电动机双速起动的保护控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动机双速起动的保护控制系统，包括：主电路、驱动电路采样电路、显示模块以及用以控制前述电路的保护控制装置，保护控制装置包括：保护分析模块，对采样电流或电压数字信号进行保护分析并输出保护信息；启动控制模块，根据驱动电路的开关量输入电路DI发来的启动信号，进入开关量输出电路DO处理，并对应地控制开关量输出电路DO上对应的继电器工作，以对应地控制接触器KMA或接触器KMB；脱扣控制模块，使得对最先达到脱扣条件的保护信息发出命令。本发明专利技术保护控制系统可实现电机的平滑变极调速，且对电机转动过程出现的热过载进行保护。载进行保护。载进行保护。

【技术实现步骤摘要】
电动机双速起动的保护控制系统


[0001]本专利技术涉及一种控制系统，尤其涉及一种电动机双速起动的保护控制系统。

技术介绍

[0002]电动机可用于航天、汽车、电力以及化工等多领域，各领域中的诸多设备多采用电机控制，若采用普通电机直接启动，启动过程产生的额定电流较大，极易对输配电线路产生严重干扰，为了降低电流对输配电线路产生干扰，采用双速电动机控制设备的启动，双速电动机属于异步电动机变极调速，是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速，以降低电流，防止输配电线路产生干扰。
[0003]然而现有的双速电机在对设备控制的过程中，由时间内置互感器KT完成从低速起动，自动地转为高速运行的过程，只允许低速起动和高速运行，而无法低速运行，也无法高速起动，工作条件受限制，不能根据实际情况对电机的转速做出合适的调整，影响设备的使用。
[0004]并且电机对设备制动时，由于电机直流电只通入到一相绕组中，另外根据公式：n1＝60f/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速n1下降到原转速的一半，电动机额定转速n也将下降近似一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的，但这种调速方法是有级的，不能平滑调速，形成的制动磁场易导致电机震动、发出较大的噪音，影响工作人员的操作。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种电动机双速起动的保护控制系统，以实现电动机保护控制器的平滑调速、降低噪音。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种电动机双速起动的保护控制装置，包括：主电路、驱动电路、采样电路、显示模块以及用以控制前述电路和模块的保护控制装置，所述保护控制装置包括控制器；
[0008]所述主电路上对应的连接主断路器QF、保护控制装置、接触器后接入电动机，电动机上形成两组接线端，其中一组接线端与主电路连接，另一组接线端处对应地连接有两组接触器KMA和接触器KMB；
[0009]所述驱动电路包括继电器、开关量输入电路DI和开关量输出电路DO，所述开关量输入电路DI的子电路DI3和子电路DI5中对应地连接有启动按钮SB3和启动按钮SB4，以对应地向所述控制器发出电动机以速度A或速度B的启动信号；
[0010]所述采样电路包括从所述主电路采样模拟量信息的内置互感器、漏电互感器、电压采样电阻或接触器，以对应的向所述控制器发送采样数字信号；
[0011]所述控制器包括：
[0012]保护分析模块，对采样电流或电压数字信号进行保护分析并输出保护信息；
[0013]启动控制模块，根据所述驱动电路的开关量输入电路DI发来的启动信号，进入开
关量输出电路DO处理，并对应地控制开关量输出电路DO上对应的继电器工作，以对应地控制接触器KMA或接触器KMB；
[0014]脱扣控制模块，使得对最先达到脱扣条件的保护信息发出命令。
[0015]作为进一步改进，所述保护分析模块对采样数字信号进行热过载保护分析并输出保护信息，具体步骤包括：
[0016]a.获取实际电流I；
[0017]b.按照下式输出延时保护信息：
[0018][0019]其中：N＝I/Ir1，K为曲线速率，t为实际动作时间；I为实际电流，I
r1
为电机额定电流；
[0020]c.按照I2t计算电机的实际热容量；
[0021]d.根据时间常数和电机额定电流按照I
r12
T计算电机的定值热容量；
[0022]e.对电动机的热容以百分数计,实际热容量/定值热容量
×
100％，最大值为100％。
[0023]作为进一步改进，所述a步骤中，获取的为A或B任一速度的实际电流I；
[0024]所述e步骤中，获取A或B任一速度的在一段时间t的热容量百分比，并通过所述控制器进行如下判断：当所述热容量百分比均大于或等于100％时，保护控制系统报警。
[0025]作为进一步改进，所述e步骤中，当所述热容量百分比均小于100％时，电动机正常运行。
[0026]作为进一步改进，所述e步骤中，当一段时间内连续的所述热容量百分比大于预设值90％、且小于100％时，则调低校正系数γ，用该系数重新计算热容量为I2tγ，使得实际热容量降低，以对应地保护电动机以B或A速度的运行。
[0027]作为进一步改进，所述保护分析模块对采样数字信号进行电动机冷却分析并输出保护信息，当电动机从运行进入停车时或运行中电动机运行电流下降时,控制器根据电机的冷却特性控制电机的冷却:
[0028]Cc＝C
CH
×
e
‑
t/T
[0029]其中：Cc为当前热容，
[0030]C
CH
为停车前电机热容或电机运行电流下降时刻的热容，若电动机因为过载故障过作，则此值为100％；
[0031]T为设定的冷却时间/5，t为已经过去的冷却时间。
[0032]作为进一步改进，通过显示模块或者主机操作界面中在数据清除菜单中清除或者通过上位机清除，以实现对电动机热容清除。
[0033]作为进一步改进，电动机控制过程包括如下步骤：
[0034]S1、初始化所述控制器，通过初始化所述控制器，并建立与外部终端的信息连接，获得系统设定预值所形成的初始信息；
[0035]S2、控制器根据所述系统设定的预值，建立与所述采样电路的连接，获取所述采样电路的模拟量信息，并转换为数字量信息；
[0036]S3、检测所述数字量信息是否满足所述系统设定预值，并对应地将数字量信息在保护分析模块或启动控制模块分析处理。
[0037]作为进一步改进，所述S3中检测的数字量信息若不满足系统设定预值；则根据对检测的初始信息分析处理后发出启动信号至开关量输入电路DI和开关量输出电路DO处理，以控制开关量输出电路DO上对应的继电器工作，使得输出端对应的接触器KMA或KMB动作，当启动A，起动控制主电路接触器的KMA吸合，电机以对应地速度A启动，当启动B，起动主电路接触器的KMB吸合,电机以对应地速度B启动。
[0038]作为进一步改进，所述S3中检测的数字量信息若满足所述系统设定预值；则对检测的初始信息的分析处理后发出保护信号至开关量输入电路DI，开关量输入电路DI的断路器QF断开，报警并输出停止信息至跳闸出口，同时生成故障异常信息，并发送保护信号及故障异常信息至显示模块。
[0039]本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：本专利技术电动机双速起动的保护控制系统可实现电机的平滑变极调速，运行可靠，既可适用于恒转矩调速，也可适用于恒功率调速。不易导致电机震动、噪音低，便于工作人员操作，该保护控制系统可对电机转动过程出现的热过载进行保护。
附图说明
[0040]图1为本专利技术电动机双速起动的保护控制系统的电路原理图；
[0041]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动机双速起动的保护控制系统，其特征在于：包括主电路、驱动电路、采样电路、显示模块以及用以控制前述电路和模块的保护控制装置，所述保护控制装置包括控制器；所述主电路上对应的连接主断路器QF、保护控制装置、接触器后接入电动机，电动机上形成两组接线端，其中一组接线端与主电路连接，另一组接线端处对应地连接有两组接触器KMA和接触器KMB；所述驱动电路包括继电器、开关量输入电路DI和开关量输出电路DO，所述开关量输入电路DI的子电路DI3和子电路DI5中对应地连接有启动按钮SB3和启动按钮SB4，以对应地向所述控制器发出电动机以速度A或速度B的启动信号；所述采样电路包括从所述主电路采样模拟量信息的内置互感器、漏电互感器、电压电阻或接触器，以对应的向所述控制器发送采样数字信号；所述控制器包括：保护分析模块，对采样电流或电压数字信号进行保护分析并输出保护信息；启动控制模块，根据所述驱动电路的开关量输入电路DI发来的启动信号，进入开关量输出电路DO处理，并对应地控制开关量输出电路DO上对应的继电器工作，以对应地控制接触器KMA或接触器KMB；脱扣控制模块，使得对最先达到脱扣条件的保护信息发出命令。2.根据权利要求1所述的电动机双速起动的保护控制系统，其特征在于：所述保护分析模块对采样数字信号进行热过载保护分析并输出保护信息，具体步骤包括：a.获取实际电流I；b.按照下式输出延时保护信息：其中：N＝I/Ir1，K为曲线速率，t为实际动作时间；I为实际电流，I
r1
为电机额定电流；c.按照I2t计算电机的实际热容量；d.根据时间常数和电机额定电流按照I
r12
T计算电机的定值热容量；e.对电动机的热容以百分数计,实际热容量/定值热容量
×
100％，最大值为100％。3.根据权利要求2所述的电动机双速起动的保护控制系统，其特征在于：所述a步骤中，获取的为A或B任一速度的实际电流I；所述e步骤中，获取A或B任一速度的在一段时间t的的热容量百分比，并通过所述控制器进行如下判断：当所述热容量百分比大于或等于100％时，保护控制系统报警。4.根据权利要求3所述的电动机双速起动的保护控制系统，其特征在于：所述e步骤中，所述e步骤中，当所述热容量百分比均小于100％时，电动机正常运行。5.根据权利要求3所述的电动机双速起动的保护控制系统，其特征在于：所述e步骤中，所述e步骤中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继征，盛以良，陈子栋，
申请(专利权)人：帝森克罗德集团有限公司，
类型：发明
国别省市：