[发明专利]电机保护和控制装置、系统和/或方法

说明书

相关申请

本申请是非临时的并要求在2011年9月6日提交的美国临时专利申请第61/531,610号的权益，该专利申请通过引用以其全文结合在此。

版权声明

2012Cerus工业公司本专利文件披露的一部分包含受到版权保护的材料。版权所有者并不拒绝任何人对该专利文件或专利披露内容按照其在专利和商标局专利文件或记录中出现那样进行复制再现，但是其他情况下版权所有人保留所有版权权利。37CFR§1.71(d)，(e)。

技术领域

本申请涉及工业自动化系统、HVAC系统、泵送系统和类似实施方式的电机保护领域，并且具体地，涉及对此类电机提供保护和/或控制的电机起动器和相关电子设备。

背景技术

在建筑物自动化系统、暖通（HVAC）安装、泵送系统和其他工业实施方式中，使用起动器或者起动器机制来控制和保护电机是公知的。用于电机或类似物的起动器在本领域中是熟知的。典型的起动器包括与接触器结合从而在发生不希望的操作状态时将电机从线路功率上断开的热跳闸元件。国家电气规范（NEC）将组合起动器分类为提供热过载保护和电机断开功能的设备。

传统起动器的关键部件包括一个电磁接触器和一个过载继电器。此类传统起动器的电路系统经由一个单一设备提供电机控制和电机保护功能两者，该单一设备理想地具体地被选择或者被校准用于被控制的特定电机。可以通过接触器的调制来控制电机的操作（例如，起动和停止电机等），该接触器包括通过一个通电或断电线圈机电地/电磁地操作的多个可分离触头。闭合这些触头允许线路功率来激励电机，而打开这些触头将功率从电机上切断。

如上所述，起动器还能够向电机提供热保护（即过载保护）从而保护其免受不利操作状态影响。传统起动器通常包括一个为此目的提供的过载继电器。当在一个电力未损坏的电路中超过正常满载额定电流（例如，导线携带超过额定安培数的电流）操作设备时过载状态发生。通过过载继电器参照可适用的电流跳闸点（表示为跳闸曲线，该跳闸曲线将跳闸点指定为给定电机分类的电流和时间的函数）来检测过载。持续足够长时间量的过载状态会损坏电机、导线或其他设备。术语“过载”、“过载保护”和“过载继电器”是由国家电气制造商协会（NEMA）标准ICS2定义的，其全部内容通过引用结合在此。在过去，使用加热器/探测器元件（如使用双金属继电器或热加热器元件）来实现典型的过载继电器。然而，最近已经越来越多地使用电子过载。电子过载可以包括一个电流互感器或其他电流传感器来检测和监控提供给电机的电流。

对于简单的机电电机而言，具有控制和过载保护功能的传统起动器装置通常提供了充分的电机保护，如果其性能被校准到其所保护的具体电机。电机的每个分类具有其自身的可适用过载容差和操作参数。因此，为了确保被保护的具体电机（或电机类）给予适当水平的热保护，操作电机的起动器需要采用过载继电器和被具体地选择和校准的相应的过载跳闸电路。传统的校准程序需要安装者通过在一个电子过载继电器上将一个或多个电位计拨到一个已知的参数值（如电机的额定满载安培数（“FIA”））来手动地设置一个跳闸点，按照在电机铭牌上和/或系统原理图上所指定的内容。

对于适当校准的保护设备的要求在若干起动器被散装运送到原始设备制造商（OEM）的情况下会造成一个问题，并且该OEM将许多起动器散装运送到一个工作现场。到达该工作现场的起动器常常不会被标记或标号。安装者频繁地不适当地安装这些未标号的起动器，然后在不确保起动器适当校准的情况下尝试起动附接电机。这种程序是危险的并且会导致设备损坏、人身事故或者更坏的情况。如果系统需求或设备改变，如在一个HVAC系统中，当增加一个风扇或其他设备或者改变管道系统时，或者当增加、移除一个电机或泵等或改变其安装时，会产生一个类似的问题。不能确保该起动器是或者保持被适当地校准用于其所保护和/或控制的新负载会导致意想不到的和/或不希望的后果。

发明内容

当起动器在本领域中熟知时，本实施例提供了新颖和非显而易见的改进来解决申请人已经发现的伴随常规产品提供和传统安装的问题。本实施例可以提供整合的新颖和非显而易见功能，或者作为一个独立式过载继电器设备，或者合并到一个单一起动器外壳中，从而提供超越传统起动器的有效成本节约、便利安装/操作以及其他优势和/或改进的改进的保护。