FI118659B - Thermal overload protection - Google Patents
Thermal overload protection Download PDFInfo
- Publication number
- FI118659B FI118659B FI20040154A FI20040154A FI118659B FI 118659 B FI118659 B FI 118659B FI 20040154 A FI20040154 A FI 20040154A FI 20040154 A FI20040154 A FI 20040154A FI 118659 B FI118659 B FI 118659B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- scaling
- thermal load
- current
- thres
- factor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H6/00—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images
- H02H6/005—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images using digital thermal images
Landscapes
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
118659118659
Terminen ylikuormitussuojaThermal overload protection
Keksinnön taustaBackground of the Invention
Keksintö liittyy termiseen ylikuormitussuojaukseen sähkölaitteiden ja erityisesti sähkömoottorien suojaamiseksi ylikuumenemiselta.The invention relates to thermal overload protection to protect electrical equipment, and in particular electric motors, from overheating.
5 Sähkömoottoreita hyödynnetään monilla sovellusalueilla käyttä mään erilaisia liikkuvia osia. Sähkömoottoriin liittyy usein ohjausyksikkö, joka säätää ja tarkkailee sähkömoottorin toimintaa, esimerkiksi pyörimisnopeutta.5 Electric motors are utilized in many applications to use various moving parts. An electric motor is often accompanied by a control unit which adjusts and monitors the operation of the electric motor, for example, its rotational speed.
Sähkömoottori voi toimia hetkellisesti myös ylikuormitettuna mutta jos ylikuumenee kuormituksen jatkuessa, mikä voi johtaa moottorin vaurioitu-10 miseen. Kriittisintä on staattorikäämityksen eristyksen vaurioituminen ylikuumenemisen takia.The electric motor can also operate momentarily overloaded, but if overheated as the load continues, this can result in engine damage. The most critical is the damage to the stator winding insulation due to overheating.
Sähkömoottorin suojaamiseksi termistä ylikuormitusta vastaan tunnetaan erilaisia ratkaisuja. Eräs tunnettu ratkaisu perustuu moottorivirran 1..3-vaiheiseen mittaamiseen ja moottorin lämpenemän mallintamiseen RC-sijais-15 kytkennällä. Vanhin ja yleisin tekninen toteutus on suoraan tai virtamuuntajan välityksellä pääpiiriin kytketty bi-metallirele (lämpörele).Various solutions are known for protecting an electric motor against thermal overload. One known solution is based on 1..3-phase measurement of the motor current and modeling of the motor warm-up using the RC replacement 15-circuit. The oldest and most common technical implementation is a bi-metal relay (thermal relay) connected directly to the main circuit or via a current transformer.
Eräs tunnettu ratkaisu on moottorin sisälle tai yhteyteen sijoitettu terminen suojakytkin, joka tietyn lämpötilarajan jälkeen laukeaa (trip) ja keskeyttää virrankulun sähkömoottorin läpi. Kehittyneempi versio on elektroninen 20 yksikkö, joka mittaa sähkömoottorin lämpötilaa lämpötila-antureilla ja laukaisee moottorin pois päältä Tämä vaihtoehtoinen tapa perustuu suoraan lämpötilan : detektointiin erillisin anturein. Ongelmana on vaikeus saada anturit oikeaa ·:··· paikkaan. Tällainen suoja reagoi suhteellisen hitaasti.One known solution is a thermal circuit breaker located within or adjacent to the motor which, after a certain temperature limit, trips and interrupts the flow of current through the electric motor. A more advanced version is the electronic unit 20, which measures the temperature of the electric motor with temperature sensors and trips the motor. This alternative method is based directly on the detection of temperature by separate sensors. The problem is the difficulty of getting the sensors to the right ·: ··· location. Such protection responds relatively slowly.
.···. Numeerisessa suojauksessa tietoa käsitellään numeerisessa muo- 25 dossa eli digitaalisesti. Analoginen mittaustieto muutetaan A/D-muuntimella di-gitaaliseksi. Varsinainen mittaus- ja suojaustoimintojen toteutus tehdään mik-***** roprosessorin avulla. Terminen ylikuormitussuoja mittaa moottorin tai muun suojattavan kohteen (esim. kaapeli tai muuntaja) vaihevirtojen (kuormavirtojen) : *** tehollisarvoja (rms) ja laskee lämpötilariippuvaisen toiminta-ajan. Tämä termi- ··· 30 nen toiminta-aika voi olla standardin IEC 60255-8 mukainen: i2 - lp2 * * t= Tin-- ·:··: l2-Ib2 : !·. missä • * · “[.· t = toiminta-aika • · τ- aikavakio 118659 2. ···. In numerical protection, information is processed in numerical form, that is, digitally. The analog measurement data is converted to digital by the A / D converter. The actual implementation of the measurement and protection functions is done by a microprocessor. Thermal Overload Protection measures the phase currents (load currents) of the motor or other object to be protected (eg cable or transformer): *** Rms and calculates the temperature dependent operating time. This term of operation may be in accordance with IEC 60255-8: i2 - lp2 * * t = Tin-- ·: ··: l2-Ib2:! ·. where • * · “[. · t = operating time • · τ - time constant 118659 2
Ip = kuormavirta ennen kuin ylikuormitus tapahtuu I» kuormavirtaIp = load current before overload occurs I »load current
Ib = toimintavirta (maksimi sallittu jatkuva virta) 5 Terminen aikavakio τ on määritelty ajaksi, joka suojattavalta koh teelta tarvitaan lämpötila Θ, joka on tietty osa (esim. 63%) steady-state-läm-potilasta 0S) kun suojattavaa kohdetta syötetään vakiovirralla. Toimintavirta lp on suurin sallittu jatkuva virta, joka myös vastaa suurinta sallittua lämpötilaa eli steady-state-lämpötilaa 0S. Tämä suurin sallittu lämpötila on laukaisutaso (trip 10 level). Vaihtoehtoisesti voidaan vaihevirroista laskea suojattavan kohteen termisen kuormituksen suhteellinen arvo täyteen (100%) termiseen kuormitukseen nähden. Laukaisu tapahtuu, kun suhteellinen terminen kuormitus saavuttaa 100% arvon.Ib = operating current (maximum allowable continuous current) 5 The thermal time constant τ is defined as the time required for the protected object to reach the temperature Θ, which is a fraction (eg 63%) of the steady-state warm patient 0S). The operating current lp is the maximum allowable continuous current which also corresponds to the maximum allowable temperature, i.e. the steady-state temperature 0S. This maximum allowable temperature is the trip 10 level. Alternatively, from the phase currents, the relative value of the thermal load of the protected object relative to the full (100%) thermal load can be calculated. Triggering occurs when the relative thermal load reaches 100%.
Numeeriseen termiseen suojaukseen liittyy siten raskasta lasken-15 taa, joka vaatii tehokkaan prosessorin ja nopeita ja kalliita oheispiirejä, kuten muisteja. Tekniikan tason ratkaisuissa on käytetty tehokasta prosessoria, jossa on lisäksi sisäänrakennettu matematiikkaprosessori, liukulukuyksikön (Floating Point Unit, FPU) tai vastaavan yksikkö tosiaikaisen laskennan suorittamiseksi määritellyssä ajassa. On myös käytetty tehokasta prosessori, jossa on kirjasto-20 funktioita, jotka emuloivat liukulukuyksikköä. On myös toteutuksia joissa algoritmi toteutettu ASIC piirein, jolloin niissä ei ohjelmoitavuutta jälkikäteen. Tällai- seen single purpose -piiriin ei siksi voi tehdä muutoksia vaan tarvitaan aina uu-si piiri, jos toimintaa halutaan muuttaa. On myös toteutuksia, joissa sekvenssi-·:·*: nä mitataan/lasketaan virta - lasketaan lämpenemä - jälleen mitataan, jne. Täl- 25 lainen toteutus ei takaa täysin reaaliaikaista suojausta (ei jatkuvaa mittausta), ··· mutta sallii tehottomamman prosessorin.Thus, numerical thermal protection involves heavy computing, which requires an efficient processor and fast and expensive peripherals such as memories. The prior art solutions utilize a powerful processor, which further includes a built-in math processor, a floating point unit (FPU) or the like to perform real-time computing within a specified time. A powerful processor with library-20 functions that emulate a floating point unit has also been used. There are also implementations where the algorithm is implemented with ASIC circuits, so there is no post-programmability in them. Therefore, no change can be made to such a single purpose circuit, but a new circuit is always required if the function is to be changed. There are also implementations where power is measured / counted - counted - warmed - measured again, etc. This kind of implementation does not provide full real-time protection (no continuous measurement), but allows for a less efficient processor.
···· ·*** '···** Keksinnön lyhyt selostus···· · *** '··· ** Brief Description of the Invention
Keksinnön tavoitteena on siten kehittää sähkölaitteiden termiseen ·· : *** suojaukseen menetelmä ja menetelmän toteuttava laite, joilla suojaukseen liit- • · · 30 tyvää laskentaa voidaan keventää ja prosessorien ja oheispiirien teknisiä vaa-timuksia alentaa. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä ja järjestelmäl-lä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksis- • · • sa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimus- • · :.: : ten kohteena.It is therefore an object of the invention to provide a method and a device implementing the thermal ··: *** protection of electrical equipment by which the computation related to the protection · · · 30 can be lightened and the technical requirements of processors and peripherals reduced. The object of the invention is achieved by a method and system which are characterized by what is stated in the independent claims. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
35 Keksintö perustuu siihen, että termisen kuormituksen laskeva ma temaattinen yhtälö tai algoritmi operandeineen ohjelmoidaan X-bittiselle, edul- 118659 3 lisesti X-32, kiinteän pilkun aritmetiikkaa käyttävälle prosessorijärjestelmälle sopivaksi siten, tulos tai välitulos eivät ohjelmaa prosessorijärjestelmässä ajettaessa koskaan ylitä X-bittistä arvoa. Mitattu virta skaalataan edullisesti yksikköarvoksi alueelle 0 - Y, missä Y edustaa Y/100 % nimellisvirrasta ja edullisesti 5 Y-65000, jolloin laskenta on riippumaton todellisesta virta-alueesta.The invention is based on the fact that the mathematical equation or algorithm with the thermal load calculating algorithm and its operands is programmed to be suitable for an X-bit, preferably X-32, processor system using fixed-point arithmetic so that the result or intermediate result never exceeds X in the program. . The measured current is preferably scaled to a unit value in the range 0 to Y, where Y represents Y / 100% of the rated current, and preferably 5 Y-65000, whereby the calculation is independent of the actual current range.
Keksinnön ansiosta terminen kuormitus voidaan laskea vähemmän tehokkaalla prosessorilla ja vähemmällä muistilla, mikä puolestaan laskee laitteen tehonkulutusta, valmistuskustannuksia ja fyysistä kokoa. Laskenta voidaan toteuttaa yksinkertaisella ja siirrettävällä koodilla, joka ei vaadi matema-10 tiikkaprosessoria tai matemaattisia kirjastoja. Kuitenkin terminen kuormitus voidaan laskea lähes 64-bitin liukulukulaskennan tarkkuudella, vaikka prosessori käyttäisi 32-bitin kiinteän pilkun aritmetiikkaa.Thanks to the invention, the thermal load can be calculated with a less efficient processor and with less memory, which in turn reduces the power consumption, manufacturing costs and physical size of the device. The computation can be accomplished with a simple and portable code that does not require a math-10 teak processor or math libraries. However, thermal load can be calculated with near 64-bit floating point accuracy even if the processor uses 32-bit fixed point arithmetic.
Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin esimerkinomaisten suoritus-15 muotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:The invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which:
Kuvio 1 on esimerkinomainen lohkokaavio, joka havainnollistaa keksinnön erään keksinnön erään suoritusmuodon mukaista ylikuormitussuojaa;Fig. 1 is an exemplary block diagram illustrating an overload protector according to an embodiment of the invention;
Kuvio 2 on esimerkinomainen signaalikaavio, joka havainnollistaa kuvion 1 laitteen toimintaa; ja 20 Kuvio 3 on esimerkinomainen vuokaavio, joka havainnollistaa kuvi- *:· on 1 laitteen toimintaa.Fig. 2 is an exemplary signal diagram illustrating the operation of the device of Fig. 1; and FIG. 3 is an exemplary flow diagram illustrating the operation of FIG.
• · · · : Keksinnön yksityiskohtainen selostus ... Kuviossa 1 terminen ylikuormitussuoja on kytketty suojattavan säh- ***;* kömoottorin M tai muun sähkölaitteen ja kolmivaiheisen verkkovirtasyötön L1, •**| 25 L2 ja L3 väliin. S1 on pääverkkokytkin, esimerkiksi manuaalisesti ohjattu, ja S2 on ylikuormitussuojan ohjaama vapautuskytkin, jota ohjataan laukaisusignaalil-la TRIP. Ylikuormitussuoja 1 mittaa moottorin M verkkovirtasyötön kunkin vai-heen L1, L2 ja L3 kuormavirtaa virranmittausyksiköllä 10, joka perustuu esi-merkiksi virtamuuntajiin. Lisäksi ylikuormitussuoja 1 voi käsittää mittausyksikön 30 11 vaihejännitteiden mittaamiseksi. Lisäksi ylikuormitussuoja 1 edullisesti käsit- l tää käyttöliittymän eli ihminen-kone-rajapinnan HMI (Human-Machine-Inter face) 12, johon liittyy näyttö 13 ja näppäimistö 14. Edelleen ylikuormitussuoja 1 j#:‘: voi käsittää tiedonsiirtoyksikön 15, joka on liitetty paikallisverkkoon (esim. Et- ·:··· hernet), väylään, kenttäväylään (Fieldbus, esim. Profibus DP) tai muuhun tie- 35 donsiirtomediaan 17.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION ... In Figure 1, a thermal overload protector is connected to the electric motor to be protected; ***; * to the electric motor M or other electrical device and to the three-phase mains supply L1, • ** | 25 between L2 and L3. S1 is the master network switch, for example, manually controlled, and S2 is the overload protection-controlled release switch controlled by the trip signal TRIP. The overload protector 1 measures the load current of each of the phases L1, L2 and L3 of the mains power supply to the motor M by a current measuring unit 10 based, for example, on current transformers. In addition, the overload protector 1 may comprise a measuring unit 30 11 for measuring phase voltages. Further, the overload protection 1 preferably comprises a human-machine-interface (HMI) 12 interface with display 13 and keypad 14. Further, the overload protection 1 may comprise a communication unit 15 connected to a local area network. (eg Et-: ··· peas), bus, fieldbus (eg Profibus DP) or other communication media 17.
118659 4118659 4
Keksinnön kannalta oleellisin toiminta liittyy suojaus- ja ohjausyksikköön 16. Ylikuormitussuoja 1 on toteutettu mikroprosessijärjestelmällä, jolloin pääosa yllämainituista yksiköistä toteutetaan sopivilla mikroprosessorin ohjelmilla ja oheispiireillä, kuten muistipiireillä. Virta- ja jännitemittausyksiköiden 5 tuottamat mittausarvot muutetaan numeerisiksi eli digitaalisiksi arvoiksi digitaa-li-analogiamuuntimilla (A/D). Keksinnön perusperiaatteen mukaisesti mikropro-sessorijärjestelmä käyttää kiinteän pilkun aritmetiikkaa, edullisesti 32-bittistä aritmetiikkaa. Sopiva prosessorityyppi on esimerkiksi 32-bit RISC käskykannan omaava yleiskäyttöinen prosessori, kuten ARM7/9 tai M68k-sarja.The most important function of the invention relates to the protection and control unit 16. The overload protection 1 is implemented by a microprocessor system, whereby the majority of the aforementioned units are implemented by suitable microprocessor programs and auxiliary circuits such as memory circuits. The measured values produced by the current and voltage measuring units 5 are converted into numerical or digital values by digital-to-analog converters (A / D). According to the basic principle of the invention, the microprocessor system uses solid-point arithmetic, preferably 32-bit arithmetic. A suitable processor type is, for example, a general-purpose processor with a 32-bit RISC instruction set, such as the ARM7 / 9 or M68k series.
10 On ymmärrettävä, että yllä esitetty rakenne on vain yksi esimerkki keksinnön toteuttavasta termisestä ylikuormitussuojasta.It is to be understood that the above structure is only one example of a thermal overload protection implementing the invention.
Ylikuormitussuoja 1 suojaa moottoria M ylikuumenemiselta ja siitä aiheutuvilta vaurioilta. Suojaus perustuu moottorin termisen kuormituksen laskemiseen mitattujen vaihevirtojen perusteella. Seuraavaksi selitetään suojan 15 yleistä toimintaa kuvioiden 2 ja 3 esimerkin avulla. Vaihejohtimet L1, L2 ja L3 kytketään moottorille M sulkemalla kytkimet S1 ja S2. Virranmittausyksikkö 10 mittaa vaiheiden virrat (vaihe 31, kuvio 3) ja ohjausyksikkö 16 laskee vaihevirtojen perusteella moottorin M termisen kuorman kiinteän pilkun aritmetiikalla (vaihe 32) . Termisen kuormituksen laskemisessa käytetty matemaattinen yh-20 tälö voi olla yhdelle vaiheelle seuraava: i2 f AT λ ..:!· ®*=αγ*-+[ι-—J·®*-, • · ! missä "**: Θ = terminen kuorma, edullisesti 0 to 200% vastaten edullisesti ar- voaluetta 0-2,4 ··· ··· 25 AT = termisen kuorman laskentaväli, edullisesti millisekunneissa • M· .·*·. R = sähkölaitteen jäähdytyskerroin, edullisesti 1... 10 C = trip-luokan kerroin i = mitattu kuormavirta • · ·· • · · • · '·;·* 30 Kerroin C on edullisesti trip-luokan kerroin te, joka kertoo moottorille *:**: asetetun suurimman käynnistysajan suhteessa todelliseen moottorin käynnisti··: tysaikaan. Kerroin C voi olla esimerkiksi 1,7 (x todellinen käynnistysaika). Kek- . sinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa trip-luokan kerroin t® kerrotaan vakiol- \ la, edullisesti 29.5, tai lasketaan kaavalla (1/k) * Te * (la/ln)2, missä la = käyn- 35 nistysvirta, In = nimellisvirta, Te = sallittu käynnistysaika ja k = vakio. Vakio k = 5 118659 1,22, kun halutaan vastaava toiminta-aikakäyrästö kuin trip luokan ja t6 ajan yhdistelmällä (IEC 60947-4-1 vaatimusten mukaiset toiminta-ajat). Mitattu virta skaalataan edullisesti yksikköarvoksi alueelle 0 - Y, missä Y edustaa Y/100 % nimellisvirrasta ja edullisesti Y=65000, jolloin laskenta on riippumaton todelli-5 sesta virta-alueesta.The overload protector 1 protects the motor M from overheating and any resulting damage. The protection is based on the calculation of the thermal load of the motor based on the measured phase currents. The general operation of the shield 15 will now be explained by the example of Figures 2 and 3. The phase conductors L1, L2 and L3 are connected to motor M by closing switches S1 and S2. The current measuring unit 10 measures the phase currents (step 31, Fig. 3) and the control unit 16 calculates the thermal load of the motor M by fixed point arithmetic based on the phase currents (step 32). The mathematical yh-20 used to calculate the thermal load can be as follows for one step: i2 f AT λ ..:! · ® * = αγ * - + [ι -— J · ® * -, • ·! where "**: Θ = thermal load, preferably 0 to 200%, preferably within the range 0-2.4 ··· ··· 25 AT = thermal load calculation interval, preferably in milliseconds • M ·. · * ·. R = the cooling factor of the electrical appliance, preferably 1 ... 10 C = trip class factor i = measured load current 30 · The factor C is preferably a trip class factor te that tells the motor *: * *: The maximum set start time relative to the actual engine start time ··: The coefficient C may be, for example, 1.7 (x actual start time) In the preferred embodiment of the invention, the trip class coefficient t® is multiplied by a constant, preferably 29.5, or is calculated by the formula (1 / k) * Te * (la / ln) 2, where la = start current, In = rated current, Te = allowable start time and k = constant, constant k = 5 118659 1.22, when desired operating time curve as a trip class and t6 time combination (IEC 60947-4-1 The measured current is preferably scaled to a unit value in the range 0 to Y, where Y represents Y / 100% of the rated current, and preferably Y = 65000, whereby the calculation is independent of the actual current range.
Tarkastellaan esimerkkinä 32-bittistä kiinteän pilkun aritmetiikkaa. Keksinnön mukaisesti yllä kuvattu termisen kuormituksen laskeva matemaattinen yhtälö tai algoritmi operandeineen ohjelmoidaan 32-bittistä kiinteän pilkun aritmetiikkaa käyttävälle prosessorijäijestelmälie sopivaksi siten, tulos tai väli-10 tulos eivät ohjelmaa prosessorijärjestelmässä ajettaessa koskaan ylitä 32-bittistä arvoa.Consider, for example, 32-bit fixed-point arithmetic. According to the invention, the mathematical equation or algorithm for calculating the thermal load described above is programmed into a processor array using 32-bit fixed-point arithmetic so that the result or intermediate result never runs above a 32-bit value when running the program in the processor system.
Esimerkki tällä tavoin strukturoidusta ja skaalatusta laskentayhtälöstä ohjelmoidusta on thRes = ((ΔΤ 1(i2/C)+ROUNDING)/MSEC) 15 +(((((MSEC1SCALING)- ((AT1SCALING/(R1C)))/SPART1) 1th/SPART2) +thFract missä operandien arvot ovat esimerkiksi seuraavia thRes = terminen kuorma 0 to 200% vastaten arvoaluetta 0-24000 ROUNDING = esim. 500 20 MSEC = esim. 1000 SCALING = esim. 10000 ...T SPART1 = esim. SCALING/10 SPART2 = esim. SCALING /100 *:**: thFract = edellisen laskennan thRes jaettuna vakiolla, esim.An example of a structured and scaled calculation equation programmed in this way is thRes = ((ΔΤ 1 (i2 / C) + ROUNDING) / MSEC) 15 + (((((MSEC1SCALING) - ((AT1SCALING / (R1C))) / SPART1) 1th / SPART2) + thFract where operand values are for example thRes = thermal load 0 to 200% corresponding to value range 0-24000 ROUNDING = e.g. 500 20 MSEC = e.g. 1000 SCALING = e.g. 10000 ... T SPART1 = e.g. SCALING / 10 SPART2 = e.g. SCALING / 100 *: **: thFract = thRes of previous calculation divided by constant, e.g.
25 vakiolla = SCALING = 10000.25 constant = SCALING = 10000.
.:. ROUNDING vastaa desimaalipyöristystä. MSEC skaalaa millise- !···. kunnit sekunneiksi. SCALING on tarkkuuden skaalaus. Termien SPART1 ja • SPART2 tulo edustaa aikayksikön (edullisesti millisekuntien) skaalausta, joka .. on jaettu kahteen osaan laskentatarkkuuden säilyttämiseksi..:. ROUNDING corresponds to a decimal round. MSEC scales what-! ···. towns for seconds. SCALING is a precision scaling. The product of the terms SPART1 and • SPART2 represents a unit of time (preferably milliseconds) scaled in two to maintain computational accuracy.
• · 30 Termisen kuormituksen tulos thRes on skaalauksen vuoksi liian *···’ suuri (esimerkissä alueella 0-24000) ja se skaalataan alaspäin edustamaan ·:··: käytettyä termisen kuormituksen yksikköarvoa (per unit value), esimerkissä alueelle 0-2,4 Θ = thRES/10000 • · • t · • i« · • · 6 118659 Tämä osamäärä Θ tallennetaan parametrina thFract ja sitä käytetään seuraavalla kerralla laskennassa. Laskentatarkkuus on 0-100% termisellä kuormituksella parempi kuin 0,1% termisestä kuormituksesta.• · 30 The thermal load result thRes is too * ··· 'large due to scaling (in the range 0-24000 in the example) and is scaled down to represent ·: ··: the used thermal load unit value (in the example range 0-2, 4 Θ = thRES / 10000 · • 118 118 118 6 118659 This quotient Θ is stored as thFract and is used in the next calculation. Calculation accuracy with 0-100% thermal loading is better than 0.1% thermal loading.
Kuvion 2 kuvaaja esittää laskettua termistä kuormitusta Θ ajan t 5 funktiona. Moottorin M käynnistyttyä kylmästä tilasta, se alkaa lämmetä. Samalla tavoin laskettu terminen kuormitus Θ kasvaa ajan funktiona. Kun terminen kuormitus Θ kasvaa tietylle asetetulle hälytystasolle Alarmjevel, ohjausyksikkö 16 voi antaa hälytyksen operaattorille esimerkiksi käyttöliittymän 12-14 tai tietoliikenneyksikön 15 kautta (vaiheet 35 ja 36 kuviossa 3). Ohjausyksikkö 10 16 voi myös jatkuvasti tai tietyn tason jälkeen laskea jäljellä olevan ajan lau kaisuun (time-to-trip) ja ilmoittaa sen operaattorille (vaiheet 33 ja 34 kuviossa 3). Kun terminen kuormitus Θ kasvaa tietylle asetetulle laukaisutasolle Trip (edullisesti 100% moottorin lämpökuormasta), ohjausyksikkö 16 aktivoi lau-kaisusignaalin TRIP, joka ohjaa kytkimen S2 auki, jolloin moottori M kytketään 15 irti kolmivaihesyötöstä L1, L2 ja L3 (vaiheet 37 ja 38 kuviossa 3). Jos moottorin termistä kapasiteettia on laukaisun (tripping jälkeen) jälkeen jäljellä liian vähän (esim. vähemmän kuin 60%), suoja 1 voi estää uuden käynnistyksen kunnes moottori jäähtyy tietylle tasolle (restart inhibit) tai tietyn ajan (vaiheet 39 ja 40 kuviossa 3). Käynnistystä varten signaali TRIP kytketään jälleen inaktiiviseksi 20 ja kytkin S2 suljetaan. Eräässä suoritusmuodossa operaattori voi ohjata ohjausyksikön 16 override-tilaan, jossa Trip-taso on kaksinkertainen (override Trippi* taso).The graph of Fig. 2 shows the calculated thermal load Θ as a function of time t 5. When engine M starts from a cold state, it starts to warm up. Similarly, the calculated thermal load Θ increases with time. As the thermal load Θ increases to a specific set alarm level in Alarmjevel, the control unit 16 can provide an alarm to the operator, for example, via the user interface 12-14 or the communication unit 15 (steps 35 and 36 in Figure 3). The control unit 10 16 may also continuously or after a certain level calculate the time-to-trip and inform the operator thereof (steps 33 and 34 in Figure 3). As the thermal load Θ increases to a specific set trip level (preferably 100% of the motor thermal load), the control unit 16 activates a trip signal TRIP controlling the switch S2, thereby disconnecting the motor M from the three-phase supply L1, L2 and L3 (steps 37 and 38). ). If there is too little thermal power remaining after motor tripping (e.g., less than 60%), protection 1 may prevent restarting until the motor cools to a certain level (restart inhibit) or for a specified time (steps 39 and 40 in Figure 3). For start-up, the TRIP signal is again deactivated 20 and the switch S2 is closed. In one embodiment, the operator may direct the control unit 16 to an override mode with a triple double level (override trip * level).
: Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin- ·:*·· nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus- .*··. 25 muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdel- la patenttivaatimusten puitteissa.: It will be obvious to a person skilled in the art that as technology advances, the basic idea of the invention can be implemented in many different ways. The invention and its implementation. Thus, the forms are not limited to the examples described above, but may vary within the scope of the claims.
*··· ·*· • φ • · ··· ·· • · • ·· ··· • · • · ·* • · • · • · • · • · · *·« * • ·* · · · · · · · · · · · · · · · · · · ···
Claims (13)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20040154A FI118659B (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Thermal overload protection |
CNB2005800038328A CN100539347C (en) | 2004-02-02 | 2005-02-01 | Thermal overload protection equipment and method |
PCT/FI2005/000066 WO2005074089A1 (en) | 2004-02-02 | 2005-02-01 | Thermal overload protection |
EP05708146A EP1719231A1 (en) | 2004-02-02 | 2005-02-01 | Thermal overload protection |
CA2554117A CA2554117C (en) | 2004-02-02 | 2005-02-01 | Thermal overload protection |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20040154A FI118659B (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Thermal overload protection |
FI20040154 | 2004-02-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20040154A0 FI20040154A0 (en) | 2004-02-02 |
FI20040154A FI20040154A (en) | 2005-08-03 |
FI118659B true FI118659B (en) | 2008-01-31 |
Family
ID=31725639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20040154A FI118659B (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Thermal overload protection |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1719231A1 (en) |
CN (1) | CN100539347C (en) |
CA (1) | CA2554117C (en) |
FI (1) | FI118659B (en) |
WO (1) | WO2005074089A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103928906A (en) * | 2014-03-26 | 2014-07-16 | 广州白云电器设备股份有限公司 | Thermal overload protection method of electric system |
CN109863684B (en) | 2016-09-02 | 2023-06-06 | 康斯博格股份有限公司 | Technique for limiting current supplied to motor in electric power steering system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4796142A (en) * | 1986-10-16 | 1989-01-03 | Square D Company | Overload protection apparatus for emulating the response of a thermal overload |
US4807153A (en) * | 1986-11-20 | 1989-02-21 | Unimation Inc. | Multiaxis digital robot control having a backup velocity monitor and protection system |
DE19948715A1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-04-12 | Siemens Ag | Method for obtaining a replacement quantity representing a thermal state of an electrical consumer and circuit arrangement for carrying out the method |
FR2802019B1 (en) * | 1999-12-06 | 2002-01-18 | Schneider Electric Ind Sa | THERMAL PROTECTION RELAY |
-
2004
- 2004-02-02 FI FI20040154A patent/FI118659B/en not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-02-01 EP EP05708146A patent/EP1719231A1/en not_active Withdrawn
- 2005-02-01 WO PCT/FI2005/000066 patent/WO2005074089A1/en active Application Filing
- 2005-02-01 CN CNB2005800038328A patent/CN100539347C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-01 CA CA2554117A patent/CA2554117C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1719231A1 (en) | 2006-11-08 |
WO2005074089A1 (en) | 2005-08-11 |
CA2554117A1 (en) | 2005-08-11 |
FI20040154A0 (en) | 2004-02-02 |
FI20040154A (en) | 2005-08-03 |
CN100539347C (en) | 2009-09-09 |
CN1914778A (en) | 2007-02-14 |
CA2554117C (en) | 2012-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2554118C (en) | Thermal overload protection | |
US7555366B2 (en) | Thermal overload protection | |
US4573132A (en) | Thermal model for electrical apparatus | |
CA2677547C (en) | Motor protection using accurate slip calculations | |
CA2268233A1 (en) | Dual microprocessor electronic trip unit for a circuit interrupter | |
JP4736006B2 (en) | Motor start control device and protection method in motor start | |
JPH02133034A (en) | Digital breaker having electric motor-trip-parameter | |
MXPA00005504A (en) | Electronic trip unit with user-adjustable sensitivity to current spikes. | |
CN101366162A (en) | Electronic overload relay for mains-fed induction motors | |
GB2253957A (en) | Protecting and determining operating life of electric machine | |
FI118659B (en) | Thermal overload protection | |
EP0587849A1 (en) | Thermal protection for locomotive main traction alternators. | |
ATE256929T1 (en) | THERMAL MONITORING OF AN ELECTRICAL LOAD ELEMENT | |
IL190494A (en) | Protection apparatus for an electrical load | |
CA1201160A (en) | Rotor protection apparatus | |
Roberts | The application of an induction motor thermal model to motor protection and other functions. | |
JPH099684A (en) | Thermal protector of inverter-driven motor | |
JPH05316797A (en) | Output controller for generator | |
JP2561062B2 (en) | Overcurrent relay | |
Rifaat | Industrial Motor Protection [History] | |
Zocholl | Induction Motors: Part II--Protection | |
KR100221239B1 (en) | Digital relay | |
JPH0255597A (en) | Motor protector | |
JP2001359297A (en) | Load controller | |
JPH09149546A (en) | Overload protector of induction motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 118659 Country of ref document: FI |
|
MM | Patent lapsed |