[发明专利]基于转子电阻的电机热保护

说明书

电机过载保护装置配有热监测器，可根据转子电阻估计值确定预期的转子温度升高值。热监测器通过使用根据转子电阻估计值计算出的转子温度升高值和电机热状态估计值之间的相关性来确定预期的转子温度升高值。相关性可以通过将线拟合到多个点并确定该线的斜率来导出，其中每个点由转子温度升高估计值和相应的电机热状态估计值组成的有序对来定义。然后，在给定转子电阻估计值和相应的电机热状态估计值的情况下，热监测器可以使用该转子温度斜率来确定转子温度升高值。在一些实施例中，如果转子温度升高值超过预期的转子温度升高值大于预定义阈值，热监测器发出警报和/或采取校正动作。

技术领域

本公开涉及一种感应电机，尤其涉及基于转子电阻估计值来监测和保护这种电机免受热过载的方法和系统。

背景技术

感应电机因其低成本、高效率和高可靠性等优点而广泛应用于工业领域。典型的感应电机包括其上具有多个绕组的固定部件或定子，以及可旋转地设置在定子内的旋转部件或转子。向定子绕组施加正弦或交流电压会感应出旋转磁场，从而导致转子旋转。感应电机通常在单相和三相电压下运行，尽管也两相感应电机也是可用的。

大多数感应电机采用过载保护装置来保护电机免受过电流、热过载和诸如此类影响。过载保护装置检测电机中的过大电流或发热，并中断电机电源以防止损坏发生。这些装置可以包括断路器、过载继电器和其他类型的电路中断装置，这些装置通常具有与电机的电源线串联连接的电阻元件。当电阻元件变得过热时，过载保护装置切断电机的电源。

虽然在感应电机热过载保护领域已经取得了许多进展，但是很容易理解，仍然需要不断的改进。

发明内容

本公开的实施例涉及用于监测和保护感应电机免受热过载状况影响的系统和方法。该方法和系统提供了一种配备有热监测器的电机过载保护装置，该热监测器可以根据转子电阻估计值来确定预期的转子温度升高值。热监测器通过使用基于转子电阻估计值的转子温度升高估计值与电机热状态估计值之间的关系或相关性来确定预期的转子温度升高值。该关系或相关性可以通过将线拟合到多个点并确定该线的斜率来导出，每个点通过由转子温度升高估计值和相应的电机热状态估计值组成的有序对来定义。在给定转子电阻估计值和相应的电机热状态估计值的情况下，该斜率(也可被称为转子温度斜率)然后可被热监测器用于确定转子温度升高值。在一些实施例中，如果转子温度升高值超过预期的转子温度升高值大于预定义阈值，则热监测器发出警报和/或采取校正动作。

一般而言，在一个方面，本公开的实施例涉及一种保护感应电机免受热过载状况影响的方法。该方法尤其包括根据感应电机的转子电阻估计值计算转子温度升高估计值，以及计算感应电机的电机热状态估计值。该方法还包括导出热状态估计值和转子温度升高估计值之间的相关性，并根据感应电机的新的转子电阻估计值计算新的温度升高估计值。该方法还包括计算感应电机的新的电机热状态估计值，以及使用相关性和新的电机热状态计算感应电机的预期转子温度升高值。该方法然后包括检查新的温度升高估计值是否超过预期的转子温度升高值大于感应电机的预定义的转子温度升高阈值，并且响应于新的温度升高估计值超过预期的转子温度升高值大于预定义的转子温度升高阈值执行校正动作。

根据前述实施例中的一个或多个，转子电阻估计值根据感应电机的复数电机输入导纳的实部和转差率值获得，并且复数电机输入导纳根据同步参考系中的电机电压和电流确定，其中电机电压定向在同步参考系的Q轴上。根据一个或多个前述实施例，导出相关性包括将线拟合到多个点以及确定该线的斜率，每个点通过由转子温度升高估计值和相应的电机热状态估计值组成的有序对定义。根据一个或多个前述实施例，计算感应电机的预期的转子温度升高值包括将斜率应用于新的电机热估计值，执行校正动作包括切断感应电机的电源和发出警报中的一个或多个，并且在电机过载保护装置或边缘装置之一中执行对感应电机的预期的转子温度升高值的计算。