CN109066629A - 电机保护装置及空调 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电机保护装置及空调。电机保护装置包括电流检测电路、负载、负载控制开关和控制器，电流检测电路连接控制器，负载串接在电源端连接至电机绕组的供电线路中，负载控制开关并联在负载两端，且连接控制器；电流检测电路检测供电线路的电流，并根据供电线路的电流发送反馈值至控制器；控制器获取与电机绕组的阻值对应的安全参数值和极限参数值，在反馈值小于安全参数值时，控制负载控制开关闭合；在反馈值大于或等于安全参数值且小于极限参数值时，控制负载控制开关断开；其中，安全参数值小于极限参数值。采用本申请，可以在确保安全性的同时，提高电机工作的可靠性。

Description

电机保护装置及空调

技术领域

本申请涉及电器设备技术领域，特别是涉及一种电机保护装置及空调。

背景技术

电机运行的安全性受电机绕组的工作电流影响，若电机的使用环境较恶劣、电流较高、或出现雷电天气有瞬间高电压时，容易出现过电流，影响电机运行的安全性。例如，若空调的电机绕组的电流过大，则可能导致电机烧毁、空调无法工作。

传统的保护电机安全运行的措施，一般是在电机绕组的电流超过设定的恒定值时，控制切断电机绕组的电流，避免电机烧毁。这种方式虽然可以确保电机安全，但是会频繁导致电机停机，影响电机工作的可靠性。

发明内容

基于此，有必要针对电机工作可靠性低的问题，提供一种在保证电机安全性的同时、提高电机工作可靠性的电机保护装置及空调。

一种电机保护装置，包括电流检测电路、负载、负载控制开关和控制器，所述电流检测电路连接所述控制器，所述负载串接在电源端连接至电机绕组的供电线路中，所述负载控制开关并联在所述负载两端，且连接所述控制器；

所述电流检测电路检测所述供电线路的电流，并根据所述供电线路的电流发送反馈值至所述控制器；

所述控制器获取与所述电机绕组的阻值对应的安全参数值和极限参数值，在所述反馈值小于所述安全参数值时，控制所述负载控制开关闭合；在所述反馈值大于或等于所述安全参数值且小于所述极限参数值时，控制所述负载控制开关断开；其中，所述安全参数值小于所述极限参数值。

一种空调，包括上述电机保护装置、机组和设置有所述电机绕组的电机，所述电机连接所述电机保护装置和所述机组。

上述电机保护装置和空调，通过将负载串接在供电线路上、在负载两端并联连接控制器的负载控制开关，采用电流检测电路检测电机绕组的供电线路的电流、并根据供电线路的电流发送反馈值至控制器；控制器在反馈值小于安全参数值时控制负载控制开关闭合，使得负载被短接，不影响电机的正常工作；控制器在反馈值大于或等于安全参数值且小于极限参数值时，控制负载控制开关断开，则电机绕组与负载串联，可以增大供电线路上的总阻值、减小电流，从而降低电机绕组的发热量，避免电机烧毁。如此，可以根据电流检测结果，及时减小电机绕组的电流、降低发热量，不需要直接将电机绕组断电引起频繁停机，可以在确保安全性的同时，提高电机工作的可靠性。

附图说明

图1为一实施例中电机保护装置的部分结构示意图；

图2为一实施例中电机保护装置的电路原理图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，提供了一种电机保护装置，包括电流检测电路(图未示)、负载120、负载控制开关130和控制器140。电流检测电路连接控制器140；负载120串接在电源端连接至电机绕组200的供电线路中，负载控制开关130并联在负载120两端，且连接控制器140。其中，供电线路是将电机绕组200与电源端连接的线路，即电源端接入的电流通过供电线路传输至电机绕组200。电机绕组200是设置于电机上的绕组。负载120串接在供电线路中，具体地，负载120连接在电源端与电机绕组200之间。

电流检测电路检测供电线路的电流，并根据供电线路的电流发送反馈值至控制器140。其中，电流检测电路检测供电线路的电流，可以是检测电源端与负载120之间的某个线路点的电流，也可以是检测负载120与电机绕组200之间的某个线路点的电流。具体地，反馈值可以是根据供电线路的电流进行计算得到的、随电流增大而增大的值，即，电流检测电路在检测到供电线路的电流后，根据供电线路的电流计算得到反馈值。可以理解，反馈值也可以是等于电流的数值，即，电流检测电路在检测到供电线路的电流后，直接将电流作为反馈值发送至控制器140。

控制器140获取与电机绕组200的阻值对应的安全参数值和极限参数值，在反馈值小于安全参数值时，控制负载控制开关130闭合；在反馈值大于或等于安全参数值且小于极限参数值时，控制负载控制开关130断开；其中，安全参数值小于极限参数值。

其中，电机绕组200的阻值可以是预先存储于控制器140，也可以是通过接收用户输入的阻值得到，还可以是接收其他设备发送的阻值得到。安全参数值和极限参数值均与电机绕组200的阻值有关。具体地，控制器140可以根据电机绕组200的阻值实时计算得到安全参数值和极限参数值；控制器140也可以是预先存储有各阻值与安全参数值、极限参数值的对应表，在获取到电机绕组200的阻值后，查找对应表即可得到对应的安全参数值与极限参数值。

反馈值与供电线路的电流有关。若反馈值小于安全参数值，则表示流至电机绕组200的电流在安全范围内，此时，控制器140控制负载控制开关130闭合，由于负载控制开关130并联在负载120两端，则负载120被短接，电机正常运行。若反馈值大于或等于安全参数值且小于极限参数值，则表示流至电机绕组200的电流在超出安全范围，此时，控制器140控制负载控制开关130断开，则电机绕组200与负载120串联，可以增大供电线路上的总阻值、减小电流，从而降低电机绕组200的发热量，避免电机烧毁。

上述电机保护装置中，通过将负载120串接在供电线路上、在负载120两端并联连接控制器140的负载控制开关130，采用电流检测电路检测电机绕组200的供电线路的电流、并根据供电线路的电流发送反馈值至控制器140；控制器140在反馈值小于安全参数值时控制负载控制开关130闭合，使得负载120被短接，不影响电机的正常工作；控制器140在反馈值大于或等于安全参数值且小于极限参数值时，控制负载控制开关130断开，则电机绕组200与负载120串联，可以增大供电线路上的总阻值、减小电流，从而降低电机绕组200的发热量，避免电机烧毁。如此，可以根据电流检测结果，及时减小电机绕组200的电流、降低发热量，不需要直接将电机绕组200断电引起频繁停机，可以在确保安全性的同时，提高电机工作的可靠性。

上述电机保护装置可以应用于直流电机，也可以应用于交流电机。图1中器件之间的连接线，是表示具有连接关系的线，并不用于限定线路的数量。比如，若电源端是交流电的电源接入端，则电源端与负载120之间、负载120与电机绕组200之间，可以通过至少三条线路连接。

在一个实施例中，电流检测电路检测供电线路在预设时长内各瞬时的电流，并对预设时长内各瞬时的电流积分，得到反馈值。

其中，预设时长可以根据实际需要具体设置。具体地，反馈值Q＝∫i*dt，其中，i表示瞬时的电流，dt为检测瞬时的电流对应的时刻，Q为反馈值。通过计算预设时长内检测的电流的积分作为反馈值，采用电流与时间的累积效应，能准确反映一段时间内流经电机绕组200的电流情况，反馈值越大，表示电流越大，电机绕组200发热量越多。而且，由于直接的电流传递容易受到连接线路或其他线路的电磁干扰，通过由电流检测电路计算反馈值后发送给控制器140，而不是直接发送电流给控制器140，可以避免电磁干扰带来的误差，准确性高。

在另一个实施例中，电流检测电路检测供电线路的电流，并获取电机绕组200的阻值，根据供电线路的电流和阻值计算发热量，得到反馈值。

具体地，电流检测电路可以计算供电线路的电流的平方与电机绕组200的阻值的乘积，得到发热量。即，反馈值Q＝发热量＝di*di*R，其中di为当前检测到的供电线路电流，R为电机绕组200的阻值。发热量可以反映电机绕组200的发热程度，将发热量作为反馈值发送给控制器140，从而控制器140可以基于反映发热程度的数值对负载控制开关130进行控制，准确性高。而且，同样可以避免电磁干扰带来的误差。

在一个实施例中，参考图2，电流检测电路包括电机驱动板111和电流互感器(图未示)，电机驱动板111连接电源端，且电机驱动板111通过负载120连接电机绕组200，即，电机驱动板111连接负载120一端，负载120另一端连接电机绕组200。电机驱动板111连接至电机绕组200的线路穿过电流互感器，电流互感器连接电机驱动板111。其中，电源端为图2中的接线端子XT。

具体地，电流互感器可以是设置在电机驱动板111与负载120之间，即，电机驱动板111与负载120之间的线路穿过电流互感器。电流互感器也可以是设置在负载120与电机绕组200之间；即，负载120与电机绕组200之间的线路穿过电流互感器。

外部电源经电源端供电给电机驱动板111，电机绕组200从电机驱动板111取电；电流互感器感应电流的大小并发送至电机驱动板111，电机驱动板111根据电流互感器感应的电流获取反馈值。通过采用电流互感器感应电机驱动板111输出至电机绕组200的电流、采用驱动电机工作的电机驱动板111根据电流获取反馈值并发送给控制器140，结构简单实用。

在一个实施例中，电机驱动板111通过多条线路分别依次连接负载120和电机绕组200，电流互感器的数量为多个且小于或等于线路的数量，一个电流互感器对应被一条线路穿过。即，一个电流互感器用于感应一条线路的电流大小。电机驱动板111根据多个电流互感器检测的电流的平均值获取供电线路的电流。具体地，供电线路的电流等于多个电流互感器检测的电流的平均值。

对于外接交流电的电机，器件之间连接的线路有多条。以三相线为例，电源端输出的三相电压经过电机驱动板111再通过三相线传输给电机绕组200。实际电机工作过程中，线路的电流并不稳定，通过采用多个电流互感器分别对多条线路进行电流检测，根据多条线路的电流求平均作为供电线路的电流，准确性更高。

进一步地，电流互感器的数量为两个。采用两个电流互感器检测两条线路的电流，可以确保得到的供电线路的电流较为准确，而且成本不会过高。

可以理解，在其他实施例中，也可以采用电机驱动板111之外的器件根据电流互感器感应的电流获取反馈值并发送至控制器140。例如，负载120通过电机驱动板连接电源端，电机驱动板驱动电机工作；电流检测电路也可以包括处理芯片和电流互感器，负载120连接至电机绕组200的线路穿过电流互感器，电流互感器连接处理芯片，处理芯片连接控制器140。

在一个实施例中，负载120包括热敏电阻，热敏电阻串接在供电线路中。

热敏电阻在不同的温度下表现出不同的阻值。将热敏电阻串接在供电线路中，当控制器140控制负载控制开关130闭合时，短接热敏电阻，电机正常运行；当控制器140控制负载控制开关130断开时，电机绕组200与热敏电阻串联，通过热敏电阻的温度特性加大电机绕组200所在回路的电阻值，从而降低电机绕组200的发热量，避免电机烧毁，保护效果更好。

进一步地，热敏电阻为正温度系数热敏电阻，在温度越高时阻值越高，从而可随电机绕组200的发热量增大而提高阻值，增强降低电流的效果。

具体地，热敏电阻的数量与电机驱动板111依次连接负载120和电机绕组200的线路的数量相同。例如，以三相线为例，电源端输出的三相电压经过电机驱动板111再通过三相线传输给电机绕组200，对应地，热敏电阻的数量为三个，每条线路上分别串接一个热敏电阻，如图2所示。

在一个实施例中，负载控制开关130为继电器，继电器的线圈连接控制器140，继电器的开关(图2中的KA)并联在负载120两端。

通过控制器140控制继电器的线圈的通电或断电，来控制继电器的开关的闭合或断开，从而使负载120短接或与电机绕组200串联，操控简单方便。可以理解，在其他实施例中，负载控制开关130还可以是其他类型的电控开关，例如，可以是三极管、场效应管等。

在一个实施例中，上述电机保护装置还包括断电控制开关，断电控制开关串接在供电线路中，且连接控制器140。控制器140在反馈值小于或等于极限参数值时，控制断电控制开关闭合，在反馈值大于或等于极限参数值时，控制断电控制开关断开。

通过采用断电控制开关串接在控制供电线路中，控制器140控制断电控制开关闭合，则供电线路导通、电机绕组200正常通电工作；控制器140控制断电控制开关断开，则供电线路断开、电机绕组200断电。如此，可以在反馈值达到或超过极限参数值时触发停机保护措施，给电机绕组200断电，进一步保证电机工作的安全性。

在一个实施例中，断电控制开关为接触器，接触器的线圈连接控制器140，接触器的开关(图2中的KM)串接在供电线路中。

通过控制器140控制接触器的线圈的通电或断电，来控制接触器的开关的闭合或断开，从而使电机绕组200通电或断电，操控简单方便。可以理解，在其他实施例中，断电控制开关还可以是其他类型的电控开关，例如，可以是三极管、场效应管等。

在一个实施例中，极限参数值为预设的电机绝缘击穿电压与电机绕组200的阻值的比值，安全参数值为极限参数值与安全系数的乘积。其中，安全系数大于零小于1。

例如，Umax为电机绝缘击穿电压，R为电机绕组200的阻值，Q1＝Umax/R为极限数值，Q1*k为安全参数值。若Q＜Q1*k，闭合负载控制开关130、闭合断电控制开关；若Q1*k≤Q≤Q1，断开负载控制开关130、闭合断电控制开关；若Q＞Q1，断开断电控制开关，触发停机保护措施。

在一个实施例中，提供了一种空调，包括前述的电机保护装置、机组和设置有电机绕组的电机，电机连接电机保护装置和机组。

其中，机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器、换热器。具体地，控制器140可以为空调的主控板，也可以是空调的主控板之外的一个单片机。

上述空调，由于采用了前述的电机保护装置，同理，可以在确保安全性的同时，提高电机工作的可靠性，从而提高空调工作的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电机保护装置，其特征在于，包括电流检测电路、负载、负载控制开关和控制器，所述电流检测电路连接所述控制器，所述负载串接在电源端连接至电机绕组的供电线路中，所述负载控制开关并联在所述负载两端，且连接所述控制器；

所述电流检测电路检测所述供电线路的电流，并根据所述供电线路的电流发送反馈值至所述控制器；

所述控制器获取与所述电机绕组的阻值对应的安全参数值和极限参数值，在所述反馈值小于所述安全参数值时，控制所述负载控制开关闭合；在所述反馈值大于或等于所述安全参数值且小于所述极限参数值时，控制所述负载控制开关断开；其中，所述安全参数值小于所述极限参数值。

2.根据权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，所述电流检测电路检测所述供电线路在预设时长内各瞬时的电流，并对所述预设时长内各瞬时的电流积分，得到所述反馈值。

3.根据权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，所述电流检测电路检测所述供电线路的电流，并获取所述电机绕组的阻值，根据所述供电线路的电流和所述阻值计算发热量，得到所述反馈值。

4.根据权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，所述电流检测电路包括电机驱动板和电流互感器，所述电机驱动板连接所述电源端，且通过所述负载连接所述电机绕组，所述电机驱动板连接至所述电机绕组的线路穿过所述电流互感器，所述电流互感器连接所述电机驱动板。

5.根据权利要求4所述的电机保护装置，其特征在于，所述电机驱动板通过多条线路分别依次连接所述负载和所述电机绕组，所述电流互感器的数量为多个且小于或等于所述线路的数量，一个电流互感器对应被一条线路穿过；

所述电机驱动板根据多个电流互感器检测的电流的平均值获取所述供电线路的电流。

6.根据权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，所述负载包括热敏电阻，所述热敏电阻串接在所述供电线路中。

7.根据权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，所述负载控制开关为继电器，所述继电器的线圈连接所述控制器，所述继电器的开关并联在所述负载两端。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的电机保护装置，其特征在于，还包括断电控制开关，所述断电控制开关串接在所述供电线路中，且连接所述控制器；

所述控制器在所述反馈值小于或等于所述极限参数值时，控制所述断电控制开关闭合，在所述反馈值大于或等于所述极限参数值时，控制所述断电控制开关断开。

9.根据权利要求8所述的电机保护装置，其特征在于，所述断电控制开关为接触器，所述接触器的线圈连接所述控制器，所述接触器的开关串接在所述供电线路中。

10.一种空调，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的电机保护装置、机组和设置有所述电机绕组的电机，所述电机连接所述电机保护装置和所述机组。