[發明專利]電機啟動過程保護裝置

有效

• 申請號: 201110370333.X
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102412563A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 畢純輝;孫凱;高尚;李淑鈺;胡麗杰;韓波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司;國家水力發電設備工程技術研究中心
• 主分類號: H02H7/093
• 分類號: H02H7/093
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電機啟動過程保護裝置。

背景技術

電機的啟動過程是電機運行過程中的一個重要過程，特別是交流異步電動機的啟動過程和抽水蓄能電機作為電動機時的異步啟動過程。電機異步啟動過程電流過大是電機自身無法克服的缺點，電機啟動過程電流過大不僅可以使電網產生過大的電壓降落而影響接在電網上的其它電機和電氣設備的正常運行，而且也會使電機本身受到過大電磁力的沖擊，還有使電機繞組過熱的危險，從而影響電機的運行安全。因此人們總是希望電機在啟動過程如果發生故障，即刻啟動保護設備，以免電機受到損壞。

發明內容

本發明的目的是公開一種電機啟動過程保護裝置，能夠精確測量電機啟動過程的瞬時轉速以及達到此轉速的精確時間，并且與電機設計的啟動過程理論轉速-時間曲線相比較，如果電機瞬時轉速背離電機的啟動過程理論轉速-時間曲線，則電機啟動過程發生故障，保護裝置迅速報警并啟動電機保護設備以達到保護電機的目的。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：電機啟動過程保護裝置包括主機、測速齒盤、轉速傳感器，主機由美國NI公司的NI?CompactRIO工業級嵌入式測控系統構成，系統集成了嵌入式實時(Real-time)控制器、可編程硬件邏輯(FPGA)和可重配置的I/O模塊，保護裝置主機具體包括：機箱內安裝實時控制器U1，繼電器模塊U2，NI-9401型數字I/O模塊U3，信號整形模塊U4，NI-9411型計數器模塊U5，聲光報警模塊U6，電機啟動后測速齒盤隨電機旋轉，轉速傳感器產生一系列轉速脈沖信號S，轉速脈沖S經過信號整形模塊U4整形后輸入到計數器模塊U5，控制器U1在電機啟動合閘信號的觸發下控制U5開始精確測量電機瞬時轉速，同時精確計量電機啟動時間，控制器U1把測量結果與存貯在內存中的電機設計啟動過程理論轉速-時間曲線數據比較，如果在第一時間點，電機瞬時轉速不小于內存中存貯的與第一時間點對應的理論瞬時轉速值，則電機啟動正常，繼續下一個瞬時轉速的測量；如果在第二時間點，新測量的電機瞬時轉速不小于內存中存貯的與第二時間點對應的理論瞬時轉速值，則電機啟動正常，繼續下一個瞬時轉速的測量，依次進行下去，直到完成電機啟動過程；如果在任何一個時間點上，測量的電機瞬時轉速明顯小于內存中存貯的與此時間點對應的理論瞬時轉速值，則表明電機啟動過程失常，控制器U1控制數字I/O模塊U3觸發聲光報警模塊U6即刻報警，同時通過控制U2關閉繼電器來啟動電機保護設備，以保護電機安全。本發明保護裝置主機控制器U1內存中預先輸入存貯與電機設計的啟動過程理論轉速-時間曲線對應的一系列數據。本發明是在電機啟動過程中按照電機的設計啟動過程理論轉速-時間曲線來判斷電機啟動是否正常的保護裝置，它最快可以在零點幾秒的時間內迅速檢測出電機異步啟動過程中出現的轉速異常，比傳統的繼電器保護方式能更快速地檢測出電機啟動過程中發生的故障，即刻起動電機保護設備，避免電機發生重大運行事故。

附圖說明

圖1是發明主機原理框圖

圖2是本發明應用工作連接框圖

具體實施方式

如圖1所示的電機啟動過程保護裝置，電機啟動過程保護裝置包括主機、測速齒盤、轉速傳感器，主機由美國NI公司的NI?CompactRIO工業級嵌入式測控系統構成，系統集成了嵌入式實時(Real-time)控制器、可編程硬件邏輯(FPGA)和可重配置的I/O模塊，保護裝置主機具體包括：機箱內安裝實時控制器U1，繼電器模塊U2，NI-9401型數字I/O模塊U3，信號整形模塊U4，NI-9411型計數器模塊U5，聲光報警模塊U6，電機啟動后測速齒盤隨電機旋轉，轉速傳感器產生一系列轉速脈沖信號S，轉速脈沖S經過信號整形模塊U4整形后輸入到計數器模塊U5，控制器U1在電機啟動合閘信號的觸發下控制U5開始精確測量電機瞬時轉速，同時精確計量電機啟動時間，控制器U1把測量結果與存貯在內存中的電機設計啟動過程理論轉速-時間曲線數據比較，如果在第一時間點，電機瞬時轉速不小于內存中存貯的與第一時間點對應的理論瞬時轉速值，則電機啟動正常，繼續下一個瞬時轉速的測量；如果在第二時間點，新測量的電機瞬時轉速不小于內存中存貯的與第二時間點對應的理論瞬時轉速值，則電機啟動正常，繼續下一個瞬時轉速的測量，依次進行下去，直到完成電機啟動過程；如果在任何一個時間點上，測量的電機瞬時轉速明顯小于內存中存貯的與此時間點對應的理論瞬時轉速值，則表明電機啟動過程失常，控制器U1控制數字I/O模塊U3觸發聲光報警模塊U6即刻報警，同時通過控制U2關閉繼電器來啟動電機保護設備，以保護電機安全。

電如圖2所示，當電機被啟動開始旋轉時，轉速傳感器產生一系列轉速脈沖信號，轉速脈沖信號輸入到電機啟動過程保護裝置主機，同時，電機的啟動合閘信號作為電機啟動過程保護裝置工作的啟動信號輸入到保護裝置主機。電機開始啟動旋轉時，電機啟動過程保護裝置在電機啟動合閘信號的觸發下開始精確測量電機瞬時轉速，同時精確計量電機啟動時間，并且與存貯在內存中的電機設計啟動過程理論轉速-時間曲線數據進行比較。如果保護裝置測量的瞬時轉速符合電機設計的啟動過程理論轉速-時間曲線，則電機啟動過程正常；如果保護裝置測量的任何一個時間點的瞬時轉速嚴重轉速背離電機設計啟動過程理論轉速-時間曲線，則裝置即刻報警并通過關閉繼電器啟動電機保護設備。