《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》是南京因泰萊電器股份有限公司於2008年9月12日申請的專利，該專利的申請號為2008101961481，公布號為CN101349737，公布日為2009年1月21日，發明人是張杭、王俊峰、李晨陽。
《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》首先設定變數：電動機狀態變數S，取值0，1，2，分別對應於電動機的停運狀態、啟動狀態和運行狀態；計數器Counter和延時變數T；通過對模擬量的實時採集，得到電動機電流的幅值大小I；預設定一個常量，電動機的額定電流In；通過中斷調用方式進入狀態檢測判斷，根據採樣電流I與額定電流In間的大小比較，來判定電動機是在何種狀態。
2011年，《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》獲得第七屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
（概述圖為《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：電動機狀態檢測和啟動過程判別方法
- 公布號：CN101349737
- 公布日：2009年1月21日
- 申請號：2008101961481
- 申請日：2008年9月12日
- 申請人：南京因泰萊電器股份有限公司
- 地址：江蘇省南京市江寧科學園天元東路52號
- 發明人：張杭、王俊峰、李晨陽
- 分類號：G01R31/34（2006.01）、H02P1/02（2006.01）、H02H7/08（2006.01）
- 代理機構：南京知識律師事務所
- 類別：發明專利
- 代理人：張蘇沛
專利背景,發明內容,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2008年9月，電力系統中微機保護裝置普及，而針對於電動機的保護現行的通常還是包含過流、過負荷、過熱、啟動、堵轉、高低電壓保護等等。其中速斷保護要躲開電動機啟動時的大電流；定時限（反時限）過流要躲開電動機的啟動時間；啟動保護通常只是在啟動狀態時有效；堵轉則應該反映的是電動機的卡澀現象。上述幾種保護都和電動機的實時狀態密切相關，而電動機啟動狀態無疑是其比較特殊而且又至關重要的組成部分。因此，如何準確、可靠的檢測電動機的實時狀態，特別是電動機的啟動狀態直接關係到電動機相關的保護。在一些狀態判別中很多通過輔助開關量，如轉速開關來判斷，但是現在很多電動機並沒有這些輔助接點；也有通過固有延時來躲避電動機啟動，即認為電動機的啟動時間固定化，但是即使同類型的電動機也會存在差異，這種方式有很大的弊端。
發明內容
技術方案
《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》設定變數：電動機狀態變數S，取值0，1，2，分別對應於電動機的停運狀態、啟動狀態和運行狀態；計數器Counter和延時變數T；通過對模擬量的實時採集，得到電動機電流的幅值大小I；預設定一個常量，電動機的額定電流In；
通過中斷調用方式進入狀態檢測判斷：電動機的最原始狀態S＝0（停運狀態）開始，判斷採樣電流I大小，如果大於In，則計數器Counter加1，如此連續計數3次則將電動機狀態置為1（啟動狀態）；倘若採樣電流I＜0.05In，則認為電動機狀態仍然在S＝0（停運狀態）；倘若電流I在0.05In和In之間，則認為電動機已經有電流，先置為狀態S＝1，同時設定延時變數T一個時間值（比如10S），通過在T時間內的繼續檢測來判定電動機是在何種狀態；
當電動機狀態在S＝1（啟動狀態）時，繼續比較採樣電流I跟In間的大小，如果I＞In，說明電動機電流沒有回落，電動機狀態仍然在S＝1（啟動狀態）；倘若0.05In＜I＜In，則通過判斷延時變數T是否為零而判斷電動機狀態是S＝1（啟動狀態）還是由於電流的回落到達了S＝2（運行狀態）；為了保證可靠性，狀態1轉變為狀態2同樣要判斷連續累計3次；
當電動機狀態在S＝2（運行狀態）時，通過比較電流I與0.05In的大小來判斷電動機是否進入了狀態S＝0（停止狀態）。
有益效果
《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》拋開了傳統的只是靠固有延時設定來躲避電動機啟動的思想，同時摒棄了複雜的輔助判據，僅僅依靠電動機的電流對電動機的三種狀態進行準確捕捉，從而進行可靠的保護。簡單、易行、高效、可靠。
附圖說明
圖1是《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》實施例的電動機啟動曲線示意圖；
圖2是該發明實施例的狀態判別流程圖。
技術領域
《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》針對於中小型電動機的各種狀態進行實時檢測，特別是對電動機的啟動狀態進行準確地判斷，為電動機在各種狀態下的保護提供了有力的保障。
權利要求
1、《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》設定變數：電動機狀態變數S，取值0，1，2，分別對應於電動機的停運狀態、啟動狀態和運行狀態；計數器Counter和延時變數T；通過對模擬量的實時採集，得到電動機電流的幅值大小I；預設定一個常量，電動機的額定電流In；通過中斷調用方式進入狀態檢測判斷：電動機的最原始狀態S＝0（停運狀態）開始，判斷採樣電流I大小，如果大於In，則計數器Counter加1，將電動機狀態置為1（啟動狀態）；倘若採樣電流I＜0.05In，則認為電動機狀態仍然在S＝0（停運狀態）；倘若電流I在0.05In和In之間，則認為電動機已經有電流，先置為狀態S＝1，同時設定延時變數T一個時間值（比如10S），通過在T時間內的繼續檢測來判定電動機是在何種狀態；當電動機狀態在S＝1（啟動狀態）時，繼續比較採樣電流I跟In間的大小，如果I＞In，說明電動機電流沒有回落，電動機狀態仍然在S＝1（啟動狀態）；倘若0.05In＜I＜In，則通過判斷延時變數T是否為零而判斷電動機狀態是S＝1（啟動狀態）還是由於電流的回落到達了S＝2（運行狀態）；當電動機狀態在S＝2（運行狀態）時，通過比較電流I與0.05In的大小來判斷電動機是否進入了狀態S＝0（停止狀態）；狀態檢測判斷過程對於直接啟動的電動機，電動機啟動後立即進入啟動狀態，不需要經過T的延時等待；狀態檢測判斷過程對於降壓啟動的電動機，電動機啟動後經過T延時後判斷電流的狀態，只要在電動機啟動過程中採集到大於In的電流值，立即將T置為零，迅速準確的判斷狀態變化。
2、根據權利要求1所述的電動機狀態檢測和啟動過程判別方法，其特徵在於，電動機狀態從一個狀態向另外一個狀態變換時，為了保證判斷的可靠性，要求該判斷條件要連續計數達到3次再置為新的狀態，否則將計數器Counter清零返回。
3、根據權利要求1所述的電動機狀態檢測和啟動過程判別方法，其特徵在於，狀態檢測判斷採用10毫秒中斷來完成。
實施方式
為了準確、可靠的判斷電動機的各種狀態，《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》實施例採用電流突變的曲線來分辨狀態。
該發明實施例的技術方案是：該發明將電動機的狀態分為三種：停運、啟動和運行。研究發現電動機的啟動過程就是一個電流發生突變的過程。電動機的啟動電流通常為額定電流的4～8倍。即使在各種降壓啟動的模式下，其啟動電流也會超過額定電流的2～3倍。電動機在停運狀態時電流很小，或者認為為零，電動機啟動後則迅速增加到大電流，然後電流逐漸回落降低到穩定運行時的工作電流。由此可以得出電動機啟動的曲線如圖1所示。根據電動機啟動曲線，發明人有理由做出如下分析：不管是直接啟動還是降壓起動，電動機啟動過程均有一個超過額定電流In的然後回落的過程，發明人可以通過對電流幅值的實時採樣檢測來判斷電動機當前所處的狀態。
具體在微控制器上實現的方式：
如圖1、圖2所示，圖1為該發明實施例的電動機啟動曲線示意圖；圖2是該發明實施例的狀態判別流程圖。
根據圖1電動機啟動曲線的示意圖，發明人設計了圖2所示的流程圖，從而可以做如下的程式處理：
首先設定幾個變數，電動機狀態變數S，取值0，1，2，分別對應於電動機的停運狀態、啟動狀態和運行狀態；計數器Counter和延時變數T；通過對模擬量的實時採集，得到電動機電流的幅值大小I；預設定一個常量，電動機的額定電流In；對上述參數進行初始化後，通過中斷調用方式進入檢測判斷程式。電動機的最原始狀態是從S＝0（停運狀態）開始，此時判斷採樣電流I大小，如果大於In，則計數器Counter加1，如此連續計數3次則將電動機狀態置為1（啟動狀態）；倘若採樣電流I＜0.05In，則認為電動機仍然在狀態S＝0；倘若電流I在0.05In和In之間，則認為電動機已經有電流，先置為狀態S＝1，同時設定延時變數T一個時間值（比如10S），通過在T時間內的繼續檢測來判定電動機是在何種狀態。
當電動機狀態在S＝1（啟動狀態）時，繼續比較採樣電流I跟In間的大小。如果I＞In，說明電動機電流沒有回落，電動機仍在狀態S＝1（啟動狀態）；倘若0.05In＜I＜In，則通過判斷延時變數T是否為零而判斷電動機是狀態S＝1（啟動狀態）還是由於電流的回落到達了狀態S＝2（運行狀態）。為了保證可靠性，狀態1轉變為狀態2同樣要判斷連續累計3次。
當電動機狀態在S＝2（運行狀態）時，通過比較電流I與0.05In的大小來判斷電動機是否進入了狀態S＝0（停止狀態）。
根據圖2可以看出，電動機從一個狀態向另外一個狀態變換時，為了保證判斷的可靠性，要求該判斷條件要連續計數達到3次再置為新的狀態，否則將計數器Counter清零返回。
該狀態檢測程式採用10毫秒中斷來完成，任務處理簡單，對於2008年9月前所有電動機都可以做到迅速可靠的檢測。
上述程式處理過程對於直接啟動的電動機，包括高壓電動機，由於啟動電流突變迅速，電動機啟動後立即進入啟動狀態，不需要經過T的延時等待。
對於通過某些方式降壓啟動的電動機，其啟動曲線相對平緩，電流不會立即出現巨大的變化，此時採集上來的電流往往經過幾十或者數百毫秒才能達到超過額定電流的數值，此時經過T延時後可以很理想的判斷電流的狀態。只要在電動機啟動過程中採集到大於In的電流值，立即將T置為零，迅速準確的判斷狀態變化。
榮譽表彰
2011年，《電動機狀態檢測和啟動過程判別方法》獲得第七屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
