CN114448076A - 一种电机保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种电机保护装置，包括：第一电源、电压采集模块、第二电源和控制模块。第一电源用于为电机和保护装置供电，电压采集模块与第一电源连接。第二电源连接第一电源，第一电源用于给第二电源充电，第二电源用于在第一电源失电时为保护装置供电。控制模块与第一电源、第二电源和电压采集模块连接。发生晃电时，第二电源模块对控制模块进行供电，且电压采集模块采集第一电源的晃电时长内的电压幅值，控制模块基于晃电时长内的电压幅值与预设电压阈值比较以生成重启指令，以控制电机的重启。本申请实施例中，第二电源可在发生晃电时，立即对控制模块进行供电，以避免控制模块失电，保证其在第一电源恢复后快速重启电机，以满足用户的使用需求。

Description

一种电机保护装置
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，特别涉及一种电机保护装置。
背景技术
电网电压瞬间波动，俗称“晃电”，会造成外界的电源瞬时失压或欠压，引起生产过程中的电机的停机。“晃电”时间很短(10ms～1min)，发生晃电时，电机需要通过电机保护装置进行再启动以满足生产的需要。
通常，电机在发生“晃电”时，其需要几百毫秒的时间进行再启动。且电网出现“晃电”时，电机利用电机保护装置快速恢复工作状态对生产的可靠性也至关重要。
但是，发生“晃电”时，电机保护装置往往一同失电，导致其不能快速的重启电机，从而造成电机重启时间较长，严重影响生产的连续性及用户的使用体验。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种电机保护装置，能够解决电机晃电再启动时间较长的问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，根据本发明的一个方面,本发明提供了一种电机保护装置，包括第一电源、电压采集模块、第二电源和控制模块。第一电源用于为电机和保护装置供电，电压采集模块与所述第一电源连接，所述电压采集模块用于采集所述第一电源的电压幅值。第二电源连接所述第一电源，所述第一电源用于给所述第二电源充电，所述第二电源用于在所述第一电源失电时为保护装置供电。控制模块与所述第一电源、所述第二电源和所述电压采集模块连接，用于根据所述电压采集模块采集的所述电压幅值控制电机重启。
其中，所述第一电源还用于对所述第二电源进行充电，发生晃电时，所述第二电源模块对所述控制模块进行供电，且所述电压采集模块采集所述第一电源的晃电时长内的所述电压幅值，所述控制模块基于晃电时长内的所述电压幅值与预设电压阈值比较以生成重启指令，以控制电机的重启。
进一步地，所述电压采集模块为三相电压采集电路，所述电压采集模块用于采集所述第一电源的三相电压幅值。其中，晃电时长内，所述控制模块根据所述第一电源的任一相或多相的电压幅值与预设电压阈值比较以生成所述重启指令。
进一步地，所述控制模块内预设晃电时间阈值。其中，若晃电时长小于所述晃电时间阈值，所述控制模块基于所述晃电时长和所述晃电时长内所述第一电源的电压幅值生成指示电机的立即再启动的第一重启指令。
进一步地，还包括检测模块，分别连接所述控制模块和电机，所述检测模块用于检测电机的运行状态。其中，若所述晃电时长大于所述晃电时间阈值，所述控制模块基于晃电时长、所述晃电时长内所述第一电源的电压幅值和电机的运行状态生成指示电机再启动的第二重启指令。
进一步地，还包括电流采集模块，分别与所述控制模块和所述第一电源连接，所述电流采集模块用于采集所述第一电源的电流值。所述控制模块内预设电流阈值，所述控制模块基于所述电流采集模块采集的电流值和所述电流阈值的比较生成电机控制指令，以控制电机的启停。
进一步地，所述电流采集模块为三相电流采集电路，所述电流采集模块用于采集所述第一电源的三相电流值。其中，所述控制模块根据所述第一电源的任一相或多相的电流值与预设电流阈值比较以生成所述电机控制指令。
进一步地，还包括显示模块，与所述控制模块连接，所述显示模块至少用于显示电机的运行状态及所述第一电源的电压幅值等信息。
进一步地，还包括存储模块，与所述控制模块连接，所述存储模块用于存储晃电时长、所述第一电源的电压幅值和电机的运行状态等信息中的至少一种。
进一步地，还包括通讯模块，与所述控制模块连接,所述通讯模块用于将所述控制模块与远程监控装置建立通信连接，以将所述电机保护装置的状态信息传送给远程监控装置。
进一步地，所述第二电源为超级电容。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：基于本申请实施例的一种电机保护装置，包括第一电源、电压采集模块、第二电源和控制模块。第一电源用于为电机和保护装置供电，电压采集模块与所述第一电源连接，所述电压采集模块用于采集所述第一电源的电压幅值。第二电源连接所述第一电源，所述第一电源用于给所述第二电源充电，所述第二电源用于在所述第一电源失电时为保护装置供电。控制模块与所述第一电源、所述第二电源和所述电压采集模块连接，用于根据所述电压采集模块采集的所述电压幅值控制电机重启。其中，所述第一电源还用于对所述第二电源进行充电，发生晃电时，所述第二电源模块对所述控制模块进行供电，且所述电压采集模块采集所述第一电源的晃电时长内的所述电压幅值，所述控制模块基于晃电时长内的所述电压幅值与预设电压阈值比较以生成重启指令，以控制电机的重启。本申请实施例中，第二电源可在发生晃电时，立即对控制模块进行供电，以避免控制模块失电，保证其在第一电源恢复后快速重启电机，以满足用户的使用需求。
附图说明
图1是本发明提供的电机保护装置的结构框图；
图2是本发明提供的另一种电机保护装置的结构框图。
附图标记：
110-第一电源，120-电压采集模块，130-第二电源，140-控制模块，150-输出模块，160-检测模块，170-电流采集模块，180-存储模块，190-通讯模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
在一实施例中，如图1所示，本发明提供了一种电机保护装置，包括第一电源110、电压采集模块120、第二电源130和控制模块140。第一电源110用于为电机和保护装置供电，第一电源110可以理解为供电网络。电压采集模块120与第一电源110连接，电压采集模块120用于采集第一电源110的电压幅值。第二电源130连接第一电源110，第一电源110用于给第二电源130充电，第二电源130用于在第一电源110失电时为保护装置供电。控制模块140与第一电源110、第二电源130和电压采集模块120连接，用于根据电压采集模块120采集的电压幅值控制电机重启。
其中，第一电源110还用于对第二电源130进行充电，发生晃电时，第二电源130模块对控制模块140进行供电，且电压采集模块120采集第一电源110的晃电时长内的电压幅值，控制模块140基于晃电时长内的电压幅值与预设电压阈值比较以生成重启指令，以控制电机的重启。
基于本申请实施例的一种电机保护装置，第二电源130可在发生晃电时，立即对控制模块140进行供电，以避免控制模块140失电，保证其对发生晃电后，第一电源110恢复时快速重启电机。且由于控制模块140在发生晃电时不失电，可有效保证电机在最短时间内重启，有利于生产的正常进行，以满足用户的使用需求。
如图2所示，电机保护装置包括输出模块150，输出模块150根据控制模块140的控制指令执行控制功能，控制功能包括报警、电机电源切断、电机电源合闸等对外操作。其中，控制指令中包括重启指令。
进一步，电压采集模块120为三相电压采集电路，电压采集模块120用于采集第一电源110的三相电压幅值。其中，晃电时长内，控制模块140根据第一电源110的任一相或多相的电压幅值与预设电压阈值比较以生成重启指令。预设电压阈值为额定电压值的70％。
进一步，控制模块140内预设晃电时间阈值，晃电时间阈值可以为2s。其中，若晃电时长小于晃电时间阈值，控制模块140基于晃电时长和晃电时长内第一电源110的电压幅值生成指示电机的立即再启动的第一重启指令。
其中，发生晃电时，晃电时长可以为10ms-1min，且当第一电源110任意一相或多相电压低于预设电压阈值时，会导致与电机连接的接触器跳闸，以使电机停止运行。
具体地，发生上述晃电现象时，保护装置的第二电源130立即对控制模块140进行供电，且控制模块140记录该晃电时长，并基于晃电时长和晃电时长内第一电源110的电压幅值生成指示电机的立即再启动的第一重启指令，以通过输出模块150控制与电机连接的接触器在第一电源110恢复时第一时间闭合，使电机再启动并投入运行，从而保证生产连续性。且晃电后，保护装置无扰动切换至第一电源110供电，其中，包括对第二电源130进行充电。
保护装置还包括检测模块160，分别连接控制模块140和电机，检测模块160用于检测电机的运行状态。其中，若晃电时长大于晃电时间阈值，控制模块140基于晃电时长、晃电时长内第一电源110的电压幅值和电机的运行状态生成指示电机再启动的第二重启指令。
具体地，控制模块140基于第二重启指令立即通过输出模块150控制与电机连接的接触器在第一电源110恢复时第一时间闭合，使电机再启动并投入运行，从而保证生产连续性。或延时控制与电机连接的接触器在第一电源110恢复时闭合，以确保电机运行环境的安全，避免意外情况的发生。
一些实施例中，保护装置还包括电流采集模块170。电流采集模块170分别与控制模块140和第一电源110连接，电流采集模块170用于采集第一电源110的电流值。控制模块140内预设电流阈值，控制模块140基于电流采集模块170采集的电流值和电流阈值的比较生成电机控制指令，以通过输出模块150控制电机的启停。
进一步，电流采集模块170为三相电流采集电路，电流采集模块170用于采集第一电源110的三相电流值。其中，控制模块140根据第一电源110的任一相或多相的电流值与预设电流阈值比较以生成电机控制指令。
电机保护装置可以通过电流采集模块170提供电机启动时的过流速断保护功能，过流速断保护判断的条件式为：Imax>ISLQ，条件式中Imax表示三相电流中的最大相电流，ISLQ表示预设电流阈值，预设电流阈值即为电机启动时的过流速断定值。
电机启动时，如果三相电流中任意一项满足上述条件式时，则控制模块140根据该条件式输出电机控制指令，以使得通过输出模块150控制与电机连接的接触器基于电机控制指令断开电机的电源连接，控制电机停止运行。
本申请实施例中，过流速断保护在电机启动时，带有约25ms延时，以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流，以提升电机的使用寿命，提高其使用效率。
电机保护装置可以提供电机运行时的过流速断保护功能，电机运行时的过流速断保护条件式为：Imax>ISL，式中Imax表示三相电流中的最大相电流，ISL表示预设电流阈值，预设电流阈值即为电机运行时的过流速断定值。
电机运行时，如果三相电流中任意一相满足上述条件式，则控制模块140输出电机控制指令，以使得通过输出模块150控制与电机连接的接触器基于电机控制指令断开电机的电源连接，控制电机停止运行。
本申请实施例中，通过电流采集模块170可以为电机提供其运行状态下的过流速断保护功能，防止电流瞬时过大对电机造成的伤害，可有效保证电机的使用寿命。
进一步，电机保护装置还包括显示模块，显示模块与控制模块140连接，显示模块至少用于显示电机的运行状态及第一电源110的电压幅值等信息。其中，显示模块可用于显示电机保护装置的晃电再重启动作，并记录晃电时长及电压幅值。显示模块包括但不限于具有触控功能，其可以修改控制模块140的电机控制参数，电机控制参数包括电机的电压和电流等。
一些实施例中，电机保护装置还包括存储模块180，存储模块180与控制模块140连接，存储模块180用于存储晃电时长、第一电源110的电压幅值和电机的运行状态等信息中的至少一种。存储模块180还可以存储电源采集模块采集的第一电源110的电流值。且上述显示模块修改后的电机控制参数自动存入存储模块180中，以使显示模块在下次上电时，显示最新的电机控制参数。
另一些实施例中，电机保护装置还包括通讯模块190。通讯模块190与控制模块140连接，通讯模块190用于将控制模块140与远程监控装置建立通信连接，以将所述电机保护装置的状态信息传送给远程监控装置。
第二电源130为超级电容。
综上，电机保护装置上电后，电机保护装置各模块均由第一电源110供电，包括对第二电源130的充电，且当第二电源130的电压等于第一电源110的电压时，第一电源110自动停止对第二电源130的充电。同时，控制模块140进行自检程序，从存储模块180中读取各种控制参数，包括电机控制参数，如有异常则输出对应的故障报警信号。
本申请实施例的电机保护装置还具有电压互感器断线保护功能，第一电源110包括Ua、Ub和Uc相电压，电压互感器断线保护判别条件式为：|Ua,Ub,Uc|＞8V，第一电源110任意一相电压的绝对值大于8V，min(Ua,Ub,Uc)＜30V,第一电源110三相中最小电压小于30V判为互感器断线；或电压互感器开关在合位，max(Ua,Ub,Uc)＜8V，第一电源110任意一相电压小于8V，判为互感器断线。
所有条件满足，显示模块显示电压互感器断线动作，控制模块140通过输出模块150输出电压互感器断线故障报警信号。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种电机保护装置，其特征在于，包括：
第一电源，用于为电机和保护装置供电；
电压采集模块，与所述第一电源连接，所述电压采集模块用于采集所述第一电源的电压幅值；
第二电源，连接所述第一电源，所述第一电源用于给所述第二电源充电，所述第二电源用于在所述第一电源失电时为保护装置供电；
控制模块，与所述第一电源、所述第二电源和所述电压采集模块连接，用于根据所述电压采集模块采集的所述电压幅值控制电机重启；
其中，所述第一电源还用于对所述第二电源进行充电，发生晃电时，所述第二电源模块对所述控制模块进行供电，且所述电压采集模块采集所述第一电源的晃电时长内的所述电压幅值，所述控制模块基于晃电时长内的所述电压幅值与预设电压阈值比较以生成重启指令，以控制电机的重启。
2.如权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，
所述电压采集模块为三相电压采集电路，所述电压采集模块用于采集所述第一电源的三相电压幅值；
其中，晃电时长内，所述控制模块根据所述第一电源的任一相或多相的电压幅值与预设电压阈值比较以生成所述重启指令。
3.如权利要求2所述的电机保护装置，其特征在于，
所述控制模块内预设晃电时间阈值；
其中，若晃电时长小于所述晃电时间阈值，所述控制模块基于所述晃电时长和所述晃电时长内所述第一电源的电压幅值生成指示电机的立即再启动的第一重启指令。
4.如权利要求3所述的电机保护装置，其特征在于，还包括：
检测模块，分别连接所述控制模块和电机，所述检测模块用于检测电机的运行状态；
其中，若所述晃电时长大于所述晃电时间阈值，所述控制模块基于晃电时长、所述晃电时长内所述第一电源的电压幅值和电机的运行状态生成指示电机再启动的第二重启指令。
5.如权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，还包括：
电流采集模块，分别与所述控制模块和所述第一电源连接，所述电流采集模块用于采集所述第一电源的电流值；
所述控制模块内预设电流阈值，所述控制模块基于所述电流采集模块采集的电流值和所述电流阈值的比较生成电机控制指令，以控制电机的启停。
6.如权利要求5所述的电机保护装置，其特征在于，
所述电流采集模块为三相电流采集电路，所述电流采集模块用于采集所述第一电源的三相电流值；
其中，所述控制模块根据所述第一电源的任一相或多相的电流值与预设电流阈值比较以生成所述电机控制指令。
7.如权利要求4所述的电机保护装置，其特征在于，还包括：
显示模块，与所述控制模块连接，所述显示模块至少用于显示电机的运行状态及所述第一电源的电压幅值等信息。
8.如权利要求7所述的电机保护装置，其特征在于，还包括：
存储模块，与所述控制模块连接，所述存储模块用于存储晃电时长、所述第一电源的电压幅值和电机的运行状态等信息中的至少一种。
9.如权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，还包括：
通讯模块，与所述控制模块连接,所述通讯模块用于将所述控制模块与远程监控装置建立通信连接，以将所述电机保护装置的状态信息传送给远程监控装置。
10.如权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，
所述第二电源为超级电容。
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