一種線圈繞組的溫升測量方法及裝置製造方法
2023-06-01 05:55:26 2
一種線圈繞組的溫升測量方法及裝置製造方法
【專利摘要】本申請提供的線圈繞組的溫升測量方法及裝置首先測量線圈繞組在斷電狀態下的阻值；再測量該線圈繞組在正常通電狀態下的阻值；最後利用線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對上述步驟測得的阻值進行計算，得到該線圈繞組的實際溫度。由於本方法及裝置是利用測量線圈繞組在通電和斷電兩種情況下的阻值，然後根據金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對阻值進行計算得到線圈繞組的實際溫度，因此能夠避免熱電偶法受操作因素和布點因素的影響而很難測量出線圈繞組的實際溫度的缺陷，從而能夠得到線圈繞組在帶電狀態下的實際溫度。
【專利說明】一種線圈繞組的溫升測量方法及裝置
【技術領域】
[0001]本申請涉及電氣【技術領域】，更具體地說，涉及一種線圈繞組阻值的溫升測量方法及裝置。
【背景技術】
[0002]對包含線圈繞組的元器件來說，其線圈繞組所能承受的最高溫度是有一定限度的，即線圈繞組的溫升不能超過絕緣溫升限值，因此必須在設計階段對線圈繞組的溫升進行測量。一般測量線圈繞組溫升的方法是熱電偶法，即直接把熱電偶埋入繞組進行測試，但是此法受操作因素和布點位置等影響很難精準測量出線圈繞組的實際溫度。因此亟需一種方法對線圈繞組的實際溫度進行測量
【發明內容】
[0003]有鑑於此，本申請提供一種線圈繞組的溫升測量方法及裝置，用於測量線圈繞組在帶電狀態下的實際溫度，以解決熱電偶法無法精確測量的問題。
[0004]為了實現上述目的，現提出的方案如下:
[0005]一種線圈繞組的溫升測量方法，包括如下步驟:
[0006]測量所述線圈繞組在斷電情況下的阻值，並將該阻值作為第一阻值；
[0007]測量所述線圈繞組在正常通過交流電的情況下的阻值，並將該阻值作為第二阻值；
[0008]利用所述線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對第一阻值和第二阻值進行計算，得到所述線圈溫度的實際溫度。
[0009]一種線圈繞組的溫升測量裝置，包括:
[0010]電阻測量電路，用於測量所述線圈繞組在斷電情況下的阻值，並將該阻值作為第一阻值；還用於測量所述線圈繞組在正常通過交流電的情況下的阻值，並將該阻值作為第二阻值；
[0011]計算模塊，用於利用所述線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對第一阻值和第二阻值進行計算，得到所述線圈溫度的實際溫度。
[0012]優選的，所述電阻測量電路包括:
[0013]交流電源，兩端分別與所述線圈繞組的兩端相連接，用於向所述線圈繞組輸出交流電能；
[0014]直流濾波電路，設置在用於連接所述交流電源與所述線圈繞組的線路上；
[0015]恆流源，用於向所述線圈繞組輸入直流電流；
[0016]交流濾波電路，設置在用於連接所述恆流源與所述線圈繞組的線路上；
[0017]直流電壓檢測電路，用於測量所述線圈繞組的兩端的壓降值；所述壓降值與恆流源的電流值用於作為計算所述線圈繞組的阻值的依據。
[0018]優選的，所述直流濾波電路包括第一電容。
[0019]優選的，所述交流濾波電路為低通濾波電路。
[0020]優選的，所述低通濾波電路包括:
[0021]電感，一端與所述恆流源的電流流出端相連接，另一端與所述線圈繞組的一端相連接；
[0022]第二電容，兩端分別與所述恆流源的電流流出端、電流流入端相連接。
[0023]優選的，所述低通濾波電路還包括:
[0024]單刀雙擲開關，其動端與所述電感的另一端相連接、其兩個不動端分別與所述恆流源的電流流入端、所述線圈繞組相連接。
[0025]優選的，所述直流電壓檢測電路包括:
[0026]電壓傳感器，用於檢測所述線圈繞組的兩端的電壓信號；
[0027]壓降值輸出電路，用於根據所述電壓信號輸出所述壓降值。
[0028]優選的，所述壓降值輸出電路包括模數轉換電路。
[0029]優選的，所述直流電壓檢測電路還包括:
[0030]顯示電路，與所述壓降值輸出電路的信號輸出端相連接，用顯示所述壓降值。
[0031]從上述技術方案可以看出，本申請提供的線圈繞組的溫升測量方法及裝置首先測量線圈繞組在斷電狀態下的阻值；再測量該線圈繞組在正常通電狀態下的阻值；最後利用線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對上述步驟測得的阻值進行計算，得到該線圈繞組的實際溫度。由於本方法及裝置是利用測量線圈繞組在通電和斷電兩種情況下的阻值，然後根據金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對阻值進行計算得到線圈繞組的實際溫度，因此能夠避免熱電偶法受操作因素和布點因素的影響而很難測量出線圈繞組的實際溫度的缺陷，從而能夠得到線圈繞組在帶電狀態下的實際溫度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本申請實施例提供的一種線圈繞組的溫升測量方法的流程圖；
[0034]圖2為本申請另一實施例提供的一種線圈繞組的溫升測量系統的結構圖；
[0035]圖3為本申請提供的一種電阻測量電路的結構圖；
[0036]圖4為本申請提供的另一種電阻測量電路的結構圖。
【具體實施方式】
[0037]下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
[0038]實施例一
[0039]圖1為本申請實施例提供的一種線圈繞組的溫升測量方法的流程圖。
[0040]如圖1所示，本實施例提供的溫升測量方法包括如下步驟:
[0041]SlOl:測量線圈繞組在冷態下的阻值。
[0042]所謂冷態，即該線圈繞組處於不帶電、即斷電狀況，且處於室溫狀態下的阻值，將該狀態下測量的阻值作為第一阻值。
[0043]S102:測量線圈繞組在熱態下的阻值。
[0044]所謂熱態，即當線圈繞組處於通電狀態、即通過交流電且穩定後的狀態，這時由於其溫度發生了變化，金屬導線的電阻會隨著溫度的變化而變化，因此其阻值會與冷態下的阻值不同。測量此時的阻值，將該阻值作為第二阻值。
[0045]S103:計算線圈繞組的實際溫度。
[0046]金屬導線的電阻變化與溫度變化之間的關係是一種非線性的關係，但是在某種溫度範圍內可近似看做線性關係，通過分段線性的辦法可以得到誤差極小的電阻與溫度之間的關係式。利用該關係式對第一阻值和第二阻值進行計算即可得到該線圈繞組的實際溫升，且精度極高。
[0047]特定的金屬材料的電阻與溫度之間的關係式是確定的，在很多的公開資料中都有記載，因此在此不再做詳細介紹。
[0048]從上述技術方案可以看出，本實施例提供的線圈繞組的溫升測量方法首先測量線圈繞組在斷電狀態下的阻值；再測量該線圈繞組在正常通電狀態下的阻值；最後利用線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對上述步驟測得的阻值進行計算，得到該線圈繞組的實際溫度。由於本方法是利用測量線圈繞組在通電和斷電兩種情況下的阻值，然後根據金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對阻值進行計算得到線圈繞組的實際溫度，因此能夠避免熱電偶法受操作因素和布點因素的影響而很難測量出線圈繞組的實際溫度的缺陷，從而能夠得到線圈繞組在帶電狀態下的實際溫度。
[0049]實施例二
[0050]圖2為本申請另一實施例提供的一種線圈繞組的溫升測量系統的結構圖。
[0051]如圖2所示，本實施例提供的溫升測量系統包括電阻測量電路和計算模塊。
[0052]電阻測量電路用於測量線圈繞組在冷態下的阻值。
[0053]所謂冷態，即該線圈繞組處於不帶電、即斷電狀況，且處於室溫狀態下的阻值，將該狀態下測量的阻值作為第一阻值。
[0054]電阻測量電路還用於測量線圈繞組在熱態下的阻值。
[0055]所謂熱態，即當線圈繞組處於通電狀態、即通過交流電且穩定後的狀態，這時由於其溫度發生了變化，金屬導線的電阻會隨著溫度的變化而變化，因此其阻值會與冷態下的阻值不同。測量此時的阻值，將該阻值作為第二阻值。
[0056]計算模塊用於計算線圈繞組的實際溫度。
[0057]金屬導線的電阻變化與溫度變化之間的關係是一種非線性的關係，但是在某種溫度範圍內可近似看做線性關係，通過分段線性的辦法可以得到誤差極小的電阻與溫度之間的關係式。該計算模塊即利用該關係式對第一阻值和第二阻值進行計算即可得到該線圈繞組的實際溫升，且精度極高。
[0058]從上述技術方案可以看出，本實施例提供的線圈繞組的溫升測量系統包括電阻測量電路和計算模塊，電阻測量電路用於測量線圈繞組在斷電狀態下的阻值；還用於測量該線圈繞組在正常通電狀態下的阻值；計算模塊用於利用線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對上述步驟測得的阻值進行計算，得到該線圈繞組的實際溫度。由於本系統是利用測量線圈繞組在通電和斷電兩種情況下的阻值，然後根據金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對阻值進行計算得到線圈繞組的實際溫度，因此能夠避免熱電偶法受操作因素和布點因素的影響而很難測量出線圈繞組的實際溫度的缺陷，從而能夠得到線圈繞組在帶電狀態下的實際溫度。
[0059]實施例三
[0060]圖3為本申請實施例提供的電阻測量電路的結構圖。
[0061]如圖3所示，本實施例提供的電阻測量電路包括交流電源50、直流濾波電路40、恆流源20、交流濾波電路30和直流電壓檢測電路10。
[0062]交流電源50的電壓輸出端的火線、零線分別與待測的線圈繞組100的兩端相連接，用於向該線圈繞組100輸出符合設計工況的交流電。
[0063]直流濾波電路40包括第一電容Cl，用於濾除測量時恆流源20向待測的線圈繞組100輸出直流電流時的直流分量。第一電容Cl設置在用於連接線圈繞組100與交流電源50的火線的連線上。
[0064]在利用恆流源20向線圈繞組100注入直流電流時，該第一電容Cl能夠將直流分量濾除掉。
[0065]恆流源20的電流流出端21、電流流入端22分別與線圈繞組100的兩端相連接，用於向線圈繞組100輸出直流電流，由於直流電流的電流很小，因此不會對線圈繞組100的溫升造成影響。
[0066]交流濾波電路30設置在用於連接恆流源20與線圈繞組100的連線上。具體為包括電感L和第二電容C2構成的低通濾波電路，電感L設置在用於連接恆流源20的電流流出端21與待測的線圈繞組100的一端的連線上，第二電容C2與該恆流源20並聯。
[0067]電感L與第二電容C2構成的低通濾波電路用於將施加在待測的線圈繞組100兩端的交流電濾除，以避免對恆流源20與直流電壓檢測電路10造成影響。
[0068]直流電壓檢測電路10用於對恆流源20在待測的線圈繞組100產生的電壓值，即壓降值。其信號輸入端的兩端分別與恆流源20的電流流入端22、電流流出端21相連接。
[0069]當恆流源20輸出電流時，就會在待測的線圈繞組100的兩端產生電壓，根據歐姆定律，線圈繞組100兩端的電壓值與恆流源20的電流值的比值即為待測線圈繞組100的電阻值。
[0070]直流電壓檢測電路10包括電壓傳感器(未示出)和壓降值輸出電路(未示出)。電壓傳感器用於根據恆流源的電流流入端與電流流出端之間的電壓輸出電壓信號；壓降值輸出電路用於對該電壓信號進行變換，輸出該壓降值。另外，該直流電壓檢測電路還可以包括與壓降值輸出電路相連接的顯示電路(未示出)，用於對該壓降值進行直觀的顯示。
[0071]本實施例中由於包含了低通濾波電路，因此直流檢測電路檢測到的電壓值其實包含了電感L的壓降值和待測的線圈繞組100的壓降值。當電感L的電阻相對於待測的線圈繞組100的電阻很小、例如差別在數量級以上時，電感L的電阻可以忽略不計，對於測量結果不會造成多大影響；如果電感L的電阻相對於線圈繞組100的電阻相差不大時，會對測量結果造成很大的影響。為了避免這一不利後果，對電阻測量電路可以做成如下改進。
[0072]改進後的電阻測量電路是增加一個單刀雙擲開關K，具體連接方式如圖4所示。
[0073]該單刀雙擲開關K的動端kl和電感L與恆流源20的連接的一端的相對端相連接，其兩個不動端分別作為第一不動端k2和第二不動端k3，第一不動端k2與恆流源20的電流流入端22相連接，第二不動端k3與待測的線圈繞組100相連接。
[0074]當交流電源50對線圈繞組100加電，待線圈繞組100達到溫升的穩態後，首先將單刀雙擲開關K的動端kl與第一不動端k2相連接，這時利用直流電壓檢測電路10檢測恆流源20的電流流入端22與電流流出端21之間的電壓，將其作為第一壓降值；然後將動端kl與第二不動端k3相連接，利用直流電壓檢測電路10檢測恆流源20的電流流出端21與電流流入端22之間的電壓，將其作為第二壓降值。將第二壓降值減去第一壓降值即為待測的線圈繞組100在恆流源20的驅動下的真實的壓降值，再利用歐姆定律將其與恆流源20的電流值進行計算即可得到純粹的電阻值。從而能夠比不增加單刀雙擲開關K前得到更為精確的實際電阻值，從而能夠計算更為精確的線圈繞組100的溫升。
[0075]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種線圈繞組的溫升測量方法，其特徵在於，包括如下步驟: 測量所述線圈繞組在斷電情況下的阻值，並將該阻值作為第一阻值； 測量所述線圈繞組在正常通過交流電的情況下的阻值，並將該阻值作為第二阻值；利用所述線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對第一阻值和第二阻值進行計算，得到所述線圈溫度的實際溫度。
2.一種線圈繞組的溫升測量裝置，其特徵在於，包括: 電阻測量電路，用於測量所述線圈繞組在斷電情況下的阻值，並將該阻值作為第一阻值；還用於測量所述線圈繞組在正常通過交流電的情況下的阻值，並將該阻值作為第二阻值； 計算模塊，用於利用所述線圈繞組的金屬導線的電阻與溫度之間的關係式對第一阻值和第二阻值進行計算，得到所述線圈溫度的實際溫度。
3.如權利要求2所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述電阻測量電路包括: 交流電源，兩端分別與所述線圈繞組的兩端相連接，用於向所述線圈繞組輸出交流電會K ; 直流濾波電路，設置在用於連接所述交流電源與所述線圈繞組的線路上； 恆流源，用於向所述線圈繞組輸入直流電流； 交流濾波電路，設置在用於連接所述恆流源與所述線圈繞組的線路上； 直流電壓檢測電路，用於測量所述線圈繞組的兩端的壓降值；所述壓降值與恆流源的電流值用於作為計算所述線圈繞組的阻值的依據。
4.如權利要求3所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述直流濾波電路包括第一電容。
5.如權利要求3所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述交流濾波電路為低通濾波電路。
6.如權利要求5所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述低通濾波電路包括: 電感，一端與所述恆流源的電流流出端相連接，另一端與所述線圈繞組的一端相連接； 第二電容，兩端分別與所述恆流源的電流流出端、電流流入端相連接。
7.如權利要求6所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述低通濾波電路還包括: 單刀雙擲開關，其動端與所述電感的另一端相連接、其兩個不動端分別與所述恆流源的電流流入端、所述線圈繞組相連接。
8.如權利要求3所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述直流電壓檢測電路包括: 電壓傳感器，用於檢測所述線圈繞組的兩端的電壓信號； 壓降值輸出電路，用於根據所述電壓信號輸出所述壓降值。
9.如權利要求8所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述壓降值輸出電路包括模數轉換電路。
10.如權利要求8所述的溫升測量裝置，其特徵在於，所述直流電壓檢測電路還包括: 顯示電路，與所述壓降值輸出電路的信號輸出端相連接，用顯示所述壓降值。
【文檔編號】G01K13/00GK104483041SQ201410828074
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】符超, 程國明, 李向陽, 萬今明, 劉智亮 申請人:珠海格力電器股份有限公司