專(zhuān)利名稱：電機(jī)的停機(jī)溫度節(jié)能控制保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)(即定子繞組中預(yù)埋有測(cè)溫元件和電加熱元件
的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī))的停機(jī)溫度節(jié)能控制保護(hù)方法。
技術(shù)背景電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子是一個(gè)不均質(zhì)體，它由繞組(銅或鋁)、浸漆、硅鋼、絕緣膠、綁帶、氧化膜絕緣層、涂制絕緣層、以及加固、填充等幾種材料組成，各種材料的溫度特性、膨脹系數(shù)各不相同，溫度的驟升或驟降對(duì)電機(jī)影響很大，這種影響有時(shí)是致命的，其帶來(lái)的結(jié)果是電機(jī)有時(shí)會(huì)莫名其妙地?zé)龤?，甚至影響到定?轉(zhuǎn)子的鐵芯燒毀、變形而報(bào)廢。為了保護(hù)電機(jī)、延長(zhǎng)電機(jī)的壽命對(duì)電機(jī)的溫度驟變應(yīng)采取干預(yù)措施，因此大型電機(jī)定子一般都預(yù)埋有測(cè)溫元件和電加熱元件。 目前無(wú)論是國(guó)內(nèi)大的電機(jī)生產(chǎn)廠如上海、沈陽(yáng)、蘭州等電機(jī)廠還是國(guó)外知名電機(jī)廠，如西門(mén)子公司、GE公司等一般都在電機(jī)(大中型)中預(yù)埋有測(cè)溫元件和電加熱元件作為一臺(tái)電機(jī)整機(jī)出廠，但對(duì)電機(jī)的溫度控制則由配套電器單位設(shè)計(jì)來(lái)完成；即電機(jī)廠只預(yù)埋測(cè)溫元件和電加熱器件。而不參與控制設(shè)計(jì)。這一點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外都一樣。設(shè)計(jì)單位或電器成套單位則一般只滿足于在電機(jī)停機(jī)時(shí)給電機(jī)加熱而既不管環(huán)境溫度高低也不管電機(jī)溫度高低。其結(jié)果既浪費(fèi)了電能又使電機(jī)的溫度變化更加隨意。更有甚者，干脆對(duì)電加熱器視為可有可無(wú)，置之不理，既在設(shè)計(jì)時(shí)不預(yù)設(shè)計(jì)，實(shí)踐中更不應(yīng)用，使電加熱器形同虛設(shè)，電機(jī)溫度隨著環(huán)境溫度不同變化。由于電機(jī)生產(chǎn)商與設(shè)計(jì)單位或控制成套商對(duì)電機(jī)的管理出現(xiàn)空當(dāng)或脫節(jié)，造成了對(duì)電機(jī)溫度在停機(jī)期間的控制與保護(hù)的空白，而這一空白對(duì)電機(jī)的使用者則是重要的，如果電機(jī)使用環(huán)境差，就會(huì)使電機(jī)在起、停時(shí)產(chǎn)生呼吸現(xiàn)象，使外界的灰塵、潮氣等進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，這樣就易于造成維修間隔縮短，增加維修次數(shù)和成本，更容易在使用中燒毀電機(jī)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是通過(guò)在電機(jī)停止運(yùn)行期間的溫度智能控制與溫度保護(hù)，使電機(jī)在停機(jī)期間的溫度緩慢均衡變化，防止電機(jī)組成各材料間因膨脹系數(shù)不同，在溫度發(fā)生驟變時(shí)導(dǎo)致的電機(jī)各材料間的相對(duì)移動(dòng)，從而有效地保護(hù)電機(jī)的正常使用、延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命而設(shè)計(jì)了一種電機(jī)的溫度節(jié)能控制保護(hù)方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 電機(jī)停止運(yùn)行后的降溫過(guò)程使電機(jī)溫度按照合理的溫度曲線緩慢均衡降溫，信號(hào)
采集處理、升降溫曲線數(shù)學(xué)模型、智能控制組成溫度智能控制與溫度保護(hù)。
信號(hào)采集處理充分利用電機(jī)(指電機(jī)定子中預(yù)埋有測(cè)溫元件和帶有電加熱器的
電機(jī))的預(yù)埋測(cè)溫元件一般每臺(tái)電機(jī)預(yù)埋有六個(gè)測(cè)溫元件， 一相中有兩個(gè)，是防止一個(gè)損
壞后，另一個(gè)備用，平時(shí)使用中也有6個(gè)同時(shí)采集的，原系統(tǒng)中這一溫度多用于顯示和運(yùn)行
中超溫報(bào)警或停機(jī)，因此為使原系統(tǒng)溫度采集不受影響可更換為一進(jìn)兩出的電流/電壓變
送器，輸出信號(hào)為4 20mAa或者1_5V，在這個(gè)信號(hào)變化范圍內(nèi)，對(duì)電機(jī)定子實(shí)際溫度標(biāo)
定，也可理論計(jì)算二者相差無(wú)幾，均在誤差范圍內(nèi)，同時(shí)電機(jī)的開(kāi)停以開(kāi)關(guān)量的形式采集到
控制系統(tǒng)。 升降溫曲線數(shù)學(xué)模型通過(guò)對(duì)電機(jī)的實(shí)際溫度和環(huán)境溫度的采集、處理及邏輯判斷，以確定是否對(duì)電機(jī)的升溫或降溫過(guò)程進(jìn)行控制，如果實(shí)施控制，則按本發(fā)明給出的符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的溫控曲線和預(yù)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制，以確保電機(jī)這個(gè)不均質(zhì)物體的各材料間的膨脹應(yīng)力得到緩慢釋放。 升溫曲線預(yù)計(jì)在t時(shí)刻開(kāi)始升溫，電機(jī)溫度在自動(dòng)控制下升溫，沿曲線到達(dá)預(yù)定溫度，預(yù)定溫度為20 60°C。預(yù)計(jì)升溫升溫預(yù)計(jì)應(yīng)為電機(jī)升溫預(yù)到達(dá)溫度減去開(kāi)機(jī)前的電機(jī)溫度除以時(shí)間(根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的降溫時(shí)間)。判斷溫升速率是否在0. 18至0. 26之間。 降溫曲線降溫時(shí)的溫升速率為電機(jī)降溫前溫度減去環(huán)境溫度除以時(shí)間(根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的降溫時(shí)間)；溫升速率為0. 01 1間的任何曲線。 智能控制根據(jù)升降溫曲線數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)的軟件進(jìn)行控制，首先對(duì)電機(jī)溫度和環(huán)
境溫度實(shí)施采集和比較，經(jīng)邏輯判斷后確定是否啟動(dòng)電加熱器件以及啟動(dòng)電加熱器件的工
作狀態(tài)，如果啟動(dòng)，則按照數(shù)學(xué)模型加以控制。電機(jī)溫度升降溫時(shí)溫度變化應(yīng)符合如下關(guān)
系升降溫時(shí)的溫升速率為電機(jī)降溫前溫度減去環(huán)境溫度除以時(shí)間在0. 18至0. 26°C /min
之間，如果環(huán)境溫度> 4(TC，檢測(cè)溫升速率^ 0. 18則不啟動(dòng)根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)的加
熱裝置；如果環(huán)境溫度< 4(TC，檢測(cè)溫升速率不在0. 18至0. 26范圍內(nèi)，則啟動(dòng)該加熱裝
置，具體可根據(jù)電機(jī)溫度與環(huán)境溫度的關(guān)系變化進(jìn)行閉環(huán)溫度邏輯控制。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)一種電機(jī)的溫度節(jié)能控制保護(hù)方法，由于采用了信號(hào)采集處理、升
降溫曲線數(shù)學(xué)模型、智能控制等手段，而對(duì)于預(yù)埋有測(cè)溫元件和加熱元件的電機(jī)、發(fā)電機(jī)給
出了一種溫度控制方法，利用本發(fā)明方法可設(shè)計(jì)出多種集成電路或使用其它智能元器件實(shí)
現(xiàn)智能控制，來(lái)保護(hù)、保障電機(jī)使用、延長(zhǎng)電機(jī)壽命50%，減少維修次數(shù)，延長(zhǎng)維修期一倍以
上，通過(guò)以上方法有效的保護(hù)了電機(jī)，延長(zhǎng)了使用壽命從而提高了經(jīng)濟(jì)效力。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明可采用多種電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，如本實(shí)施例則采用電機(jī)內(nèi)部溫
度采集傳感器來(lái)采集信號(hào)，用溫度變送器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，CPU89C51做為邏輯控制芯片、雙向
可控硅做為電流調(diào)節(jié)元件。首先判斷電機(jī)是否啟動(dòng)，如有起、停信號(hào)后，電機(jī)本身的傳感器
采集到電機(jī)當(dāng)時(shí)溫度信息，通過(guò)外部傳感器采集到外部環(huán)境溫度信息，兩個(gè)溫度進(jìn)行比較，
自動(dòng)選擇溫度曲線，比較判斷是否需要加熱，不需要，則返回起點(diǎn)，從新采集判斷；需要加熱
則自動(dòng)根據(jù)數(shù)學(xué)模型比較溫升速率，通過(guò)邏輯判斷，開(kāi)啟雙相可控硅的導(dǎo)通角，以達(dá)到控制
溫度目的，至溫升到設(shè)定范圍，在整個(gè)變化過(guò)程中溫升速率符合在0. 18至0. 26范圍內(nèi)。電
機(jī)停止運(yùn)行后，經(jīng)邏輯判斷后確定是否啟動(dòng)電加熱器件以及啟動(dòng)電加熱器件的工作狀態(tài)，
如果啟動(dòng)，則按照數(shù)學(xué)模型加以控制。電機(jī)溫度升降溫時(shí)溫度變化應(yīng)符合如下關(guān)系升降溫
時(shí)的溫升速率為電機(jī)降溫前溫度減去環(huán)境溫度除以時(shí)間在0. 18至0. 26°C /min之間，如果
環(huán)境溫度> 4(TC，檢測(cè)溫升速率^ 0. 18則不啟動(dòng)加熱裝置；如果環(huán)境溫度< 4(TC，檢測(cè)溫
升速率不在0. 18至0. 26范圍內(nèi)，則啟動(dòng)該加熱裝置，具體可根據(jù)電機(jī)溫度與環(huán)境溫度的關(guān)
系變化進(jìn)行閉環(huán)溫度邏輯控制。電機(jī)停止運(yùn)行期間的溫度智能控制與溫度保護(hù)，使電機(jī)在
停機(jī)期間的溫度緩慢均衡變化，防止電機(jī)組成各材料間因膨脹系數(shù)不同，在溫度發(fā)生驟變
時(shí)導(dǎo)致的電機(jī)各材料間的相對(duì)移動(dòng)，從而有效地保護(hù)電機(jī)的正常使用、并延長(zhǎng)了電機(jī)使用壽命。
權(quán)利要求
一種電機(jī)的停機(jī)溫度節(jié)能控制保護(hù)方法，其特征在于信號(hào)采集處理、升降溫曲線數(shù)學(xué)模型、智能控制組成溫度節(jié)能控制保護(hù)系統(tǒng)。其信號(hào)采集處理是利用電機(jī)(指電機(jī)定子中預(yù)埋有測(cè)溫元件和帶有電加熱器的電機(jī))的預(yù)埋測(cè)溫元件對(duì)電機(jī)的實(shí)際溫度和環(huán)境溫度的自動(dòng)采集、處理及邏輯判斷，自動(dòng)確定是否對(duì)電機(jī)的升溫或降溫過(guò)程進(jìn)行控制，如果需控制，則按預(yù)先設(shè)定好的溫控曲線和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制，升溫曲線預(yù)計(jì)在t時(shí)刻開(kāi)始升溫，電機(jī)溫度在自動(dòng)控制下升溫，沿曲線到達(dá)預(yù)定溫度，預(yù)定溫度為20～60℃。預(yù)計(jì)升溫升溫預(yù)計(jì)應(yīng)為電機(jī)升溫預(yù)到達(dá)溫度減去開(kāi)機(jī)前的電機(jī)溫度除以預(yù)定達(dá)到的時(shí)間。判斷溫升速率是否在0.18至0.26之間。降溫曲線降溫時(shí)的溫升速率為電機(jī)降溫前溫度減去環(huán)境溫度除以時(shí)間，降溫速率為0.18～0.26之間。智能控制則根據(jù)升降溫曲線數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)的軟件對(duì)電機(jī)溫度和環(huán)境溫度實(shí)施采集和比較，經(jīng)邏輯判斷后確定是否啟動(dòng)電加熱器件以及啟動(dòng)電加熱器件的工作狀態(tài)，如果啟動(dòng)，則按照數(shù)學(xué)模型加以控制。電機(jī)溫度升降溫時(shí)溫度變化應(yīng)符合如下關(guān)系升降溫時(shí)的溫升速率為電機(jī)降溫前溫度減去環(huán)境溫度除以時(shí)間在0.18至0.26℃/min之間，如果環(huán)境溫度＞40℃，檢測(cè)溫升速率≥0.18則不啟動(dòng)加熱裝置；如果環(huán)境溫度＜40℃，檢測(cè)溫升速率不在0.18至0.26范圍內(nèi)，則啟動(dòng)加熱裝置，具體可根據(jù)電機(jī)溫度與環(huán)境溫度的關(guān)系變化進(jìn)行閉環(huán)溫度邏輯控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的電機(jī)的停機(jī)溫度節(jié)能控制保護(hù)方法，其特征在于可通過(guò)設(shè)計(jì)多種集成電路或其它智能元器件實(shí)現(xiàn)智能控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機(jī)(即定子繞組中預(yù)埋有測(cè)溫元件和電加熱元件的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī))的停機(jī)溫度節(jié)能控制保護(hù)方法。由于采用了信號(hào)采集處理、升降溫曲線數(shù)學(xué)模型、智能控制等手段，而對(duì)于預(yù)埋有測(cè)溫元件和加熱元件的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)給出了一種溫度控制方法，通過(guò)電機(jī)停止運(yùn)行期間的溫度智能控制與溫度保護(hù)，使電機(jī)在停機(jī)期間的溫度緩慢均衡變化，防止電機(jī)組成各材料間因膨脹系數(shù)不同，在溫度發(fā)生驟變時(shí)導(dǎo)致的電機(jī)各材料間的相對(duì)移動(dòng)，從而有效地保護(hù)電機(jī)的正常使用、延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。
文檔編號(hào)H02H7/08GK101751047SQ20081018307
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者楊慶申, 王靜爽 申請(qǐng)人:王靜爽