[發明專利]電機繞組的阻值、溫度、狀態的實時檢測電路及其方法

有效

• 申請號: 201110183124.4
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102288827A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 馬赫;朱傳齊;陳川川
• 申請（專利權）人: 天津天安起重電器有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08;G01R31/06;G01R7/16
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于電機領域，尤其是一種電機繞組的阻值、溫度、狀態的實時檢測電路及其方法。

背景技術

異步電機在使用過程中，經常因為繞組的異常狀態，如溫度過高、開路、短路等原因導致損壞電機或其他電力設備，嚴重時可能帶來安全事故。目前，電機繞組狀態的檢測電路和方法通常是在電機內部預埋一個溫度傳感器來測量繞組溫度，但這種方式存在如下缺點：1、測出的溫度值僅為繞組的局部溫度，不能反映電機繞組的整體溫度；2、對電機的機械加工要求非常高，在很多電機上不能安裝實現；3、如果傳感器或連接傳感器線路損壞，則無法修理，只能替換整個電機。

隨著變頻器或其他控制器在電機上的廣泛使用，電機繞組的電阻值已經成為影響控制器的控制精度的關鍵指標之一。在實際使用中，電機繞組的電阻值會隨溫度的變化而發生變化，如果可以實時檢測到電機繞組的電阻值，可以大大改善控制器的控制精度和準確性。但是，目前還有沒有更好地對電機繞線電阻的阻值、溫度及開路或短路狀態進行檢測的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種電機繞組的阻值、溫度、狀態的實時檢測電路及其方法，該發明將恒流源和開關電路與電機繞組連接在一起對電機繞組的阻值、溫度或狀態進行實時檢測，能夠及時發現電機故障并停止電機工作，從而達到保護電機的目的。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種電機繞組的阻值、溫度、狀態的實時檢測電路，由恒流源及開關電路連接構成，恒流源控制端口與控制恒流源電流輸出的外部的恒流源控制信號相連，恒流源的電流輸出端口與開關電路的輸出端口相連，開關電路的控制端口與外部的開關控制信號相連，開關電路的輸出端口分別與異步電機的三相繞組相連接。

而且，所述的開關電路包括六個開關管，六個開關管的柵極分別與外部的開關控制信號相連接，開關管Q1的發射極與開關管Q4的集電極相連接并作為輸出端口U連接到異步電機的繞組A和恒流源的電流輸出端口上，開關管Q2的發射極與開關管Q5的集電極相連接并作為輸出端口V連接到異步電機的繞組B上，開關管Q3的發射極與開關管Q6的集電極相連接并作為輸出端口W連接到異步電機的繞組C上，開關管Q4、開關管Q5、開關管Q6的發射極與電源“公共端”相連。

而且，所述的開關管為變頻器IGBT開關器件。

而且，所述的恒流源由三極管Q7、三極管Q8、三極管Q9、穩壓管D1、電阻R1、電阻R2連接構成，外部的恒流源控制信號C通過電阻R2連接到三極管Q7的發射極上，三極管Q7的柵極與+5V電源相連接，三極管Q7的集電極與穩壓管D1的正極以及三極管Q8、三極管Q9的柵極相連接，穩壓管D1的負極與+15V電源相連接，三極管Q8、三極管Q9的發射極通過電阻R1與+15V電源相連接，三極管Q8、三極管Q9的集電極作為恒流源的電流輸出端口通過二極管D2連接到開關電路的輸出端口，三極管Q8、三極管Q9的集電極作為恒流源的電流輸出端口還通過二極管D2與異步電機的繞組A相連接。

而且，所述的外部的恒流源控制信號和開關控制信號為微處理器或數字電路產生的數字信號0或1。

一種電機繞組阻值的實時檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：控制開關管Q4打開并使恒流源輸出恒流電流，采集恒流源輸出口的壓差V_q；

步驟2：控制開關管Q5打開并使恒流源輸出恒流電流，采集恒流源輸出口的電壓值V₁，該壓差V₁＝V_AB+V_q，進而求出電機繞組A和B的電壓V_AB及電機繞組A和B的電阻R_AB；

步驟3：根據異步電機的特性，其三相繞組的電阻值基本相同，即可求出電機三相繞組的電阻值R_A、R_B、R_C。

而且，所述控制開關管Q4打開方法為：將外部的開關控制信號V1、V2、V3、V5、V6設為0，將外部的開關控制信號V4設為1，則開關管Q1、Q2、Q3、Q5、Q6關閉，開關管Q4打開；所述控制開關管Q5打開方法為：將外部的開關控制信號V1、V2、V3、V4、V6設為0，外部的開關控制信號V5設為1，則開關管Q1、Q2、Q3、Q4、Q6關閉，開關管Q5打開；所述控制恒流源輸出恒流電流的方法為：將恒流源控制信號C設為0，則恒流源輸出恒流電流。

一種電機繞組溫度的實時檢測方法，包括以下步驟：