一种用于为了ＡＣ电动机的热保护而确定定子绕组电阻并基于定子绕组电阻确定定子绕组温度的方法和系统。该系统包含一电路，该电路具有可连接到ＡＣ源的输入以及可连接到ＡＣ电动机的输入端子的输出。电路包含至少一个接触器和至少一个开关，以便控制ＡＣ电动机的电流和端子电压。该系统还包含控制器，控制器被连接到该电路，并被配置为：修改所述至少一个开关的开关时间，以便在与到ＡＣ电动机的输入对应的系统输出中产生ＤＣ分量，基于电压和电流的所注入的ＤＣ分量，确定ＡＣ电动机的定子绕组电阻。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及交流(AC)电动机，特别涉及确定用于AC电动机热 保护的定子绕组电阻的系统和方法。背景4支术热保护是电动机状况监视的重要方面，因为电动机故障常常与定子绕 组绝缘有关。 一般假设电动机的寿命对于可接受定子绕组温度限制以上的 每10。C的温升减少50%。因此，定子绕组温度的准确监视对于电动机保护 目的是有利的。当前使用了用于确定定子绕组温度的多种方法和机制。除了直接定子 绕组温度测量以外，基于热模型和基于电动机参数的温度推定方法是热保 护的两种主要技术。基于热模型的方法使用电动机热模型来推定定子绕组 温度。然而，由于热参数变化和热参数识别的困难性，这些方法的准确度 可能在可接受范围外。除此之外，由于冷却状况的变化，热参数不是恒定 的，且可能需要为各种具体冷却状况下的各个电动机进行识别。基于AC电动机参数确定定子绕组温度的方法被建立为由定子绕组电阻来推定平均绕组温度。定子绕组电阻us)推定广泛用于但不限于热保 护，而是也用在电动机控制、故障诊断、效率评估中。多年以来，已经为多种目的提出了多种Rs推定方法s —般而言，它们被分为三种主要类型 直接测量方法、基于等效电路的方法、基于信号注入的方法。直接方法一一 例如IEEE标准-118—一给出了最为准确的Rs推定，但由于电阻仅仅在特 定温度测量且由于温度变化的电阻变化没有考虑在内而具有缺点和限制。 直接测量方法的进一步的缺点在于电动机必须断开使用以进行所需要的测 试。基于等效电路的Rs推定方法使用电动机电流和电压，以基于AC电动 机等效电路(即AC电动机的模型)来计算定子电阻。这种基于模型的方法 是非侵入性的，且能响应于冷却状况的变化，但通常对电动机参数变化太 过敏感，以至于不能提供用于温度推定的有用结果。也就是说，基于模型 的方法的推定误差可能为大约20%，其对于温度推定用途来说太高了。基于信号注入的用于确定定子电阻的方法向定子供电电压注入DC偏 置，并使用电压和电流的DC分量来计算定子电阻。在一种DC注入方法中， 与晶体管并联的电阻器被安装在电动机一相中，其得到感应电动机中的当 输入电流正以及负时不同的等效电阻，由此产生DC分量。尽管这种方法可 以是准确的且对于冷却状况以及电动机参数变化具有鲁棒性，其缺点在于 侵入性，因为额外的DC注入电流需要与电动机引线(lead)之一串联安装。 另外，由于半导体装置的电流限制，先前的基于信号注入的方法一般不能 直接应用于超过lOOhp的电动机。因此，希望设计一种准确、非侵入性的确定定子绕组电阻的方法，而 不对感应电动机增加进一步的电阻。
技术实现思路
本专利技术提供了用于感应电机热保护的远程且无传感器的定子绕组电阻 推定的系统和方法。改变电动机控制装置中的开关的开关时间，以便在电 动机控制装置的输出中产生DC分量。对此DC分量进行分析，以便确定7定子绕组电阻，并且，基于定子绕组电阻，确定定子绕组的温度。根据本专利技术一实施形态，确定AC电动机的定子绕组电阻的电动机控 制装置包含一电路，该电路具有可连接到AC源的输入和可连接到AC电 动机输入端子的输出。该电路还包含至少一个接触器以及至少一个开关， 以便控制AC电动机的电流和端子电压。电动机控制装置还包含控制器， 其被连接到该电路，并净皮配置为改变所述至少一个开关的开关时间，以便 在与到AC电动机的输入对应的电动机控制装置的输出中产生DC分量， 基于电压和电流的所注入的DC分量来确定AC电动;f几的定子绕组电阻。才艮据本专利技术另一实施形态，在没有增加的传感器的情况下确定AC电 动机的定子绕组电阻的方法包含以下步骤在AC电源和AC电动机之间 串联提供软启动器，软启动器包含至少一个接触器以及至少一个固态开关， 以便调节到AC电动机的电压和电流。该方法还包含以下步骤以旁踏^模 式和DC注入模式有选择地运行软启动器，其中，旁路模式对DC注入才莫 式进行旁路，用于正常运行，且其中，以DC注入模式运行软启动器包含 断开用于一相的接触器，并将其中具有延迟角的栅极驱动信号传送到对于 所述一相的所述至少一个固态开关，由此，将DC偏置引入到DC电动机 的相中。以DC注入模式运行软启动器也包含测量提供到AC电动机的电 压和电流中的DC偏置，并基于所测量的DC偏置来确定定子绕组的电阻。根据本专利技术又一实施形态，用于控制从AC电源到具有定子绕组的感 应电动机的电压和电流传送的软启动器包含多个供电线，每个供电线对应 于感应电动机的一相。软启动器还包含所述多个供电线的至少一个上的 至少一个固态开关，以便调节到感应电动机的电动机线电压和相电流；处 理器，其被编程为延迟一个供电线上的所述至少一个固态开关的开启 (gating),以便在其中产生DC分量，并基于DC分量确定定子绕组的电 阻。由下面的详细介绍和附图，可以明了本专利技术的多种其他特征和优点。 附图说明附图示出了当前为实现本专利技术想到的优选实施例。在附图中图1为根据本专利技术 一 实施例具有用于DC注入的电动机控制装置的AC 电动机系统的原理图2为根据本专利技术一实施例具有以DC注入才莫式运行的电动机控制装 置的图1的AC电动机系统的原理图3为根据本专利技术一实施例注入到AC电动机的电动机线电压和相电 流的延迟角的图4为图2的AC电动机系统的DC等效电路的原理图。具体实施例方式下面给出的本专利技术的实施例涉及用于交流(AC )电动机热保护的远程 且无传感器定子绕组电阻推定的系统和方法。电动才几控制装置的一相中的 开关的开关时间被修改为产生可在AC电动4几的各相中测量的DC分量。 分析这种DC分量以确定定子绕组电阻，基于定子绕组电阻，确定定子绕 组的温度。尽管下面参照具有以Y形布置连接的绕组的三相AC电动机进 行了介绍，还可想到，本专利技术的实施例也包括单相以及具有多种方式绕组 布置(例如三角形布置)的其他多相电动机。可修改这些多种类型AC电 动机中每一个的开关的开关时间，以便向电动机的各相注入DC分量。参照图1，示出了根据本专利技术一实施例的三相AC电动机，其一般地 用参考标号10表示。如传统的一样，AC电动机10净皮示为以Y形布置连 接的三个绕组12a-12c，但可以想到，在不脱离本专利技术的范围的情况下， AC电动机可以以三角形布置连接。AC电动机10的定子绕组12a-12c分 别在电动机端子24、 26、 28上分别通过对应的供电线18、 20、 22可操作 地连接到AC源16。如图1所示，电动机控制装置30被连接在AC源16和AC电动机10 之间。在本专利技术的示例性实施例中，电动机控制装置30包含软启动器，软 启动器被配置为限制启动过程中到AC电动机10的暂态电压和电流，带来避免浪涌电流的"软"电动机起动电流。软启动器30的基本结构在图1 中(即软启动器的电路)示为包含多个接触器32，接触器对应于电源的各 相或各个供电线18、 20、 22。软启动器还包含多对反并联开关34,例如以 晶闸管形式的固态开关，以便控制电流以及控制电动机的端子电压。也就 是说， 一对晶闸管34对于各个供电线18、 20、 22或电源的各相并联连接， 各对中的晶闸管34具有相反的极性。尽管被示为在各个供电线18、 20、 22中包含一对晶闸管34，也能想到，软启动器可仅仅在一个或两个供本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种确定ＡＣ电动机的定子绕组电阻的电动机控制装置，其包含： 电路，其具有可连接到ＡＣ源的输入和可连接到ＡＣ电动机输入端子的输出，该电路包含至少一个接触器以及至少一个开关，以便控制ＡＣ电动机的电流和端子电压；以及 控制器，其被连接到该电路 ，并被配置为： 改变所述至少一个开关的开关时间，以便在与到ＡＣ电动机的输入对应的电动机控制装置的输出中产生ＤＣ分量；以及 基于电压和电流的ＤＣ分量，确定ＡＣ电动机的定子绕组电阻。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B陆，T海布特勒，P张，P泰森，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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