专利名称：监视和控制去激励交流电机中定子绕组温度的系统和方法
技术领域：
本发明通常地涉及一种交流电机，更具体的，涉及一种用于交流电机热保护的确 定定子绕组电阻的系统和方法。
背景技术：
热保护是监视电机状况的重要方面，因为电机故障常常与定子绕组绝缘的热应力 有关。通常这样估计在可接受的定子绕组温度极限以上，对于温度的每10°C的增长，电机 寿命减少50%。 交流电机的热保护不仅对于运行的电机很重要，对于去激励(de-energized)的 电机也很重要。在很多应用中，交流电机周期性地去激励，以便允许电机在下次启动前冷 却。同时，如果电机过热，过负荷继电器可被用于脱扣交流电机，以便保护电机绕组。如果 电机被过负荷继电器脱扣，在电机能被再次启动前典型地需要一定量的时间。或者，此恢复 时间可能太过保守且工作时间损失，或者，恢复时间可能太短且每次停机之后的未完整冷 却发生积累，可能由于过热导致对绕组绝缘的过早损坏。交流电机定子绕组绝缘的过热保护只是热保护的一个方面。当电机停机时，定子 绕组温度可下降到环境温度以下，导致定子绕组、电刷以及其他间隔(compartment)上的 结露。这种结露在某些应用中对电机寿命可能是有害的。为了防止结露或水分蓄积，可能 希望进行电机绕组预热，以便将定子绕组温度保持在环境温度以上。当前，为热保护目的而使用用于确定定子绕组温度的多种方法和机制。除了直接 定子绕组温度测量以外，基于热模型的和基于电机参数的温度估计方法是两种用于热保护 的技术。基于热模型的方法使用电机热模型来估计定子绕组温度。但是，由于热参数变化 和热参数识别的困难性，这些方法的准确度可能会落在可接受的范围之外。另外，由于冷却 条件的可能变化，热参数不总是恒定的，可能需要对于各个具体冷却条件下的各个电机进 行识别。另外，即使对于给定电机确定热模型或者温度测量，现有的定子绕组加热装置使 用定子绕组的两相加热电机，允许定子绕组中的单一电流流通路径。但是，这留下一相没有 被加热，或者依赖于感应加热。并且，由于定子电阻相对较小，典型地需要大的电压与电流 输入来加热电机。这种大的电压与电流输入可减少定子绕组的寿命。由于交流电机可能在定子绕组温度在可接受范围外的条件下或在定子绕组在过 高电压和电流输入下被加热的条件下承受损坏，去激励交流电机中定子绕组温度的准确监 视和控制对于电机保护目的是有益的。因此，希望设计一种准确的、非侵入的方法来以高效的方式且不对电机添加进一 步的电阻地监视和控制去激励交流电机中的定子绕组温度。
发明内容
本发明提供一种系统和方法，用于远程定子绕组电阻估计和用于空闲或停机状态 下的感应电机热保护的定子绕组加热。电机控制装置中的一系列开关的触发能够在电机控 制装置的输出中产生直流信号。对此直流信号进行分析以确定定子绕组电阻。于是，能基 于定子绕组的电阻确定定子绕组的温度。开关能够被控制以便将定子绕组加热到希望的温度。因此，根据本发明的一个方面，电机控制装置包括一电路，该电路具有可连接到交 流电源的输入和可连接到多相交流电机输入端的输出。该电路进一步包括多个开关装置， 其用于控制多相交流电机的端子电压和电流流动；以及连接到该电路的控制器。该控制器 被配置为，致动所述多个开关装置，以便在对应于到多相交流电机的输入的电机控制装置 的输出中产生直流信号，基于该直流信号确定多相交流电机的定子绕组电阻，并由定子绕 组电阻估计定子温度。根据本发明的另一个方面，用于监视和控制多相交流电机的方法包括这样的步 骤配置具有多个开关装置的电机控制装置，以便调节到多相交流电机的电压和电流。该方 法还包括这样的步骤将电机控制装置串联布置在交流电源和多相交流电机之间，在温度 估计模式中有选择地运行电机控制装置。在温度估计模式中运行电机控制装置还包括，向 位于多相电机的两相中的每一相的开关装置传送其中具有触发角的门极驱动信号，由此， 触发该开关装置，以便向由多相交流电机的两相形成的电流路径引入直流信号，测量被引 入多相交流电机的直流信号，基于测量得到的直流信号确定定子绕组的电阻，并且基于所 确定的电阻来计算定子绕组的温度。根据本发明的另一个方面，用于控制从交流电源到具有定子绕组的感应电机的电 压和电流传输的软启动器包括多个供应线，每个供应线对应于感应电机的一相。软启动器 还包括至少一个固态开关以及处理器，固态开关位于所述多个供应线中的每一个上，以调 节到感应电机的相电流和电机线电压。处理器被编程为同时触发在所述多个供应线中两个 的每一个上的所述至少一个固态开关中的一个以注入直流电流，并基于直流电流来确定定 子绕组的电阻。根据本发明的另一个方面，电机控制装置电气连接到多相交流电机。电机控制装置包括至少一个固态开关，其对应于多相交流电机的每相，以控制电流流动和端子电压。电 机控制装置还包括控制器，其被配置为触发多相交流电机的两相中的每一相上的固态开 关，以便将直流信号注入由所述两相构成的电流路径。该控制器还被配置为有选择地触发 附加的固态开关，以使多相交流电机的两相中的每一相上被触发的固态开关在多相电机的 相之间交替，由此向多相交流电机的各相注入具有基本相同量值的直流信号。本发明的多种其它特征和优点由下面的详细介绍和附图明了。
附图示出了当前设想的用于实现本发明的一优选实施例。在附图中附图1是根据本发明的电机控制装置的透视图；附图2是根据本发明一实施例的交流电机系统的示意图，其包括用于直流注入的电机控制装置；附图3是根据本发明一实施例触发如图2所示的两个开关以注入直流信号的图；附图4是根据本发明一实施例触发如图2所示的多个开关以注入直流信号以及加 热定子绕组的图；附图5是根据本发明一实施例用于直流注入的电机控制装置的直流等效电路的 示意图；附图6是根据本发明一实施例用于直流注入的电机控制装置的直流等效电路的 另一示意图；附图7是根据本发明一实施例用于直流注入的电机控制装置的直流等效电路的 另一示意图；附图8是根据本发明一实施例用于测量和控制交流电机温度的技术。
具体实施例方式这里给出的本发明的实施例涉及一种远程且无传感器定子绕组电阻估计系统和 方法，其用于监视交流(AC)电机的温度并用于向之提供热。例如，在一个实施例中，本发明 在电机控制装置或软驱动器中实现。软启动器10如附图1所示，包括在电机连接端或负载 端16上具有进气口 14的盖组件12。类似的进气口 18设置在软启动器10的电源端或线 路端20。盖组件12还容纳了电子控制器22。软启动器10还包括底部组件24以容纳各个 开关组件26、28、30。开关组件26-30中的每一个对于给定的软启动器10在构造上是相同 的，并对应于到多相交流电机的多相输入的一相。根据本发明的一个方面，软启动器的开关组件中的一对开关的致动受到控制以产 生直流信号，其在交流电机中的每相中是可被测量的。分析此直流信号以确定定子绕组电 阻，定子绕组电阻用于确定定子绕组的温度。基于测量得到的定子绕组的温度，软启动器中 的一对开关的致动可进一步受到控制以便向交流电机提供热。尽管下面关于具有Y形布置 连接的绕组的三相交流电机进行介绍，应当认识到，本发明的实施例也包括具有多种连接 形式(例如三角形布置)的绕组的其他多相电机。这些多种类型的交流电机各自的开关的 致动能受到修改，以便将直流信号注入电机的各相。参见附图2，示出了根据本发明一实施例的三相交流电机，且其一般地用参考标号40表示。如常规的，交流电机40由三个绕组42、44、46代表。在这种情况下，交流电机被 示为以Y形布置连接。可以明了，依据本发明的等效实施例，在不脱离本发明的范围的情况 下，交流电机可作为替代地以三角形布置连接。交流电机40的定子绕组42-46通过电机端 子56、58、60上的对应的多相电源线50、52、54可操作地连接到交流电源48。如图2所示，电机控制装置62连接在交流电源48和交流电机40之间。如之前关 于图1所介绍的，在本发明一示例性实施例中，电机控制装置62包括软启动器，其被配置为 在启动期间限制到交流电机40的暂态电压和电流，产生“软”电机启动。软启动器62的基 本结构在图2(即软启动器的电路)示为包括与每个电源线50-54或电源的每相相对应的 接触器64、66、68。软启动器62还包括每个电源线50-54上的开关装置70、72、74。在一个 示例性的实施例中，每个开关装置70-74由一对反并联的开关——例如晶闸管形式的固态 开关——构成，以便控制电流流动，并控制电机40的端子电压。就是说，晶闸管对70包括晶闸管76、78，其极性相反并且对于电源线50并联连接。同样地，晶闸管对72包括晶闸管 80、82，其极性相反并且对于电源线52并联连接。最后，晶闸管对74包括晶闸管84、86，其 极性相反并且对于电源线54并联连接。在一优选实施例中，晶闸管76、80、84前向导通，晶 闸管78、82、86反向导通。可以明了，给定该装置的最终用途，对于具体的电源线，晶闸管可 被设置成与二极管而不是与另一个晶闸管并联。在任一上面描述的实施例中，两个电源线 中的各个之上的晶间管能被控制，以便向交流电机40注入直流电压和直流电流，如下面描 述的那样。控制器或处理器88也被包括在软启动器62中，其被配置成通过门极驱动信号向 之的传送来控制晶闸管76-86，以及控制接触器64-68的断开与闭合。在交流电机40的启 动期间，软启动器62运行在“启动”模式，在此期间，控制器88使得对应于电源线50-54的 一个或多于一个接触器64-68断开，这样，电力从交流电源48经过晶间管对70-74，因而控 制施加于交流电机40的电流(并由此控制电压)。在交流电机40的启动之后，软启动器 62进入旁路模式，其中，控制器88使得每个电源线50-54上的接触器64-68闭合，从而使得 电力散失最小化。旁路模式因此被认为是软启动器62和交流电机40的“正常”运行模式。根据本发明一实施例，控制器88进一步被编程为在门极驱动模式(即“温度估计 模式”)中运行软启动器62，以便在交流电机40处于待机状态或被关闭时向交流电机40 的每个端子56-60注入直流信号。如附图2所示，在温度估计模式中 ，控制器88运行，以便 断开所有接触器64-68。交流电机40的一个相——例如相a——通过不致动或触发晶闸管 76,78保持断开，同时，其它两相的每一相的一个晶闸管——例如晶闸管76、78——被致动 或触发，以便产生直流信号的电流路径。这种方式的晶闸管76、78的运行将直流信号注入 交流电机40。对于每个直 流注入周期，通过位于电流路径内的包括在软启动器62中的电压 和电流传感器90、92、94，可测量和确定此直流信号。基于测量得到的直流信号，定子电阻能被计算为 其中，vd。和id。分别代表交流电机40的两线的相间(即线间)电压ν和相电流i 中的直流信号，k为由交流电机的结构决定的常数。也就是说，对于具有平衡且相等的绕组 电阻的三相交流电机，k= 1/2。但是，对于其它多相电机，或者对于替代布置中的绕组，k 可具有不同的值。另外，还可设想，如果希望的话，相间电压和相电流可在任意两相或全部 三相之间测量。也就是说，所注入的直流信号可在交流电机40的所有相中感生和测量。基于由直流信号注入估计得到的Rs，可监视定子绕组温度Ts。Rs变化与Ts变化线 性成比例，如 其中，Tstl和Rstl代表室温下的Ts和Rs ；力和或是由直流注入估计得到的Ts和Rs ； μ 是电阻率的温度系数。—旦电压和电流中的直流信号vd。和id。被确定，定子电阻Rs能根据公式1来估计， 于是，定子绕组温度Ts能实时地根据公式2基于所确定的Rs得到监视。在本发明一实施例 中，控制器88(图2)被配置为如果定子绕组温度落在预定阈值之下则产生警告(例如，可听的或可视的警告)。该警告允许操作人员采取希望的动作，例如启动交流电机40。或者， 该警告可自动触发控制器88进入加热模式，如下面详细讨论的那样。
控制器88也非对称地控制发送到晶闸管对70-74的门极驱动信号，以调节其开关 时间。在一实施例中，控制器88运行，以便在相间电压的下降过零点之前的特定触发角—— 例如α—同步地触发一个前向导通的晶闸管76、80、84以及一个反向导通的晶闸管78、 82、86。由于当选定的晶闸管被触发导通时相间电压是正的，电流将开始流动。在相间电压 的过零点之后的特定触发角例如α上，电流将下降至0，两个被触发的晶闸管自动关断。这 样，电流流动大约2α的时间，直流信号可被注入到两个相中。所注入的直流电流的量值可 通过调节触发角α而受到控制。当晶闸管80、86以α (例如，α < 30° )的触发角100 被触发时，电机线电压96(vd。)和相电流98(ib)的波形示例如图3所示。图4示出了当控制器88 (图2)被用于加热交流电机40的定子绕组时对于所有相 的相间电压102的波形以及对于相a的电流104的波形。在一实施例中，控制器88周期性 地触发所有晶间管76-86，调整触发角α 100，这样，所有三相定子绕组被注入相同量值的 直流电流。通过调整触发角α，直流电流量值可得到控制，因此，定子绕组的温度可得到控 制。在一优选实施例中，每个晶间管76-86在每个周期导通一次，以提供对于定子绕组每相 的均勻的加热。如图4所示，每当两个晶闸管在触发角α 100上被触发时，产生电流路径。 触发角α 100可被控制在希望的范围内，例如在0度和60度之间，以便保持每次不多于两 相中的到电源48的连接。由于在给定时间不多于两相被连接到电源48，交流电机40不会 启动。现在参照附图4，结合附图5-7，示出了在电机系统运行在加热器(heater)模式时 晶闸管76-86的控制。如图4所示，对于每一注入，接触器64-68被保持为断开，两个晶闸 管在电源48的对应的相间电压的下降过零点之前的触发角α 100上被触发。例如，在Vab 的下降过零点之前的触发角α 100上，晶闸管76、80被触发，以便向a相和b相注入直流电 压vab,d。以及直流电流ia,d。。为便于理解，代表晶闸管76、82的这种控制的直流等效电路在 图5中示出。相c断开并且直流电压vab,d。以及直流电流ia,d。被注入到由供电线50、52构 成的回路中。再次参照附图4，在Vbe的下降过零点之前，晶闸管80、86在下一个角度α 100上 被触发，以便向相b和相c注入直流电压vb。,d。和直流电流ib,d。。代表晶闸管80、86的这种 控制的直流等效电路如图6所示。相a断开且直流电压vb。,d。和直流电流ib,d。被注入到由 供电线52、54构成的回路中。再次参照附图4，在v。a&下降过零点之前，晶闸管78、84在触发序列的最后在角度 α 100上被触发，以便向相c和相a注入直流电压v。a, dc和直流电流i。, d。。代表晶闸管78、 84的这种控制的直流等效电路如图7所示。相b保持断开且直流电压v。a,d。和直流电流i。， d。被注入到由供电线54、50构成的回路中。如图4所示，所有六个晶闸管76-86在每个周期被触发一次，每相的电机定子绕组 在每个周期两次被注入电流(一次是正电流，一次是负电流)。由于所有六个晶闸管76-86 的周期性运行，被注入到电机40的直流信号接近周期性的交流信号。根据本发明的一个方面，当交流电机处于停止或关闭状态时的定子绕组温度可根 据如图8所示的技术(technique) 106得到监视和调节。技术106监视定子绕组的温度并通过控制所注入直流信号的频率或量值将定子绕组保持在目标温度之上，例如超过环境温 度或者冷凝温度几度。根据本发明一示例性实施例，定子绕组温度可通过在温度估计模式 和加热模式之间交替而得到监视和控制。技术106开始于步骤108，并确定电机是否正在运行。如果电机正在运行110，技 术106可进入视情况可选的电机运行子程序112。在子程序112中，技术106进入电机运行 温度估计模式114，其中，技术106确定电机温度。在步骤116中，电机温度被分析。如果电 机温度低于最大电机运行温度118，技术106在返回到步骤108之前进行到第一个视情况可 选的时间延迟120。如果电机温度高于最大电机运行温度122，技术106在步骤124中关闭 电机，并进行到电机空闲估计模式126，其在下面更为详细地讨论。如果电机在步骤124或步骤108之后被关闭或处于待机模式128，进入电机空闲温 度估计模式126以确定定子绕组温度。在步骤130中，直流信号被注入到定子绕组。直流 信号的量值在接下来的132中计算。在步骤134中，计算绕组电阻。技术106接着在步骤 136中计算绕组温度。在本发明一实施例中，公式1可用于在步骤134中计算绕组电阻，公 式2可用于在步骤136中计算绕组温度。接着，技术106向温度数据库138报告计算得到 的绕组电阻和温度。在步骤140中，技术106确定绕组温度是否在目标温度之上。在一优选实施例中， 目标温度可为定子绕组的冷凝温度或环境温度。如果绕组温度高于目标温度142，技术106 在返回步骤108之前进入第二个视情况可选的时间延迟144。甚至如果电机温度低于目标 温度，技术106可进入视情况可选的步骤146，以确定在预定时间段内电机定子绕组温度是 否被设计为下降到目标温度以下。如果绕组温度没有被设计为下降到目标温度148以下， 技术106继续到视情况可选的时间延迟144并返回到步骤108。但是，如果绕组温度低于目标温度150或绕组温度被设计为下降到低于目标温度 152，技术106进入电机加热器模式154。在电机加热器模式154期间，技术106查询温度数 据库以得到在步骤126-138期间确定的当前定子绕组温度，并且计算将定子绕组加热到目 标温度以上所需要的加热参数156。加热参数可包括晶闸管触发角、触发频率以及触发持续 时间。技术106于是使用加热参数来注入直流信号158。在步骤158的直流注入之后，技术 106在步骤126中再次进入温度估计模式并进行步骤130-138，以确定所注入的直流信号是 否充分地加热了定子绕组。对于公开的方法和设备，技术上的贡献在于，其提供了用于确定定子绕组电阻和 用于在空闲或关闭状态的交流电机热保护的加热定子绕组的控制器实现的技术。该技术控 制电机控制装置中的一系列开关的开关时间，以便在与到交流电机的输入对应的电机控制 装置的输出中产生直流信号，并由直流信号确定定子绕组电阻。定子绕组温度也能基于定 子绕组电阻来确定，且所述一系列开关的开关时间可受到控制，以便对定子绕组进行加热。
因此，根据本发明的一个方面，电机控制装置包括这样的电路其具有可连接到交 流电源的输入和可连接到多相交流电机输入端的输出。该电路进一步包括多个开关装置， 用于控制多相交流电机中的电流流动和端子电压；连接到该电路的控制器。该控制器被配 置成，致动所述多个开关装置，以便在对应于到多相交流电机的输入的电机控制装置的输 出中产生直流信号，基于该直流信号确定多相交流电机的定子绕组电阻，由定子绕组电阻 估计定子温度。
根据本发明的另一个方面，一种用于监视和控制多相交流电机的方法包括这样的 步骤配置具有多个开关装置的电机控制装置，以便调节到多相交流电机的电压和电流。该 方法还包括这样的步骤将电机控制装置配置为串联在交流电源和多相交流电机之间，有 选择地在温度估计模式中运行电机控制装置。在温度估计模式中运行电机控制装置还包 括将其中具有触发角的门极驱动信号传送到位于多相交流电机的两相中的每一相上的开 关装置，由此，触发开关装置以便将直流信号引入到由多相交流电机的两相形成的电流路 径，测量被引入多相交流电机的直流信号，基于测量得到的直流信号确定定子绕组的电阻， 并基于所确定的电阻来计算定子绕组的温度。
根据本发明的另一个方面，用于控制从交流电源到具有定子绕组的感应电机的电 压和电流的传输的软启动器包括多个供应线，每个供应线对应感应电机的一相。软启动器 还包括至少一个固态开关，其设置在所述多个供应线的每一个上，以便调节到感应电机的 电机线电压和相电流；处理器。处理器被编程为同时触发所述多个供应线的两个中的每一 个上的所述至少一个固态开关中的一个，以便注入直流电流并基于直流电流来确定定子绕 组的电阻。根据本发明的另一个方面，电机控制装置电气连接到多相交流电机。电机控制装 置包括至少一个固态开关，其对应于多相交流电机的每相，以控制电流流动和端子电压。电 机控制装置还包括控制器，其被配置成触发多相交流电机的两相中的每一相上的固态开 关，以便将直流信号注入到由该两相构成的电流路径。该控制器还被配置成有选择地触发 附加的固态开关，使得在多相交流电机的两相中的每一相上被触发的固态开关在多相电机 的相之间交替，由此向交流电机的每一相注入具有基本相等量值的直流信号。以优选实施例的形式介绍了本发明，应当明了，除之前记载的以外，等价方式、替 代方式以及修改是可行的，并且包含在所附权利要求的范围之内。
权利要求
一种电机控制装置，包括电路，其具有可连接到交流电源的输入和可连接到多相交流电机的输入端的输出，该电路包括多个开关装置，其控制多相交流电机的端子电压和电流流动；以及连接到该电路的控制器，其被配置成致动所述多个开关装置，以便在对应于到多相交流电机的输入的电机控制装置的输出中产生直流信号；基于直流信号，确定多相交流电机的定子绕组电阻；以及由定子绕组电阻，估计定子温度。
2.根据权利要求1的电机控制装置，其中，所述多个开关装置的每一个包括一对固态 开关，其中，每对固态开关对应于多相交流电机的一相，且其中，控制器致动第一对固态开 关中的第一固态开关和第二对固态开关中的第二固态开关。
3.根据权利要求2的电机控制装置，其中，每对固态开关包括一对反并联布置的晶闸管。
4.根据权利要求2的电机控制装置，其中，控制器被配置为有选择地致动第一和第二 固态开关，且其中，第一和第二固态开关分别对应于交流电机的第一相和第二相。
5.根据权利要求4的电机控制装置，其中，控制器被配置为在相间电压的下降过零点 之前的触发角上向第一和第二固态开关传送门极驱动信号，从而致动第一和第二固态开关。
6.根据权利要求5的电机控制装置，其中，控制器进一步被配置为在相同的触发角上向第一和第二固态开关传送门极驱动信号；以及控制第一和第二固 态开关的触发角，以改变直流信号的量值。
7.根据权利要求2的电机控制装置，其中，控制器进一步被配置为，在多相交流电机的 一个周期中，有选择地致动所述多个开关装置的每一个中的固态开关的每一个，使得被致 动的固态开关对在多相交流电机的相之间交替。
8.根据权利要求7的电机控制装置，其中，在多相交流电机的一个周期中有选择地致 动各个固态开关向多相交流电机的每相中注入直流信号，所注入的直流信号近似于周期性 的交流信号；且其中，控制器被进一步配置为，修改周期性交流信号的量值，以便调整定子温度。
9.根据权利要求8的电机控制装置，其中，控制器被进一步配置为，控制开关装置对的 触发角，从而改变周期性交流信号的量值。
10.根据权利要求1的交流控制装置，其中，控制器被进一步配置为 将所估计的定子温度与第一定子温度阈值进行比较；以及如果所估计的定子温度在第一定子温度阈值之下，在多相交流电机的一个周期中，有 选择地致动所述多个开关装置中的每一个，从而注入直流信号。
11.根据权利要求1的交流控制装置，其中，该控制器被配置为，当多相交流电机处于 静止状态时，致动所述多个开关装置，从而由少于多相交流电机的所有相的相产生电流路径。
12.根据权利要求1的交流控制装置，其中，控制器被进一步配置为将所估计的定子温度与第二定子温度阈值进行比较； 如果所估计的定子温度高于第二定子温度阈值，将交流电机保持在静止状态。
13.一种监视和控制多相交流电机的方法，包括配置具有多个开关装置的电机控制装置，以便调节到多相交流电机的电压和电流； 将电机控制装置布置为串联在交流电源和多相交流电机之间； 有选择地在温度估计模式中运行电机控制装置，其中，在温度估计模式中运行电机控 制器包括将具有触发角的门极驱动信号传送到多相交流电机的两相中的每一个上的开关装置， 从而触发开关装置，以便将直流信号引入由多相交流电机的两相构成的电流路径； 测量被引入多相交流电机的直流信号； 基于所测量的直流信号，确定定子绕组的电阻； 基于所确定的电阻，计算定子绕组的温度。
14.根据权利要求13的方法，其中，计算定子绕组温度包括根据下式计算定子绕组温度 其中，Tstl和Rstl分别代表定子绕组温度和室温下的定子绕组电阻；或为所确定的定子绕 组电阻；μ为电阻率的温度系数。
15.根据权利要求13的方法，其中，将门极驱动信号传送到两相中的每一个上的开关 装置包括，在希望的触发角上将门极驱动信号传送到两相上的每个开关装置中的一对晶闸 管中的一个。
16.根据权利要求13的方法，进一步包括修改门极驱动信号的希望的触发角，从而控 制直流信号的量值。
17.根据权利要求13的方法，进一步包括，将计算的定子绕组温度与预先确定的定子绕组温度阈值进行比较；以及 如果计算的定子绕组温度低于预先确定的定子绕组温度阈值，则以加热器模式运行电 机控制装置。
18.根据权利要求13的方法，其中，配置具有所述多个开关装置的电机控制装置包括 配置电机控制装置，该电机控制装置具有在多相交流电机的第一相、第二相和第三相的每 相上的开关装置；且其中，以加热器模式运行电机控制装置包括有选择地触发第二相和第三相的每个上的开关装置，以便在其中引入直流信号； 有选择地触发第一相和第三相的每个上的开关装置，以便在其中引入直流信号；以及 有选择地触发第一相和第二相的每个上的开关装置，以便在其中引入直流信号。
19.根据权利要求13的方法，其中，以加热器模式运行电机控制装置将周期性的直流 信号引入到第一、第二以及第三相的每一个，从而将交流信号引入多相交流电机并均勻地 加热多相交流电机的每个绕组。
20.根据权利要求19的方法，其中，以加热器模式运行电机控制装置还包括基于计算 的定子绕组温度来控制注入到多相交流电机的交流信号的量值，从而控制多相交流电机的绕组的发热。
21.一种控制从交流电源到具有定子绕组的感应电机的电压和电流传输的软起动器， 该软启动器包括多个供应线，每个供应线对应于感应电机中的一相；至少一个固态开关，其位于所述多个供应线的每一个上，以调节到感应电机的电机线 电压和相电流；以及处理器，其被编程为同步地触发至少两个固态开关以注入直流电流，每个固态开关在所述多个供应线中至 少两个的一个上；以及基于直流电流，确定定子绕组的电阻。
22.根据权利要求21的软启动器，其中，处理器进一步被编程为 基于所确定的定子绕组电阻，确定定子绕组温度；确定定子绕组温度是否在定子绕组温度阈值之下；以及如果定子绕组温度在定子绕组温度阈值之下，则有选择地触发所述至少一个固态开关 中的每一个，从而使得具有触发的固态开关的所述多个供应线中的两个在感应电机的相之 间循序交替。
23.根据权利要求22的软起动器，其中，处理器进一步被编程为，基于所述多个固态开 关中每一个的有选择的触发，向感应电机的每相注入量值相同的直流电流，所注入的直流 信号近似于注入到感应电机的相的交流电流。
24.根据权利要求23的软启动器，其中，处理器进一步编程为，控制交流电流的量值， 从而调节定子绕组温度。
25.根据权利要求21的软起动器，其中，位于所述多个供应线的每一个上的所述至少 一个固态开关包括以反并联配置布置的两个固态开关。
26.根据权利要求21的软启动器，其中，处理器在所述多个供应线的各个之间交替两 个固态开关的同步触发，从而加热三相电机的各相。
27.—个电气连接到多相交流电机的电机控制装置，该电机控制装置包括对应于多相交流电机的各相的至少一个固态开关，用于控制电流流动和端子电压；以及控制器，其被配置为触发多相交流电机的两相中的每一相上的固态开关，以便向由所述两相构成的电流路 径注入直流信号；以及有选择地触发附加固态开关，使得在多相交流电机的两相中的每一相上被触发的固态 开关在多相交流电机的相之间交替，由此向多相交流电机的每相注入具有基本相同量值的直流信号。
全文摘要
本发明涉及一种监视和控制空闲状态下的交流电机中的定子绕组温度的系统和方法。该系统包括一电路，其具有可连接到交流电源的输入和可连接到多相交流电机输入的输出。该电路进一步包括多个开关装置，其用于控制多相交流电机的端子电压和电流流动；连接到该电路的控制器。该控制器被配置为，致动所述多个开关装置，以便在对应于到多相交流电机的输入的电机控制装置的输出中产生直流信号，基于该直流信号确定或估计多相交流电机的定子绕组电阻，并由定子绕组电阻估计定子温度。于是，温度可通过到定子绕组的直流注入来控制和调节。
文档编号H02P23/10GK101841300SQ20091100027
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者B·陆, C·J·利布基, P·张, S·K·贝克尔, T·G·哈贝特勒 申请人:伊顿公司