[發明專利]一種電機過力矩的保護方法

有效

• 申請號: 201510001539.3
• 申請日: 2015-01-04
• 公開（公告）號: CN104505811B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 劉國耀;吳明所;徐艷超;王成
• 申請（專利權）人: 南京科遠自動化集團股份有限公司
• 主分類號: H02H7/085
• 分類號: H02H7/085
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙)32238
• 代理人: 陳揚

1.一種電機過力矩的保護方法，其特征在于：該方法通過電流采樣電路、電壓采樣電路、處理器電路和位置傳感器電路對電機過力矩進行保護，其中，電流采樣電路包括電流互感器，電壓采樣電路包括電壓互感器，處理器電路包括單片機，位置傳感器電路包括絕對光電隔離編碼器，具體步驟如下：

步驟1，實時獲取電機的電壓、電流和電機控制開關運行位置信息：電流采樣電路、電壓采樣電路、位置傳感器電路分別采集電機的電壓、電流和電機控制開關運行位置，輸入給處理器電路；

步驟2，計算電機力矩：處理器電路依據以下公式計算當前的電機力矩：

F＝(P×η)/V，其中P＝U×I×cosθ，

式中：F為力矩；P為電機輸入功率；U為電壓；電流為I；cosθ為電機功率因數；V為電機輸出軸轉速；η為機電總效率；

步驟3，判定電機是否啟動：如果電機已啟動，進入步驟4；如果電機未啟動，進入步驟5；

步驟4，判定電機是否在運行至末端位置換向，所述的運行至末端位置換向是電動執行機構控制閥門開關至全開位置或全關位置時電機換相反轉工作；如果是，延時2s-6s后進入步驟5；如果否，延時100ms-2s后進入步驟5；

步驟5，比較當前力矩F是否大于等于設定值，處理器電路將當前力矩F與用戶設定過力矩保護的力矩設定值進行比較，如果大于等于設定值，進入步驟6；否則，返回步驟3進入下一輪過力矩保護分析；

步驟6，輸出報警和停閥信號。

2.根據權利要求1所述的電機過力矩的保護方法，其特征在于：步驟2中，力矩F是基于公式U×I×η＝F×V進行換算的，其中，η為機電總效率，實際測量獲得，其與電機輸出軸轉速密切相關，關系式如下：

η＝α×V²+β×V+γ

式中：V為電機輸出軸轉速，α為二次項系數，β為一次項系數，γ為常數項系數。

3.根據權利要求2所述的電機過力矩的保護方法，其特征在于：在機械傳動上，順時針和逆時針的傳動效率不一樣，順時針相對于逆時針傳動效率為0.95，單片機運算中根據電機運行狀態自動對機電總效率η值的修正。

4.根據權利要求1所述的電機過力矩的保護方法，其特征在于：步驟2中，P＝U×I×cosθ，其中：U是固定值，二相是220V，三相是380V；cosθ是電機功率因數，根據以下方法計算功率因數cosθ的θ值：

θ值是同一時刻電壓和電流的相位差，在某一時刻采樣獲取電壓u和電流i瞬時值，緊跟其后進行200us的采樣，由于電流電壓的頻率都是工頻，為50HZ，這樣一個周期就采樣100次，與之對應間隔圓周角度值就是3.6度，分別記錄電壓采樣過零點時間T1和電流采樣過零點時間T2，則：

過零點時電壓的相位：

過零點時電流的相位：

電壓U和電流I過零點相位差：θ＝|θ₁-θ₂|。