CN201656436U - 基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，包括温度传感器B1，温度信号转换电路C2,电流传感器A1，电流传感器A2，电流传感器A3，电流信号转换电路C1,单片机控制系统D,故障类型指示E,输出控制信号电路F,报警电路G,所述温度传感器B1紧贴靠近接线盒K半圆弧形三相绕组，具有安全，可靠，准确的热保护与成本低，安装方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，属异步电动机热保护技术领域。
背景技术
由于堵转、过载、断相、三相不平衡、过电压、欠电压、风扇损坏等故障将造成电动机热损坏，实现异步电动机准确的热保护最重要的是必须有准确的热保护特性，目前，大部分电子式或智能型电动机保护器都是采用检测三相电流量后转化为定子绕组平均温度的原理进行异步电动机热保护，其中包括经常应用的反时限保护特性，大批已发表的关于异步电动机保护论文与公开的专利技术都是按照这个原理，比如，耿大勇在《电测与仪表》2009年第7期发表的论文“一种新型的异步电动机智能保护器”，迟长春在《低压电器》2007年第5期发表的论文“电动机过载保护算法”等等。
但是由于电机热特性的复杂性，无法将电机电流量准确地反映为温度量，更何况从电流量转换的温度量是电动机的平均温度，而实际真正影响电动机可靠运行的是电动机绕组的最高温度，导致现有电动机保护器无法实现准确超温保护。
显然，电动机热保护的实质是定子绕组运行最高温度部位的超温保护。如果以定子绕组的平均温度作为热保护的判据，即使其平均温度的算法与检测是准确且未超温，但是最高温度可能超温或者说定子绕组局部可能已经超温，从而造成定子绕组绝缘局部损坏，造成电动机损坏，因此异步电动机热保护首先应该确定异步电动机定子绕组最高温度区域，并对该区域运行温度进行监测与保护控制。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，其以异步电动机电流与定子绕组最高温度区域的温度为判据进行异步电动机堵转、过载、断相、三相不平衡、过电压、欠电压、风扇损坏等故障保护，具有安全，可靠，准确的热保护与成本低，安装方便等特点。
在大量实测异步电动机定子绕组在各种负载条件下温度分布与分析电动机定子温度分布特点的基础上，确定异步电动机最高温度区域位于异步电动机定子绕组的电动机传动侧端部靠近接线盒的半圆弧形三相绕组和异步电动机定子绕组的电动机风扇侧端部靠近接线盒的半圆弧形三相绕组，在此基础上提出以定子电流和传动侧定子绕组端部的最高温度区域温度为保护依据的电动机综合保护方案，该方案可在确保电机安全的同时最大限度发挥电机的作用，减少甚至避免生产过程中断带来的损失。
本实用新型的目的是这样实现的，一种基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，包括第一温度传感器B1，温度信号转换电路C2,第一电流传感器A1，第二电流传感器A2，第三电流传感器A3，电流信号转换电路C1,单片机控制系统D,故障类型指示E,输出控制信号电路F,报警电路G,其特征在于：所述第一温度传感器B1紧贴靠近接线盒K半圆弧形三相绕组；所述第一温度传感器B1的输出端接到温度信号转换电路C2的输入端；所述第一电流传感器A1、第二电流传感器A2、第三电流传感器A3的输出端分别接电流信号转换电路C1的输入端； 所述电流信号转换电路C1与温度信号转换电路C2的输出端分别接到单片机控制系统D的输入端；所述单片机控制系统D的输出端分别与故障类型指示E、输出控制信号电路F、报警电路G的输入端连接。
本实用新型的有益效果是：当电流传感器A1、电流传感器A2、电流传感器A3采集电流信号经单片机控制系统D判断是否发生故障，如果有故障单片机控制系统D根据故障类型输出信号，故障类型指示E显示故障类型，如果属于堵转故障，输出控制信号电路F 输出控制信号切断电源，如果属于过载、断相、三相不平衡、过电压、欠电压、风扇损坏等故障暂时不采取保护措施，单片机控制系统D经温度信号转换电路C2检测第一温度传感器B1采集的最高温度信号，判定温度是否超限，如温度没有超过允许值，报警电路G给出报警信号，输出控制信号电路F不输出控制信号，以最大程度地发挥电机的作用，减少甚至避免生产过程中断带来的经济损失，一旦最高温度超温，输出控制信号电路F立即输出控制信号切断电动机电源。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构示意图。
图2为本实用新型实施例一传动侧的结构示意图。
图3为本实用新型绕组的结构示意图。
图4为本实用新型实施例二风扇侧绕组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步描述。
如图1所示，一种基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，包括第一温度传感器B1，温度信号转换电路C2,第一电流传感器A1，第二电流传感器A2，第三电流传感器A3，电流信号转换电路C1,单片机控制系统D,故障类型指示E,输出控制信号电路F,报警电路G,其特征在于：所述第一温度传感器B1紧贴靠近接线盒K半圆弧形三相绕组；所述第一温度传感器B1的输出端接到温度信号转换电路C2的输入端；所述第一电流传感器A1、第二电流传感器A2、第三电流传感器A3的输出端分别接电流信号转换电路C1的输入端； 所述电流信号转换电路C1与温度信号转换电路C2的输出端分别接到单片机控制系统D的输入端；所述单片机控制系统D的输出端分别与故障类型指示E、输出控制信号电路F、报警电路G的输入端连接。
当电流传感器A1、电流传感器A2、电流传感器A3采集电流信号经单片机控制系统D判断是否发生故障，如果有故障单片机控制系统D根据故障类型输出信号，故障类型指示E显示故障类型，如果属于堵转故障，输出控制信号电路F输出控制信号切断电源，如果属于过载、断相、三相不平衡、过电压、欠电压等故障暂时不采取保护措施，单片机控制系统D经温度信号转换电路C2检测第一温度传感器B1采集的最高温度信号，判定温度是否超限，如温度没有超过允许值，报警电路G给出报警信号，输出控制信号电路F不输出控制信号，以最大程度地发挥电机的作用，减少甚至避免生产过程中断带来的经济损失，一旦最高温度超温，输出控制信号电路F立即输出控制信号切断电动机电源。
请继续参见图2，图2是本实用新型实施例一传动侧绕组的结构示意框图, 图中：M为异步电动机机座，H为定子绕组，K为接线盒，L是接线盒中心线， J为电动机传动侧，N为定子绕组H的电动机传动侧J靠近接线盒K部分以接线盒中心线L为基准的半圆弧形三相绕组，在本实用新型较佳的实施例子中，所述的第一温度传感器B1紧贴异步电动机定子绕组H的电动机传动侧J端部靠近接线盒K半圆弧形三相绕组N。为了增加测量控制的精度，这里我们还可以增加输出端与温度信号转换电路C2的输入端相连接的第二温度传感器B2和第三温度传感器B3分别紧贴异步电动机定子绕组H的电动机传动侧J端部靠近接线盒K半圆弧形三相绕组N。
请参考图3和图4，图3为本实用新型实绕组的结构示意图，图中：H为定子绕组，J为电动机传动侧，I为电动机风扇侧，K1为对应接线盒的绕组区域，L1是对应的接线盒中心线，N为定子绕组H的电动机传动侧J靠近K1的部分以接线盒中心线L1为基准的半圆弧形三相绕组，V为定子绕组H的电动机风扇侧I靠近K1的部分以接线盒中心线L1为基准的半圆弧形三相绕组。图4是本实用新型实施例二风扇侧绕组的结构示意框图，从图中可知，M为异步电动机机座，H为定子绕组，L是接线盒中心线，I为电动机风扇侧，V为定子绕组H的电动机风扇侧I靠近接线盒K部分以接线盒中心线L为基准的半圆弧形三相绕组。在本实施二中：所述的第一温度传感器B1紧贴异步电动机定子绕组H的电动机风扇侧I端部靠近接线盒K半圆弧形三相绕组V。同样的，如实施例一中所述，为了增加测量精度，还可以增加第二或第三温度传感器，来测量电机各绕组的温度，在此就不进行累述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，包括第一温度传感器(B1)，温度信号转换电路(C2),第一电流传感器（A1），第二电流传感器（A2），第三电流传感器（A3），电流信号转换电路(C1),单片机控制系统(D),故障类型指示(E),输出控制信号电路(F),报警电路(G),其特征在于：所述第一温度传感器(B1)紧贴靠近接线盒（K）半圆弧形三相绕组；所述第一温度传感器(B1)的输出端接到温度信号转换电路(C2)的输入端；所述第一电流传感器（A1）、第二电流传感器（A2）、第三电流传感器（A3）的输出端分别接电流信号转换电路(C1)的输入端； 所述电流信号转换电路(C1)与温度信号转换电路(C2)的输出端分别接到单片机控制系统(D)的输入端；所述单片机控制系统(D)的输出端分别与故障类型指示(E)、输出控制信号电路(F)、报警电路(G)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，其特征在于：所述第一温度传感器(B1)紧贴异步电动机定子绕组（H）的电动机传动侧（J）端部靠近接线盒（K）半圆弧形三相绕组（N）。
3. 根据权利要求2所述的基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，其特征在于：进一步包括输出端与温度信号转换电路(C2)的输入端相连接的第二温度传感器(B2)，所述第二温度传感器(B2)紧贴异步电动机定子绕组（H）的电动机传动侧（J）端部靠近接线盒（K）半圆弧形三相绕组（N）。
4. 根据权利要求3所述的基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，其特征在于：还包括输出端与温度信号转换电路(C2)的输入端相连接的第三温度传感器(B3)，所述第三温度传感器(B3)紧贴异步电动机定子绕组（H）的电动机传动侧（J）端部靠近接线盒（K）半圆弧形三相绕组（N）。
5. 根据权利要求1所述的基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，其特征在于：所述第一温度传感器(B1)紧贴异步电动机定子绕组（H）的电动机风扇侧（I）端部靠近接线盒（K）半圆弧形三相绕组（V）。
6. 根据权利要求5所述的基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，其特征在于：进一步包括输出端与温度信号转换电路(C2)的输入端相连接的第二温度传感器(B2)，所述第二温度传感器(B2)紧贴异步电动机定子绕组（H）的电动机风扇侧（I）端部靠近接线盒（K）半圆弧形三相绕组（V）。
7. 根据权利要求6所述的基于电流与最高温度检测的异步电动机保护器，其特征在于：还包括输出端与温度信号转换电路(C2)的输入端相连接的第三温度传感器(B3)，所述第三温度传感器(B3)紧贴异步电动机定子绕组（H）的电动机风扇侧（I）端部靠近接线盒（K）半圆弧形三相绕组（V）。
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