CN204424876U - 风机电机保护和故障检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风机电机保护和故障检测装置，包括：控制开关、控制器，以及设置在风机电机定子绕组内的温度保护开关。在风机电机运行过程中发生风机电机超温时，温度保护开关向控制开关发出动作信号，风机电机停机，温度保护开关动作信号送入控制器的计数器中计数。当风机电机停机一定时间，温度保护开关恢复正常后，温度保护开关向控制开关发出动作信号，风机电机运行。当温度保护开关的累计动作次数达到设定次数，风机电机停机，控制开关保持断开状态。本实用新型能够及时检测风机电机超温，避免由于风机电机超温而引起的电机固死和烧损，从根本上消除因风机电机烧损而引起的火灾隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及保护和故障检测电路，尤其是涉及一种应用于轨道交通领域风机电机的保护和故障检测装置。
背景技术
风机作为轨道交通领域的一种重要部件，在轨道交通领域变流装置的通风散热以及车厢的废气排放和新风换气中起到了举足轻重的作用。如附图1所示，现有轨道交通领域的风机电机3通常由辅助逆变器1供电，并通过断路器5进行控制和保护。
现有技术中的这种风机电机控制保护电路优点是：电路结构简单，对风机电机的过流、短路等故障能够进行有效的保护。但是，对于风机电机由于定子绕组超温造成的电机烧损，以及固死等故障却不能有效地检测出来，同时难以及时进行保护。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种风机电机保护和故障检测装置，能够及时检测出风机电机超温故障，及时保护风机电机，避免由于风机电机超温故障而引起的电机固死和烧损的现象，从而从根本上消除因风机电机烧损而引起的火灾隐患。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体提供了一种风机电机保护和故障检测装置的技术实现方案，风机电机保护和故障检测装置，对风机电机进行保护和故障检测，包括：控制开关、控制器，以及设置在所述风机电机定子绕组内的温度保护开关，所述控制器中设置有计数器。在所述风机电机运行过程中发生风机电机超温时，所述温度保护开关向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头断开，所述风机电机停机，同时所述温度保护开关的一次动作信号送入所述控制器的计数器中进行计数。当所述风机电机停机一定时间，所述温度保护开关恢复正常后，所述温度保护开关向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头闭合，所述风机电机运行。当所述计数器统计到所述温度保护开关的累计动作次数达到设定的动作次数时，所述控制器向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头断开，所述风机电机停机，所述控制开关一直保持在断开状态。
本发明还具体提供了另一种风机电机保护和故障检测装置的技术实现方案，风机电机保护和故障检测装置，对风机电机进行保护和故障检测，包括：控制开关、控制器，以及设置在所述风机电机定子绕组内的温度保护开关，所述控制器中设置有计数器。在所述风机电机运行过程中发生风机电机超温时，所述温度保护开关将动作信号传输至所述控制器，由所述控制器向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头断开，所述风机电机停机，同时所述温度保护开关的一次动作信号送入所述控制器的计数器中进行计数。当所述风机电机停机一定时间，所述温度保护开关恢复正常后，所述温度保护开关恢复信号传输至所述控制器，所述控制器向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头闭合，所述风机电机运行。当所述计数器统计到所述温度保护开关的累计动作次数达到设定的动作次数时，所述控制器向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头断开，所述风机电机停机，所述控制开关一直保持在断开状态。
本发明还具体提供了第三种风机电机保护和故障检测装置的技术实现方案，风机电机保护和故障检测装置，对风机电机进行保护和故障检测，包括：控制开关、控制器，以及设置在所述风机电机定子绕组内用于在线监测所述定子绕组温度的温度传感器，所述控制器中设置有对所述风机电机的停机时间进行计时的计时器，以及对所述定子绕组的超温故障次数进行计数的计数器。在所述风机电机运行过程中，所述温度传感器将温度监测信号传送至所述控制器。当所述风机电机的定子绕组发生超温故障时，所述控制器判断所述温度传感器的温度监测信号超过设定的阈值，所述控制器向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头断开，所述风机电机停机。当所述计时器统计到所述风机电机的停机时间达到所述控制器中设定的超温恢复时间，所述控制器向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头闭合，所述风机电机运行。当所述计数器统计到所述定子绕组的累计超温故障次数达到设定的故障次数时，所述控制器向所述控制开关的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关的主触头断开，所述风机电机停机，所述控制开关一直保持在断开状态。
优选的，所述控制开关包括相互串联的接触器和断路器，所述控制线圈和主触头设置在所述接触器中。所述断路器用于所述风机电机出现过流、短路故障时，断开所述风机电机。
优选的，所述控制开关包括断路器，并采用在所述断路器上加装分励脱扣器的结构，所述控制器通过控制所述分励脱扣器对所述断路器进行分断操作。优选的，所述控制器进一步采用传动控制单元。
通过实施上述本实用新型提供的风机电机保护和故障检测装置，具有如下有益效果：
本实用新型能够及时对风机电机进行超温保护，并及对故障风机电机进行检测，防止风机电机故障进一步扩大而烧损，从而消除因风机电机烧损而引起的火灾隐患。同时也能在风机电机过流、短路等故障能够进行有效保护。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1是现有技术风机电机控制保护装置的电气连接结构示意图；
图2是本实用新型风机电机保护和故障检测装置一种具体实施方式的电气连接结构示意图；
图3是本实用新型实施例1的风机电机保护和故障检测装置的连接结构示意图；
图4是本实用新型实施例1的风机电机保护和故障检测装置的控制原理框图；
图5是本实用新型实施例2的风机电机保护和故障检测装置的连接结构示意图；
图6是本实用新型实施例2的风机电机保护和故障检测装置的控制原理框图；
图7是本实用新型实施例3的风机电机保护和故障检测装置的连接结构示意图；
图8是本实用新型实施例3的风机电机保护和故障检测装置的控制原理框图；
图中：1-辅助逆变器，2-控制开关，3-风机电机，4-接触器，5-断路器，6-控制器，7-显示器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如附图2至附图8所示，给出了本实用新型风机电机保护和故障检测装置的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型具体实施例提出了多种具体应用于轨道交通领域的风机电机保护和故障检测装置，通过在风机电机定子绕组内加入温度保护开关或温度传感器，在风机电机供电电路中接入三相接触器，用以控制风机电机的闭合和断开。同时，通过进一步在电路中加入断路器，在风机电机出现过流、短路故障时断开风机电机起到保护作用。本实用新型具体实施例描述的风机电机保护和故障检测装置能够及时检测风机电机超温故障，对风机电机进行超温保护，并及时对故障的风机电机进行定位，防止风机电机超温故障进一步扩大而导致电机固死和烧损，进而从根本上消除因风机电机烧损而引起的火灾隐患，极大地提高了轨道交通车辆运营的安全性和可靠性。
如附图2所示，一种基于本实用新型装置的风机电机保护和故障检测系统的具体实施例，包括：接触器4、断路器5、埋入有温度保护开关或温度传感器的风机电机3，以及作为控制器6的传动控制单元、显示器7（控制器6和显示器7两部分未在附图2中示出）。通过在风机电机3的定子绕组内加入温度保护开关或温度传感器，在风机电机3的供电电路中接入三相接触器（即接触器4），用以控制风机电机3的接入和断开。本实用新型具体实施例利用传动控制单元对风机电机3的超温进行统计与判断，并通过网络将超温报警信号传送至显示器7进行风机故障显示与维修更换判定和提示，具备故障诊断功能。同时，电路中的断路器5可在风机电机3出现过流、短路等故障时断开风机电机3，从而起到进一步的保护作用。在具体实施例中控制器6除了采用传动控制单元（DCU，Drive Control Unit），还可以采用PLC（Programmable Logic Controller，可编程程序控制器）、微机或智能控制器等智能逻辑控制装置代替。显示器7也可以采用和上述智能逻辑控制装置（控制器6）集成在一起，通过其他数据传输的模式进行风机电机故障报警和温度的显示。将附图2中接触器4与断路器5的位置进行互换；或取消接触器4，在断路器5上加装分励脱扣器，通过传动控制单元控制脱扣器来保护风机电机3，采用相同的逻辑保护与控制原理，也可起到与附图2所示具体实施例相同的作用。
实施例1：
如附图3和附图4所示，风机电机保护和故障检测装置，对风机电机3进行保护和故障检测，包括：控制开关2、控制器6，以及设置在风机电机3定子绕组内的温度保护开关，控制器6中设置有计数器或累加器。在风机电机3运行过程中发生风机电机超温时，温度保护开关动作，控制控制开关2的控制线圈动作，进而控制控制开关2的主触头断开，风机电机3停机，同时温度保护开关的一次动作信号送入控制器6中进行计数，控制器6中的计数器或累加器对温度保护开关的动作次数进行统计。当风机电机3停机一定时间，温度保护开关恢复正常后，温度保护开关控制控制开关2的控制线圈动作，进而控制控制开关2的主触头闭合，风机电机3运行。当控制器6中的计数器或累加器统计到温度保护开关的累计动作次数达到设定的动作次数（如：2次以上）时，控制器6发出控制开关2控制线圈动作信号，从而控制控制开关2的主触头断开，风机电机3停机，此时不再由温度保护开关恢复后控制控制开关2闭合，控制开关2一直保持在断开状态。
实施例2：
如附图5和附图6所示，风机电机保护和故障检测装置，对风机电机3进行保护和故障检测，包括：控制开关2、控制器6，以及设置在风机电机3定子绕组内的温度保护开关，控制器6中设置有计数器或累加器。在风机电机3运行过程中发生风机电机超温时，温度保护开关动作，温度保护开关动作信号传输至控制器6，由控制器6控制控制开关2的控制线圈动作，进而控制控制开关2的主触头断开，风机电机3停机。同时温度保护开关的一次动作信号送入控制器6中进行计数，控制器6中的计数器或累加器对温度保护开关的动作次数进行统计。当风机电机3停机一定时间，温度保护开关恢复正常后，温度保护开关恢复信号传输至控制器6，由控制器6控制控制开关2的控制线圈动作，进而控制控制开关2的主触头闭合，风机电机3运行。当控制器6中的计数器或累加器统计到温度保护开关的累计动作达到设定的动作次数（如：2次以上）时，控制器6发出控制开关2控制线圈动作信号，从而控制控制开关2的主触头断开，风机电机3停机，此时控制器6不再接收温度保护开关恢复信号，控制开关2一直保持在断开状态。
实施例3：
如附图7和附图8所示，风机电机保护和故障检测装置，对风机电机3进行保护和故障检测，包括：控制开关2、控制器6，以及设置在风机电机3定子绕组内用于在线监测定子绕组温度的温度传感器，控制器6中设置有对风机电机3的停机时间进行计时的计时器，以及对定子绕组的超温故障次数进行计数的计数器或累加器。在风机电机3运行过程中，温度传感器在线监测定子绕组的温度，同时将温度监测信号传送至控制器6进行处理。控制器6对温度传感器的温度监测信号进行记录，并将该温度监测信号通过列车网络传送至显示器7进行显示，以便于在线监测并显示风机电机3的运行温度。控制器6还对温度监测信号是否超过设定的阈值进行判断，当风机电机3的定子绕组发生超温故障时，控制器6判断温度传感器的温度监测信号超过设定的阈值，控制器6控制控制开关2的控制线圈动作，进而控制控制开关2的主触头断开，风机电机3停机。控制器6中的计数器或累加器对定子绕组的超温故障次数进行计数，控制器6中的计时器同时对风机电机3的停机时间进行计时。当风机电机3停机一定时间，达到控制器6中设定的超温恢复时间，由控制器6控制控制开关2的控制线圈动作，进而控制控制开关2的主触头闭合，风机电机3运行。当控制器6中的计数器或累加器统计到定子绕组的累计超温故障次数达到设定的故障次数（如：2次以上）时，控制器6发出控制开关2控制线圈动作信号，进而控制控制开关2的主触头断开，风机电机3停机。此时控制器6不再对风机电机3的停机时间进行计时并控制控制开关2闭合，控制开关2一直保持在断开状态。
实施例4：
在前述实施例1-3的基础上，控制开关2进一步包括相互串联的接触器4和断路器5，控制线圈和主触头设置在接触器4中。断路器5用于风机电机3出现过流、短路故障时，断开风机电机3。作为本发明的另一种具体实施例，在前述实施例1-3的基础上，控制开关2还可以包括断路器5，并采用在断路器5上加装分励脱扣器的结构，控制器6通过控制分励脱扣器对断路器5进行分断操作。
实施例5：
风机电机保护和故障检测系统，包括：风机电机3，以及与风机电机3相连的如上实施例1-3所述的风机电机保护和故障检测装置。系统还包括辅助逆变器1，控制器6采用传动控制单元，辅助逆变器1通过控制开关2为风机电机3提供供电。系统还进一步包括显示器7，当风机电机3停机，控制开关2一直保持在断开状态，并将风机电机超温故障报警信号通过网络传输至显示器7，提示操作人员相应的风机电机3留待更换。
实施例6：
风机电机保护和故障检测方法，包括以下步骤：
S101：当风机电机3在运行过程中发生风机电机超温时，风机电机3定子绕组内的温度保护开关动作，控制接触器4的控制线圈动作，进而控制接触器4的主触头断开，风机电机3停机，同时温度保护开关的一次动作信号送入控制器6中进行计数，控制器6中的计数器或累加器对温度保护开关的动作次数进行统计；
S102：当风机电机3停机一定时间，温度保护开关恢复正常后，温度保护开关控制接触器4的控制线圈动作，进而控制接触器4的主触头闭合，风机电机3运行；
S103：当计数器或累加器统计到的累计动作次数达到设定的动作次数时，控制器6发出接触器4控制线圈动作信号，进而控制接触器4的主触头断开，风机电机3停机，此时不再由温度保护开关恢复后控制接触器4闭合，接触器4一直保持在断开状态。
实施例7：
风机电机保护和故障检测方法，包括以下步骤：
S201：当风机电机3在运行过程中发生风机电机超温时，风机电机3定子绕组内的温度保护开关动作，温度保护开关动作信号传输至控制器6，由控制器6控制接触器4的控制线圈动作，进而控制接触器4的主触头断开，风机电机3停机，同时温度保护开关的一次动作信号送入控制器6中进行计数，控制器6中的计数器或累加器对温度保护开关的动作次数进行统计；
S202：当风机电机3停机一定时间，温度保护开关恢复正常后，温度保护开关恢复信号传输至控制器6，由控制器6控制接触器4的控制线圈动作，进而控制接触器4的主触头闭合，风机电机3运行；
S203：当控制器6中的计数器或累加器统计到温度保护开关的累计动作次数达到设定的动作次数时，控制器6发出接触器4控制线圈动作信号，进而控制接触器4的主触头断开，风机电机3停机，此时控制器6不再接收温度保护开关恢复信号，接触器4一直保持在断开状态。
实施例8：
风机电机保护和故障检测方法，包括以下步骤：
S301：在风机电机3运行过程中，风机电机3定子绕组内的温度传感器在线监测定子绕组的温度，同时将温度监测信号传送至控制器6进行处理；
S302：控制器6对温度传感器的温度监测信号进行记录，控制器6对温度监测信号是否超过设定的阈值进行判断，当发生风机电机3定子绕组超温故障时，控制器6判断温度传感器的温度监测信号超过设定的阈值，控制器6控制接触器4的控制线圈动作，进而控制接触器4的主触头断开，风机电机3停机；
S303：控制器6中的计数器或累加器对定子绕组的超温故障次数进行计数，控制器6中的计时器同时对风机电机3的停机时间进行计时，当风机电机3停机一定时间，达到控制器6中设定的超温恢复时间，由控制器6控制接触器4的控制线圈动作，进而控制接触器4的主触头闭合，风机电机3运行；
S304：当控制器6中的计数器或累加器统计到定子绕组的累计超温故障次数达到设定的故障次数时，控制器6发出接触器4控制线圈动作信号，进而控制接触器4的主触头断开，风机电机3停机，此时控制器6不再对风机电机3的停机时间进行计时并控制接触器4闭合，接触器4一直保持在断开状态。
实施例9：
风机电机保护和故障检测方法还包括：当风机电机3出现过流、短路故障时，通过断路器5断开风机电机3的过程。
实施例10：
当风机电机3停机，控制开关2一直保持在断开状态时，同时将风机电机超温故障报警信号通过网络传输至显示器7的过程。
通过实施本实用新型具体实施例描述的风机电机保护和故障检测装置，能够达到以下技术效果：
本实用新型能够及时对风机电机进行超温保护，并及对故障风机电机进行检测，防止风机电机故障进一步扩大而烧损，从而消除因风机电机烧损而引起的火灾隐患。同时也能在风机电机过流、短路等故障能够进行有效保护。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种风机电机保护和故障检测装置，对风机电机（3）进行保护和故障检测，其特征在于，包括：控制开关（2）、控制器（6），以及设置在所述风机电机（3）定子绕组内的温度保护开关，所述控制器（6）中设置有计数器；在所述风机电机（3）运行过程中发生风机电机超温时，所述温度保护开关向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头断开，所述风机电机（3）停机，同时所述温度保护开关的一次动作信号送入所述控制器（6）的计数器中进行计数；当所述风机电机（3）停机一定时间，所述温度保护开关恢复正常后，所述温度保护开关向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头闭合，所述风机电机（3）运行；当所述计数器统计到所述温度保护开关的累计动作次数达到设定的动作次数时，所述控制器（6）向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头断开，所述风机电机（3）停机，所述控制开关（2）一直保持在断开状态。
2.一种风机电机保护和故障检测装置，对风机电机（3）进行保护和故障检测，其特征在于，包括：控制开关（2）、控制器（6），以及设置在所述风机电机（3）定子绕组内的温度保护开关，所述控制器（6）中设置有计数器；在所述风机电机（3）运行过程中发生风机电机超温时，所述温度保护开关将动作信号传输至所述控制器（6），由所述控制器（6）向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头断开，所述风机电机（3）停机，同时所述温度保护开关的一次动作信号送入所述控制器（6）的计数器中进行计数；当所述风机电机（3）停机一定时间，所述温度保护开关恢复正常后，所述温度保护开关恢复信号传输至所述控制器（6），所述控制器（6）向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头闭合，所述风机电机（3）运行；当所述计数器统计到所述温度保护开关的累计动作次数达到设定的动作次数时，所述控制器（6）向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头断开，所述风机电机（3）停机，所述控制开关（2）一直保持在断开状态。
3.一种风机电机保护和故障检测装置，对风机电机（3）进行保护和故障检测，其特征在于，包括：控制开关（2）、控制器（6），以及设置在所述风机电机（3）定子绕组内用于在线监测所述定子绕组温度的温度传感器，所述控制器（6）中设置有对所述风机电机（3）的停机时间进行计时的计时器，以及对所述定子绕组的超温故障次数进行计数的计数器；在所述风机电机（3）运行过程中，所述温度传感器将温度监测信号传送至所述控制器（6）；当所述风机电机（3）的定子绕组发生超温故障时，所述控制器（6）判断所述温度传感器的温度监测信号超过设定的阈值，所述控制器（6）向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头断开，所述风机电机（3）停机；当所述计时器统计到所述风机电机（3）的停机时间达到所述控制器（6）中设定的超温恢复时间，所述控制器（6）向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头闭合，所述风机电机（3）运行；当所述计数器统计到所述定子绕组的累计超温故障次数达到设定的故障次数时，所述控制器（6）向所述控制开关（2）的控制线圈发出动作信号，控制所述控制开关（2）的主触头断开，所述风机电机（3）停机，所述控制开关（2）一直保持在断开状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风机电机保护和故障检测装置，其特征在于：所述控制开关（2）包括相互串联的接触器（4）和断路器（5），所述控制线圈和主触头设置在所述接触器（4）中；所述断路器（5）用于所述风机电机（3）出现过流、短路故障时，断开所述风机电机（3）。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的风机电机保护和故障检测装置，其特征在于：所述控制开关（2）包括断路器（5），并采用在所述断路器（5）上加装分励脱扣器的结构，所述控制器（6）通过控制所述分励脱扣器对所述断路器（5）进行分断操作。
6.根据权利要求4所述的风机电机保护和故障检测装置，其特征在于：所述控制器（6）进一步采用传动控制单元。
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2015
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