CN101349737B - 电动机状态检测和启动过程判别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动机状态检测和启动过程判别方法，首先设定变量：电动机状态变量S，取值0，1，2，分别对应于电动机的停运状态、启动状态和运行状态；计数器Counter和延时变量T；通过对模拟量的实时采集，得到电动机电流的幅值大小I；预设置一个常量，电动机的额定电流In；通过中断调用方式进入状态检测判断，根据采样电流I与额定电流In间的大小比较，来判定电动机是在何种状态。本发明抛开了传统的只是靠固有延时设置来躲避电动机启动的思想，同时摒弃了复杂的辅助判据，仅仅依靠电动机的电流对电动机的三种状态进行准确捕捉，从而进行可靠的保护。
Description
技术领域
本发明针对于中小型电动机的各种状态进行实时检测，特别是对电动机的启动状态进行准确地判断，为电动机在各种状态下的保护提供了有力的保障。
背景技术
如今电力系统中微机保护装置普及，而针对于电动机的保护现行的通常还是包含过流、过负荷、过热、启动、堵转、高低电压保护等等。其中速断保护要躲开电动机启动时的大电流；定时限(反时限)过流要躲开电动机的启动时间；启动保护通常只是在启动状态时有效；堵转则应该反映的是电动机的卡涩现象。上述几种保护都和电动机的实时状态密切相关，而电动机启动状态无疑是其比较特殊而且又至关重要的组成部分。因此，如何准确、可靠的检测电动机的实时状态，特别是电动机的启动状态直接关系到电动机相关的保护。在现有的一些状态判别中很多通过辅助开关量，如转速开关来判断，但是现在很多电动机并没有这些辅助接点；也有通过固有延时来躲避电动机启动，即认为电动机的启动时间固定化，但是即使同类型的电动机也会存在差异，这种方式有很大的弊端。
发明或实用新型内容
为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明采用如下技术方案：
一种电动机状态检测和启动过程判别方法，
设定变量：电动机状态变量S，取值0，1，2，分别对应于电动机的停运状态、启动状态和运行状态；计数器Counter和延时变量T；
通过对模拟量的实时采集，得到电动机电流的幅值大小I；
预设置一个常量，电动机的额定电流In；
通过中断调用方式进入状态检测判断：电动机的最原始状态S＝0(停运状态)开始，判断采样电流I大小，如果大于In，则计数器Counter加1，如此连续计数3次则将电动机状态置为1(启动状态)；倘若采样电流I<0.05In，则认为电动机状态仍然在S＝0(停运状态)；倘若电流I在0.05In和In之间，则认为电动机已经有电流，先置为状态S＝1，同时设置延时变量T一个时间值(比如10S)，通过在T时间内的继续检测来判定电动机是在何种状态；
当电动机状态在S＝1(启动状态)时，继续比较采样电流I跟In间的大小，如果I>In，说明电动机电流没有回落，电动机状态仍然在S＝1(启动状态)；倘若0.05In<I<In，则通过判断延时变量T是否为零而判断电动机状态是S＝1(启动状态)还是由于电流的回落到达了S＝2(运行状态)；为了保证可靠性，状态1转变为状态2同样要判断连续累计3次；
当电动机状态在S＝2(运行状态)时，通过比较电流I与0.05In的大小来判断电动机是否进入了状态S＝0(停止状态)。
本发明创造的有益效果：
抛开了传统的只是靠固有延时设置来躲避电动机启动的思想，同时摒弃了复杂的辅助判据，仅仅依靠电动机的电流对电动机的三种状态进行准确捕捉，从而进行可靠的保护。简单、易行、高效、可靠。
附图说明
图1是本发明实施例的电动机启动曲线示意图；
图2是本发明实施例的状态判别流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明创造的技术方案做进一步的说明。
为了准确、可靠的判断电动机的各种状态，本发明实施例采用电流突变的曲线来分辨状态。
本发明实施例的技术方案是：
本发明将电动机的状态分为三种：停运、启动和运行。研究发现电动机的启动过程就是一个电流发生突变的过程。电动机的启动电流通常为额定电流的4～8倍。即使在各种降压启动的模式下，其启动电流也会超过额定电流的2～3倍。电动机在停运状态时电流很小，或者认为为零，电动机启动后则迅速增加到大电流，然后电流逐渐回落降低到稳定运行时的工作电流。由此可以得出电动机启动的曲线如图1所示。根据电动机启动曲线，发明人有理由做出如下分析：不管是直接启动还是降压起动，电动机启动过程均有一个超过额定电流In的然后回落的过程，发明人可以通过对电流幅值的实时采样检测来判断电动机当前所处的状态。
具体在微控制器上实现的方式：
如图1、图2所示，图1为本发明实施例的电动机启动曲线示意图；图2是本发明实施例的状态判别流程图。
根据图1电动机启动曲线的示意图，发明人设计了图2所示的流程图，从而可以做如下的程序处理：
首先设定几个变量，电动机状态变量S，取值0，1，2，分别对应于电动机的停运状态、启动状态和运行状态；计数器Counter和延时变量T；
通过对模拟量的实时采集，得到电动机电流的幅值大小I；
预设置一个常量，电动机的额定电流In；
对上述参数进行初始化后，通过中断调用方式进入检测判断程序。电动机的最原始状态是从S＝0(停运状态)开始，此时判断采样电流I大小，如果大于In，则计数器Counter加1，如此连续计数3次则将电动机状态置为1(启动状态)；倘若采样电流I<0.05In，则认为电动机仍然在状态S＝0；倘若电流I在0.05In和In之间，则认为电动机已经有电流，先置为状态S＝1，同时设置延时变量T一个时间值(比如10S)，通过在T时间内的继续检测来判定电动机是在何种状态。
当电动机状态在S＝1(启动状态)时，继续比较采样电流I跟In间的大小。如果I>In，说明电动机电流没有回落，电动机仍在状态S＝1(启动状态)；倘若0.05In<I<In，则通过判断延时变量T是否为零而判断电动机是状态S＝1(启动状态)还是由于电流的回落到达了状态S＝2(运行状态)。为了保证可靠性，状态1转变为状态2同样要判断连续累计3次。
当电动机状态在S＝2(运行状态)时，通过比较电流I与0.05In的大小来判断电动机是否进入了状态S＝0(停止状态)。
根据图2可以看出，电动机从一个状态向另外一个状态变换时，为了保证判断的可靠性，要求该判断条件要连续计数达到3次再置为新的状态，否则将计数器Counter清零返回。
该状态检测程序采用10ms中断来完成，任务处理简单，对于目前所有电动机都可以做到迅速可靠的检测。
上述程序处理过程对于直接启动的电动机，包括高压电动机，由于启动电流突变迅速，电动机启动后立即进入启动状态，不需要经过T的延时等待。
对于通过某些方式降压启动的电动机，其启动曲线相对平缓，电流不会立即出现巨大的变化，此时采集上来的电流往往经过几十或者数百毫秒才能达到超过额定电流的数值，此时经过T延时后可以很理想的判断电流的状态。只要在电动机启动过程中采集到大于In的电流值，立即将T置为零，迅速准确的判断状态变化。
虽然本发明创造已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明创造，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明创造之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明创造的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (3)
1.一种电动机状态检测和启动过程判别方法，其特征在于：
设定变量：电动机状态变量S，取值0，1，2，分别对应于电动机的停运状态、启动状态和运行状态；计数器Counter和延时变量T；
通过对模拟量的实时采集，得到电动机电流的幅值大小I；
预设置一个常量，电动机的额定电流In；
通过中断调用方式进入状态检测判断：电动机的最原始状态S＝0(停运状态)开始，判断采样电流I大小，如果大于In，则计数器Counter加1，将电动机状态置为1(启动状态)；倘若采样电流I＜0.05In，则认为电动机状态仍然在S＝0(停运状态)；倘若电流I在0.05In和In之间，则认为电动机已经有电流，先置为状态S＝1，同时设置延时变量T一个时间值，通过在T时间内的继续检测来判定电动机是在何种状态；
当电动机状态在S＝1(启动状态)时，继续比较采样电流I跟In间的大小，如果I＞In，说明电动机电流没有回落，电动机状态仍然在S＝1(启动状态)；倘若0.05In＜I＜In，则通过判断延时变量T是否为零而判断电动机状态是S＝1(启动状态)还是由于电流的回落到达了S＝2(运行状态)；
当电动机状态在S＝2(运行状态)时，通过比较电流I与0.05In的大小来判断电动机是否进入了状态S＝0(停止状态)；
状态检测判断过程对于直接启动的电动机，电动机启动后立即进入启动状态，不需要经过T的延时等待；
状态检测判断过程对于降压启动的电动机，电动机启动后经过T延时后判断电流的状态，只要在电动机启动过程中采集到大于In的电流值，立即将T置为零，迅速准确的判断状态变化。
2.根据权利要求1所述的电动机状态检测和启动过程判别方法，其特征在于，
电动机状态从一个状态向另外一个状态变换时，为了保证判断的可靠性，要求该判断条件要连续计数达到3次再置为新的状态，否则将计数器Counter清零返回。
3.根据权利要求1所述的电动机状态检测和启动过程判别方法，其特征在于，
状态检测判断采用10ms中断来完成。
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