[发明专利]电机绕组的阻值、温度、状态的实时检测电路及其方法

说明书

技术领域

本发明属于电机领域，尤其是一种电机绕组的阻值、温度、状态的实时检测电路及其方法。

背景技术

异步电机在使用过程中，经常因为绕组的异常状态，如温度过高、开路、短路等原因导致损坏电机或其他电力设备，严重时可能带来安全事故。目前，电机绕组状态的检测电路和方法通常是在电机内部预埋一个温度传感器来测量绕组温度，但这种方式存在如下缺点：1、测出的温度值仅为绕组的局部温度，不能反映电机绕组的整体温度；2、对电机的机械加工要求非常高，在很多电机上不能安装实现；3、如果传感器或连接传感器线路损坏，则无法修理，只能替换整个电机。

随着变频器或其他控制器在电机上的广泛使用，电机绕组的电阻值已经成为影响控制器的控制精度的关键指标之一。在实际使用中，电机绕组的电阻值会随温度的变化而发生变化，如果可以实时检测到电机绕组的电阻值，可以大大改善控制器的控制精度和准确性。但是，目前还有没有更好地对电机绕线电阻的阻值、温度及开路或短路状态进行检测的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电机绕组的阻值、温度、状态的实时检测电路及其方法，该发明将恒流源和开关电路与电机绕组连接在一起对电机绕组的阻值、温度或状态进行实时检测，能够及时发现电机故障并停止电机工作，从而达到保护电机的目的。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种电机绕组的阻值、温度、状态的实时检测电路，由恒流源及开关电路连接构成，恒流源控制端口与控制恒流源电流输出的外部的恒流源控制信号相连，恒流源的电流输出端口与开关电路的输出端口相连，开关电路的控制端口与外部的开关控制信号相连，开关电路的输出端口分别与异步电机的三相绕组相连接。

而且，所述的开关电路包括六个开关管，六个开关管的栅极分别与外部的开关控制信号相连接，开关管Q1的发射极与开关管Q4的集电极相连接并作为输出端口U连接到异步电机的绕组A和恒流源的电流输出端口上，开关管Q2的发射极与开关管Q5的集电极相连接并作为输出端口V连接到异步电机的绕组B上，开关管Q3的发射极与开关管Q6的集电极相连接并作为输出端口W连接到异步电机的绕组C上，开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6的发射极与电源“公共端”相连。

而且，所述的开关管为变频器IGBT开关器件。

而且，所述的恒流源由三极管Q7、三极管Q8、三极管Q9、稳压管D1、电阻R1、电阻R2连接构成，外部的恒流源控制信号C通过电阻R2连接到三极管Q7的发射极上，三极管Q7的栅极与+5V电源相连接，三极管Q7的集电极与稳压管D1的正极以及三极管Q8、三极管Q9的栅极相连接，稳压管D1的负极与+15V电源相连接，三极管Q8、三极管Q9的发射极通过电阻R1与+15V电源相连接，三极管Q8、三极管Q9的集电极作为恒流源的电流输出端口通过二极管D2连接到开关电路的输出端口，三极管Q8、三极管Q9的集电极作为恒流源的电流输出端口还通过二极管D2与异步电机的绕组A相连接。

而且，所述的外部的恒流源控制信号和开关控制信号为微处理器或数字电路产生的数字信号0或1。

一种电机绕组阻值的实时检测方法，包括以下步骤：

步骤1：控制开关管Q4打开并使恒流源输出恒流电流，采集恒流源输出口的压差V_q；

步骤2：控制开关管Q5打开并使恒流源输出恒流电流，采集恒流源输出口的电压值V₁，该压差V₁＝V_AB+V_q，进而求出电机绕组A和B的电压V_AB及电机绕组A和B的电阻R_AB；

步骤3：根据异步电机的特性，其三相绕组的电阻值基本相同，即可求出电机三相绕组的电阻值R_A、R_B、R_C。

而且，所述控制开关管Q4打开方法为：将外部的开关控制信号V1、V2、V3、V5、V6设为0，将外部的开关控制信号V4设为1，则开关管Q1、Q2、Q3、Q5、Q6关闭，开关管Q4打开；所述控制开关管Q5打开方法为：将外部的开关控制信号V1、V2、V3、V4、V6设为0，外部的开关控制信号V5设为1，则开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q6关闭，开关管Q5打开；所述控制恒流源输出恒流电流的方法为：将恒流源控制信号C设为0，则恒流源输出恒流电流。

一种电机绕组温度的实时检测方法，包括以下步骤：