超过800时，Kp＝过载保护速度/50；过载保护速度超过1000时，Kp＝过载保护速度/40。

本发明还提供了一种交流异步电机，交流异步电机包括控制器，控制器根据采集到的任两相电流，根据计算电流有效值I，I_a、I_b为所采集的两相电流。

本发明还提供了又一种交流异步电机，交流异步电机包括控制器，控制器根据过载保护方法确定过载保护速度，所述过载保护速度是经过过载保护方法确定的速度给定值。