[實用新型]星形連接三相電機(jī)和單相電機(jī)系統(tǒng)、運行狀態(tài)檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320207071.X
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN203217057U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧超;戴訓(xùn)江
• 申請（專利權(quán)）人: 艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R31/02;H02K11/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;賈萌

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般地涉及電機(jī)斷相保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種星形連接的三相電機(jī)系統(tǒng)、單相電機(jī)系統(tǒng)，以及電機(jī)運行狀態(tài)檢測裝置。

背景技術(shù)

電機(jī)損壞主要是由于電機(jī)在斷相狀態(tài)下運行引起的。電機(jī)斷相主要包括：電機(jī)繞組本身斷開引起的斷相、三相交流電源與電機(jī)端子之間連接線路斷開引起的斷相，以及交流電源各相線中發(fā)生的斷相或逆相。要進(jìn)行電機(jī)運行保護(hù)，則需要準(zhǔn)確并及時地對上述幾種情況的發(fā)生進(jìn)行檢測。

在一種已知方案中，考慮到電機(jī)在繞組本身故障情況下運行會導(dǎo)致繞組的異常發(fā)熱，通過檢測繞組的異常溫升來檢測繞組的損壞。具體地，通過在安裝電機(jī)時在繞組處安裝的溫度傳感器來檢測溫升。或者，考慮到溫度對電阻阻值的影響，通過估計電機(jī)定子繞組的電阻值來間接地確定定子繞組溫升，從而檢測繞組是否損壞。

在另一種已知方案中，利用光電耦合器，在交流電源的三相接觸器閉合時對各相線電壓進(jìn)行耦合，通過脈沖相差算法檢測三相電源的斷相和逆相故障。

實用新型內(nèi)容

然而，在上述第一種已知方案中，繞組的溫升也可能是由于過載等問題引起的，因而依據(jù)繞組溫度變化來確定繞組斷相可能是不準(zhǔn)確的。此外，通過估計繞組電阻來檢測斷相的方法需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和算法，增加了檢測成本。再者，這種方案只對繞組斷相進(jìn)行檢測，而沒有考慮由于電源故障引起的電機(jī)斷相運行，因而無法全面地對電機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行檢測。

此外，在上述第二種已知方案中，由于使用了光電耦合器，則在應(yīng)用于星形連接的電機(jī)時，會因為電機(jī)定子產(chǎn)生的反電動勢而無法檢測到三相接觸器與電機(jī)定子之間發(fā)生的線路斷開。此外，這種方案只對電源狀態(tài)進(jìn)行檢測，而不能檢測電機(jī)繞組的斷相，因而也無法全面地對電機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行檢測。

鑒于存在的問題，本實用新型的一個目的是提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、算法簡單、能夠準(zhǔn)確地檢測出由于電機(jī)繞組斷相而發(fā)生的電動機(jī)運行故障的檢測裝置、使用其的電機(jī)系統(tǒng)。

此外，本實用新型的另一個目的是提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、算法簡單、能夠準(zhǔn)確地檢測出各種原因引起的電機(jī)運行故障，并且準(zhǔn)確性不受定子反向電動式影響的檢測裝置、使用其的電機(jī)系統(tǒng)。

此外，本實用新型的再一個目的是提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、算法簡單、能夠準(zhǔn)確地檢測出由于電源故障引起的電機(jī)運行故障，并且準(zhǔn)確性不受定子反向電動式影響的檢測裝置、使用其的電機(jī)系統(tǒng)。

根據(jù)本公開的一個方面，提供一種檢測裝置，用于檢測電機(jī)運行狀態(tài)，包括：電阻器網(wǎng)絡(luò)，能夠連接到電機(jī)定子的三相繞組，并且設(shè)置有檢測點對；測量單元，用于測量能夠反映檢測點對之間的電阻值的物理量；以及繞組狀態(tài)確定單元，用于根據(jù)所測量的物理量的值確定繞組的運行狀態(tài)；其中，電阻器網(wǎng)絡(luò)和檢測點對被布置為三相繞組中的每一相繞組的通斷狀態(tài)組合之一所導(dǎo)致的檢測點對之間的電阻值不同于另一組合所導(dǎo)致的檢測點對之間的電阻值。

在根據(jù)本公開的實施例中，電阻器網(wǎng)絡(luò)可以包括第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器和第四電阻器，并且按照第三、第一、第二和第四電阻器的順序串聯(lián)連接。串聯(lián)電阻器組的兩端以及第一和第二電阻器的連接點被配置為分別與電機(jī)定子的三相繞組連接。并且第三和第一電阻器的連接點以及第二和第四電阻器的連接點可以用作檢測點對。

在根據(jù)本公開的實施例中，測量單元可以包括：分壓單元；直流電源，經(jīng)由分壓單元連接到檢測點對中的第一檢測點；以及電壓測量單元，用于測量第一檢測點處的電壓值作為物理量。其中，檢測點對中的第二檢測點可以被接地。

在根據(jù)本公開的實施例中，檢測裝置還可以包括：控制單元，用于在電機(jī)從交流電源斷開的情況下，啟動檢測裝置的檢測。

在根據(jù)本公開的實施例中，控制單元可以被進(jìn)一步配置為在檢測裝置初始化之后、交流電源接通之前啟動檢測裝置的檢測。

在根據(jù)本公開的實施例中，控制單元可以被進(jìn)一步配置為在電機(jī)處于周期性斷電期間啟動檢測裝置的檢測。

在根據(jù)本公開的實施例中，繞組狀態(tài)確定單元可以被進(jìn)一步配置為根據(jù)測量的預(yù)定數(shù)量的物理量的平均值確定繞組的運行狀態(tài)。

在根據(jù)本公開的實施例中，檢測裝置還可以包括交流電源檢測單元。交流電源檢測單元可以包括：線電壓計算單元，用于計算各相線之間的線電壓；以及電源狀態(tài)確定單元，用于根據(jù)所計算的線電壓確定交流電源的工作狀態(tài)。

在根據(jù)本公開的實施例中，線電壓計算單元可以包括第一和第二差分運算放大器。該第一和第二差分運算放大器的正向和反向輸入端共同連接到三相電源的其中一個相線。該第一和第二差分運算放大器的剩余的輸入端分別經(jīng)由電阻器連接到另外兩個相線。并且，該第一和第二差分運算放大器的輸出端連接到電源狀態(tài)確定單元。