用于对过载跳闸曲线补偿CT误差的方法

摘要

一种用于补偿用在固态的过载继电器中的电流互感器的误差的数字热模型。热模型实现使用低通滤波器来确定对应于沿着过载跳闸曲线的校准点的两个参数的差分方程式。在最终跳闸电流（一个校准点）处，独立于在针对由过载继电器保护的电机的堵转电流的跳闸时间（另一个校准点）来调整跳闸曲线。最终调整电流和跳闸时间可以基于用户设置的电机满载电流来调整。大的CT误差将使热模型调整针对堵转电流的跳闸时间，增大可接受的CT误差的范围，允许过载继电器具有更宽的可调整的范围。

权利要求

1.一种对过载跳闸曲线补偿由电流互感器产生的误差的方法，包括：使用控制器通过关于电流轴调整对应于最终跳闸电流的所述过载跳闸曲线来补偿所述最终跳闸电流处的误差，所述最终跳闸电流定义了跳闸阈值，如果该跳闸阈值被超过的话，则使过载继电器响应于过载状态而跳闸；

使用所述控制器通过沿时间轴调整连接到所述过载继电器的电机的堵转电流处的所述过载跳闸曲线来补偿针对所述堵转电流的跳闸时间中的误差，所述堵转电流对应于用于克服所述电机的堵转状态以使所述电机开始旋转的电流；及在存储器中储存在所述最终跳闸电流处和在针对所述堵转电流的跳闸时间处的经补偿的过载跳闸曲线的至少一部分的表示。

2.如权利要求1所述的方法，其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿是根据一函数来执行的，所述函数包括对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述MFLC可由用户来调整。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

使所述过载继电器响应于测量出的电流超过所述最终跳闸电流处的过载跳闸曲线而跳闸；及使所述过载继电器响应于所述堵转电流处测量出的电流超过所述过载跳闸曲线达到所述跳闸时间而跳闸。

5.如权利要求1所述的方法，其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿独立于对所述跳闸时间中的误差的补偿来执行。

6.如权利要求1所述的方法，还包括由一电源来给所述控制器提供电力，该电源还给所述过载继电器提供电力，其中所述过载继电器为自供电的、固态的过载继电器。

7.如权利要求1所述的方法，其中经补偿的过载跳闸曲线包括渐近线，所述渐近线按所述电流轴逼近所述最终跳闸电流，且沿着所述时间轴在经补偿的跳闸时间处与所述堵转电流相交。

8.如权利要求1所述的方法，其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿包括：所述电流互感器测量对应于所述最终跳闸电流的输入电流；

通过固定的增益参数调整所述输入电流以产生增益补偿参数；及基于对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC来调整所述增益补偿参数以产生经补偿的跳闸阈值。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述调整所述输入电流包括将所述输入电流乘以所述固定的增益参数。

10.如权利要求8所述的方法，其中对所述跳闸时间中的误差的补偿包括：所述电流互感器测量对应于所述堵转电流的输入电流；

计算作为所测量的输入电流、所述增益补偿参数和针对所述堵转电流的跳闸时间的函数的滤波器更新周期参数tau；

以由tau确定的滤波器更新周期更新热模型。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

比较所述热模型的输出与所述经补偿的跳闸阈值；及

响应于所述热模型的输出超过所述经补偿的跳闸阈值，使所述过载继电器跳闸。

12.如权利要求10所述的方法，还包括基于对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC来调整tau。

13.一种用于实现用于对过载跳闸曲线补偿由电流互感器产生的误差的装置，所述装置包括：用于使用控制器通过关于电流轴调整对应于最终跳闸电流的所述过载跳闸曲线来补偿所述最终跳闸电流处的误差的模块，所述最终跳闸电流定义了跳闸阈值，如果该跳闸阈值被超过的话，则使过载继电器响应于过载状态而跳闸；

用于使用所述控制器通过沿时间轴调整连接到所述过载继电器的电机的堵转电流处的所述过载跳闸曲线来补偿针对所述堵转电流的跳闸时间中的误差的模块，所述堵转电流对应于用于克服所述电机的堵转状态以使所述电机开始旋转的电流；及用于在存储器中储存在所述最终跳闸电流处和在针对所述堵转电流的跳闸时间处的经补偿的过载跳闸曲线的至少一部分的表示的模块。

14.如权利要求13所述的装置，其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿是根据函数来执行的，所述函数包括对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC。

15.如权利要求14所述的装置，所述装置还包含：

用于使所述过载继电器响应于测量出的电流超过所述最终跳闸电流处的过载跳闸曲线而跳闸的模块；及用于使所述过载继电器响应于所述堵转电流处测量出的电流超过所述过载跳闸曲线达到所述跳闸时间而跳闸的模块。

16.如权利要求14所述的装置，其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿独立于对所述跳闸时间的误差的补偿来执行。

17.如权利要求14所述的装置，其中经补偿的过载跳闸曲线包括渐近线，所述渐近线按所述电流轴逼近所述最终跳闸电流，且沿着所述时间轴在经补偿的跳闸时间处与所述堵转电流相交。

18.如权利要求13所述的装置，其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿包括：所述电流互感器测量对应于所述最终跳闸电流的输入电流；

通过固定的增益参数调整所述输入电流以产生增益补偿参数；及基于对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC来调整所述增益补偿参数以产生经补偿的跳闸阈值。

19.如权利要求18所述的装置，其中对所述跳闸时间中的误差的补偿包括：所述电流互感器测量对应于所述堵转电流的输入电流；

计算作为所测量的输入电流、所述增益补偿参数和针对所述堵转电流的跳闸时间的函数的滤波器更新周期参数tau；

以由tau确定的滤波器更新周期更新热模型。

20.如权利要求19所述的装置，还包括：

用于比较所述热模型的输出与所述经补偿的跳闸阈值的模块；及用于响应于所述热模型的输出超过所述经补偿的跳闸阈值，使所述过载继电器跳闸的模块。

说明书

用于对过载跳闸曲线补偿CT误差的方法

技术领域

[0001] 本公开的各个方面涉及用于补偿在由过载继电器的跳闸曲线保护的整个电流范围的两个校准点处的电流互感器(CT)误差的变化的系统和方法。

背景技术

[0002] 在如下两个有意义的校准点处设置用于电机过载继电器的跳闸曲线：最终跳闸电流和针对称为堵转电流的规定的电流的跳闸时间。堵转电流对应于克服电机的转子堵转状态以使电机开始旋转的电流。所希望的是，固态过载继电器实现一系列用于不同的电机满载电流(MFLC)的曲线以补偿在混合有调节范围的整个测量范围相异的CT误差(监测穿过继电器的电流的一个或多个电流互感器的误差)。MFLC对应当传送其全额定输出功率时电机抽取的最大电流(例如，由制造商规定)。

[0003] 一种方法是描述CT误差的特征并使用误差函数校正对热模型(也就是，描述过载继电器中的过载跳闸曲线的特征的模型)的输入。然而，例如自供电的过载继电器的一些过载继电器只有有限的电流量可用于给电子器件供电，并且数字化地执行这种补偿需要大量处理电力。虽然误差函数可以实现在模拟电路中，然而模拟电路需要昂贵的、体积较大的、以及费电的组件。

[0004] 基础的过载继电器使用静态补偿CT误差的增益设置。一个实现基于最终跳闸电流设置来设置可调整的增益以设置最终跳闸电流处的跳闸曲线。关于该过载继电器中的每个跳闸曲线，在CT信号被输入热模型之前，单一增益被应用于测量的CT信号。但是，这个实现不能校正在跳闸曲线覆盖的整个电流范围的CT误差的变化。根据CT误差的变化，该方法不允许过载继电器满足跳闸曲线的所需要的校准点。具体地，该方法不补偿最终跳闸电流和堵转电流之间的跳闸时间的CT误差的变化。

[0005] 所需要的是补偿在受过载继电器的跳闸曲线保护的整个电流范围的CT误差的变化的方法。

发明内容

[0006] 本公开内容的各个方面使用用于每个跳闸曲线的两个补偿常量或参数。一个参数，称为增益补偿参数K2，确定了最终跳闸电流，并且第二个参数，称为滤波器更新周期参数tau，确定了针对由过载继电器正在保护的电机的堵转电流的跳闸时间。使用建立跳闸曲线的方程式的独立参数允许两个校准点被独立地进行调整以补偿在最终跳闸电流(第一校准点)和针对堵转电流的跳闸时间(第二校准点)处的CT误差，而不需要实现跳闸曲线的控制器上的额外的计算开销。本公开内容在两个校准点处补偿沿着跳闸曲线电流轴而变化的CT误差。

[0007] 本公开内容特别有利于固态的过载继电器，并且尤其有利于具有唯一的设计约束的自供电的过载继电器，具体地，设计约束围绕电子器件的成本和电流消耗。然而，本公开内容不限于固态的或自供电的过载继电器。本文所公开的实现不要求大量的处理电力或电流消耗并且可以使用相对少量的部件零件和最少量的分立模拟部件来实现。

[0008] 本文所公开的保护方案的焦点为过载继电器的热保护功能。热保护实现了由电流和时间坐标定义的跳闸曲线，以及在它们之间插值的方法。适用的标准，例如国际电工技术委员会(IEC)60947-4-1标准或美国保险商实验室(UL)508标准，定义了固态的过载继电器(SSOLR)不必跳闸或必须在某时限内跳闸的多个点或多个区域，上述两个标准在本公开内容的提交日期之后将被统一为UL 60947-4-1。该适用标准的要求通过分析来建立用于理想曲线的参数得到降低；例如，标定的电流等级或跳闸时间从规定的可接受的范围来选择。“最终跳闸”电流为一个这样的跳闸曲线参数。它将电流轴分成两个区域：当处于过载状态时过载继电器不必跳闸的一个区域，以及其必须跳闸的一个区域。这可以表示为在最终跳闸电流处渐近地逼近无限的跳闸时间。“堵转”电流是另一个典型的跳闸曲线参数；它被用于设置针对某个电流的理想的跳闸时间和可接受的误差范围。这些标准没有指定在这两点之间插值的方法；当给定过载继电器可用的有限的数据和资源时，跳闸曲线是尽可能准确地对电机加热(热模型)建模的尝试。

[0009] 如下方程式1概括了由过载继电器热保护实现的曲线。

[0010] 跳闸时间＝-τ×In[1-(IR/I)P]    (方程式1)

[0011] 在这个方程式中，IR代表最终跳闸电流，I代表施加到过载继电器的电流，P代表跳闸曲线的希望的阶次(2针对I2×t，1针对I×t)，并且τ(tau)为常量。最终跳闸电流为电机满载电流(MFLC)的用户设置的函数，其由过载继电器正在保护的电机的制造商来提供。P是确定跳闸曲线的形状的常量，通常由过载继电器制造商规定的设计参数。基于常见的电机特性，产品标准定义了针对堵转电流的跳闸时间范围。使用为特定的电机需要的热保护而定义的这些参数，方程式1可以求解τ。这允许表征最终跳闸电流和堵转电流之间的剩余的跳闸曲线。

[0012] 自供电的过载继电器中的这个跳闸时间方程式的现有实现使用由例如图1中的功能框图所示的、下面讨论的模拟阻容(RC)滤波器构成的一阶低通滤波器。这个电路提供了对数响应，适用于对电机加热建模且实现上面所示的方程式1。相比于微控制器，RC滤波器不希望地增加了模拟部件。

[0013] 自供电的过载继电器中的现有技术误差补偿通过设置用于每个跳闸曲线的可调整的增益来补偿横跨整个曲线范围的CT误差。图1显示了用于固态的过载继电器中的现有技术误差补偿实现的差分方程式。

[0014] 图1显示了已知的热模型100，其使用增益块K1和K3、以周期tau更新的存储器TH 102，以及常量K2来实现。在这个热模型100中，可调整的增益常量K3基于最终跳闸处的误差为CT误差提供了唯一的校正。K2对应于确定最终跳闸电流的跳闸阈值。热模型储存在存储器TH 102中。tau和K1的组合确定了滤波器的暂态特性，例如针对沿着曲线的任何电流的跳闸时间。针对堵转电流的跳闸时间由衍生于所示的方差方程式的如下方程式2给出：

[0015]     (方程式2)

[0016] 对这个现有技术补偿方法的广泛采用的历史动机是它可以实现在低成本的、低电流消耗的模拟电路中，所述模拟电路特别适用于自供电的、固态的过载继电器。在模拟域中，可调整的增益K3使用电位计来实现，电位计为通过其用户基于MFLC选择跳闸曲线的调整工具。热模型滤波器被实现在如上所述的简单模拟RC电路中。

[0017] 对针对最终跳闸电流的CT误差的校准通过设置电位计的MFLC选择点来实现以补偿针对每个跳闸曲线的最终跳闸电流的CT误差。如果CT误差在关于特定的MFLC的最终跳闸电流处特别高，于是电位计调整点被设置，以增加K3来补偿这个CT误差。

[0018] 然而，现有技术补偿方法不能解决沿着跳闸曲线相异的CT误差，或者最重要的是不能解决堵转电流和最终跳闸电流之间的误差差异。这是因为，基于实现在具有常量参数的电路中的本质，差分方程式的其他参数(例如K2、tau)是常量。调整这些其他参数本质上会是复杂的，需要用于每个MFLC设置的不同的RC电路。

[0019] 对比于用于固态的过载继电器的现有技术CT误差补偿方法，其仅校正在沿着跳闸曲线的一个校准点(也就是，在最终跳闸电流处)处的CT误差，本公开内容有利地允许两个校准点(在最终跳闸电流处和在对应于堵转电流的跳闸时间处)处进行校正。本公开内容也允许由过载继电器210实现的每个跳闸曲线在两个校准点处具有最小误差，这有利于降低跳闸时间误差。本公开内容还允许使用具有更宽的误差范围的CT及使用更低成本的材料。

[0020] 本发明提供了一种对过载跳闸曲线补偿由电流互感器产生的误差的方法，包括：

[0021] 使用控制器通过关于电流轴调整对应于最终跳闸电流的所述过载跳闸曲线来补偿所述最终跳闸电流处的误差，所述最终跳闸电流定义了跳闸阈值，如果该跳闸阈值被超过的话，则使过载继电器响应于过载状态而跳闸；

[0022] 使用所述控制器通过沿时间轴调整连接到所述过载继电器的电机的堵转电流处的所述过载跳闸曲线来补偿针对所述堵转电流的跳闸时间中的误差，所述堵转电流对应于用于克服所述电机的堵转状态以使所述电机开始旋转的电流；及

[0023] 在存储器中储存在所述最终跳闸电流处和在针对所述堵转电流的跳闸时间处的经补偿的过载跳闸曲线的至少一部分的表示。

[0024] 其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿可以是根据一函数来执行的，所述函数可包括对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC。

[0025] 其中所述MFLC可由用户来调整。

[0026] 所述方法还可包括：使所述过载继电器响应于测量出的电流超过所述最终跳闸电流处的过载跳闸曲线而跳闸；及使所述过载继电器响应于所述堵转电流处测量出的电流超过所述过载跳闸曲线达到所述跳闸时间而跳闸。

[0027] 其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿可独立于对所述跳闸时间中的误差的补偿来执行。

[0028] 所述方法还可包括由一电源来给所述控制器提供电力，该电源还可给所述过载继电器提供电力，其中所述过载继电器可以为自供电的、固态的过载继电器。

[0029] 其中经补偿的过载跳闸曲线可包括渐近线，所述渐近线可按所述电流轴逼近所述最终跳闸电流，且可沿着所述时间轴在经补偿的跳闸时间处与所述堵转电流相交。

[0030] 其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿可包括：所述电流互感器测量可对应于所述最终跳闸电流的输入电流；通过固定的增益参数可调整所述输入电流以产生增益补偿参数；及可基于对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC来调整所述增益补偿参数以产生经补偿的跳闸阈值。

[0031] 其中所述调整可包括将所述输入电流乘以所述固定增益参数。

[0032] 其中对所述跳闸时间中的误差的补偿可包括：所述电流互感器测量对应于所述堵转电流的输入电流；计算作为所测量的输入电流、所述增益补偿参数和针对所述堵转电流的跳闸时间的函数的滤波器更新周期参数tau；以由tau确定的滤波器更新周期更新热模型。

[0033] 所述方法还可包括：比较所述热模型的输出与所述经补偿的跳闸阈值；及响应于所述热模型的输出超过所述经补偿的跳闸阈值，使所述过载继电器跳闸。

[0034] 所述方法还可包括基于对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC来调整tau。

[0035] 本发明提供了一种计算机程序产品，包含具有体现在其中的计算机可读程序逻辑的一个或多个非暂态有形介质，所述计算机可读程序逻辑被配置成被执行以实现用于对过载跳闸曲线补偿由电流互感器产生的误差的方法，所述方法包括：

[0036] 使用控制器通过关于电流轴调整对应于最终跳闸电流的所述过载跳闸曲线来补偿所述最终跳闸电流处的误差，所述最终跳闸电流定义了跳闸阈值，如果该跳闸阈值被超过的话，则使过载继电器响应于过载状态而跳闸；

[0037] 使用所述控制器通过沿时间轴调整连接到所述过载继电器的电机的堵转电流处的所述过载跳闸曲线来补偿针对所述堵转电流的跳闸时间中的误差，所述堵转电流对应于用于克服所述电机的堵转状态以使所述电机开始旋转的电流；及

[0038] 在存储器中储存在所述最终跳闸电流处和在针对所述堵转电流的跳闸时间处的经补偿的过载跳闸曲线的至少一部分的表示。

[0039] 其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿可以是根据函数来执行的，所述函数可包括对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC。

[0040] 所述计算机程序产品还可包含：使所述过载继电器响应于测量出的电流超过所述最终跳闸电流处的过载跳闸曲线而跳闸；及使所述过载继电器响应于所述堵转电流处测量出的电流超过所述过载跳闸曲线达到所述跳闸时间而跳闸。

[0041] 其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿可独立于对所述跳闸时间的误差的补偿来执行。

[0042] 其中经补偿的过载跳闸曲线可包括渐近线，所述渐近线可按所述电流轴逼近所述最终跳闸电流，且可沿着所述时间轴在经补偿的跳闸时间处与所述堵转电流相交。

[0043] 其中对所述最终跳闸电流处的误差的补偿可包括：所述电流互感器测量对应于所述最终跳闸电流的输入电流；通过固定的增益参数调整所述输入电流以产生增益补偿参数；及基于对应于当所述电机传送其全额定输出功率时其抽取的最大电流的电机满载电流MFLC来调整所述增益补偿参数以产生经补偿的跳闸阈值。

[0044] 其中对所述跳闸时间中的误差的补偿可包括：所述电流互感器测量对应于所述堵转电流的输入电流；计算作为所测量的输入电流、所述增益补偿参数和针对所述堵转电流的跳闸时间的函数的滤波器更新周期参数tau；以由tau确定的滤波器更新周期更新热模型。

[0045] 所述计算机程序产品还可包括：比较所述热模型的输出与所述经补偿的跳闸阈值；及可响应于所述热模型的输出超过所述经补偿的跳闸阈值，使所述过载继电器跳闸。

[0046] 通过参考下面提供的附图详细描述的各个实施方式和/或方面，本发明的前述以及附加的方面和实施方式对于本领域的普通技术人员会是明显的，附图简述在下文提供。

附图说明

[0047] 在阅读下面的详述且在参考附图后，本发明的前述和其他的优势会变得明显。

[0048] 图1是只在跳闸曲线的最终跳闸电流处补偿CT误差的现有技术的热模型的功能框图；

[0049] 图2是根据本公开内容的方面的具有控制器的过载继电器的功能框图，控制器被配置为在跳闸曲线上的两个校准点处实现用于补偿CT误差的热模型；

[0050] 图3是根据本公开内容的方面的表示为用于补偿CT误差的差分方程式的数字热模型的功能框图；

[0051] 图4是两个校准点:最终跳闸电流和在堵转电流的跳闸时间之间的理想的跳闸曲线，用于说明本公开内容的热模型如何在两个校准点处平移跳闸曲线以在这两个校准点处补偿CT误差；

[0052] 图5是对比使用现有技术的补偿方法的跳闸曲线和使用按照本公开内容的热模型的跳闸曲线的曲线图；

[0053] 图6是对比用于某个CT的若干相同类型的跳闸曲线，该CT相比于用于绘制图5所示的曲线的CT具有更大的误差；

[0054] 虽然本发明容许各种的修改形式和替代形式，然而具体的实施方式通过示例的方式在附图中示出且将详细地描述在本文中。然而，应该理解的是，本发明不必受限于所公开的具体形式。更确切地说，本发明将覆盖落入由所附权利要求界定的本发明的主旨和范围中的所有修改物、等同物、和替代物。

具体实施方式

[0055] 本公开内容的各个方面使用热模型的数字实现来对过载跳闸曲线补偿电流互感器CT产生的误差。用于实现数字热模型(例如，下面讨论的图3所示的热模型300)的部件显示在图2描述的系统200的功能框图中。系统200包括过载继电器210，其可以是固态的过载继电器(SSOLR)或自供电的过载继电器，或者是固态的、自供电的过载继电器。

[0056] 在这个例子中，过载继电器210容纳3个相位导体212a、b、c，每个运送不同相位的电流。在其他的实现中，过载继电器210可以容纳少一些或多一些的导体。每个相位导体212a、b、c穿过对应的电流互感器214a、b、c，其在本文中通常称为CT。CT是众所周知的且具有电导体穿过其的中心孔，其感应出与流经导体的初级电流成比例的次级电流。次级电流以模拟或数字的形式提供作为至过载继电器210中的控制器220的输入电流，过载继电器
210通常包括用于将模拟电流或模拟电压的值转换成对应的数字值的模拟到数字转换器。
控制器220耦合到存储器202，其可以实现在与控制器220相同的基底上或独立的基底上。控制器220由来源于传输线电流并被整流且变换幅度到适当的电平(例如，3.3V)的传统电源供电，其也可以可选地给过载继电器210供电。可替代地，过载继电器210可以通过传输线供电，在这种情况下过载继电器210直接从传输线电流来供电而不通过源自传输线电流的电源来供电。

[0057] 由于下面更详细讨论的原因，可选的MFLC设置模块224给控制器220提供用户可调整的MFLC设置。MFLC对应于当电机218传送其全额定输出功率(例如，由电机218的制造商规定)时其抽取的最大电流。用户可以通过人机接口(未显示)或通过调整耦合到过载继电器的刻度盘上的电位计(未显示)来将MFLC通常设置为典型的百分比，例如80％。

[0058] 包括根据本公开内容补偿的一个或多个过载跳闸曲线的、用于过载继电器210的跳闸曲线数据222可由控制器220访问且独立于存储器202来显示，以将其数据结构区别于储存在存储器202中的其他信息。当然，跳闸曲线数据222可以储存在存储器202中。图2所示的每个框不必代表分立的部件零件。同样地，存储器202可以合并到控制器220中而不会脱离本公开内容的范围。

[0059] 控制器220将CT 214a、b、c提供的电流测量结果与跳闸曲线数据222进行对比，以确定控制器220是否应该给线圈或螺线管216a、b、c发送跳闸指令来使过载继电器210跳闸并中断至过载继电器210正在保护的、例如电机的负载218的电流。存储器202储存在最终跳闸电流和针对堵转电流的跳闸时间处的一个或多个经补偿的过载跳闸的至少一部分的表示作为跳闸曲线数据222。例如，存储器202可以储存关于经补偿的过载跳闸曲线的最终跳闸电流值和关于经补偿的过载跳闸曲线的、针对堵转电流的跳闸时间值。可选地，存储器202也可以储存两个校准点(也就是，最终跳闸电流和针对堵转电流的跳闸时间)之间的整个跳闸曲线的多项方程式或离散时间值表示作为跳闸曲线数据222。

[0060] 一旦校准点由热模型300结合控制器220确定，就立即给一个或多个过载跳闸曲线补偿过载继电器210中的CT误差。如果电流互感器214a、b、c中的任何一个测量出的电流超过最终跳闸电流处的对应的跳闸曲线，则控制器220通过给线圈或螺线管216a、b、c发送一个或多个信号来使过载继电器210跳闸。同样地，如果电流互感器214a、b、c中的任何一个测量出的电流保持在或超过堵转电流的时间超过了针对堵转电流的跳闸时间，则控制器220通过给线圈或螺线管216a、b、c发送一个或多个信号来使过载继电器210跳闸。

[0061] 图3是根据本公开内容的可以用在热模型300中以实现CT误差补偿的差分方程式的功能框图。在如图1所示的现有技术热模型中，增益补偿参数K2对应于确定最终跳闸电流的跳闸阈值，而常量K1和滤波器更新周期参数tau确定了热模型滤波器的暂态行为。热模型300通过针对每个跳闸曲线调整两个参数K2和tau来补偿CT误差。K2，本文中称为增益补偿参数，独立于tau补偿关于每个曲线的最终跳闸电流处的CT误差。最终跳闸电流定义了如果超过其则使过载继电器响应于过载状态(例如，电机过度负载，超出其额定的能力)跳闸的跳闸阈值。滤波器更新周期参数tau补偿关于每个跳闸曲线的、针对堵转电流的跳闸时间中的CT误差。滤波器更新周期参数tau输入到热存储器302中，其输出304提供给补偿器306。

[0062] 对于每个跳闸曲线，CT误差可以通过执行如下相互独立的两个补偿阶段来补偿。

[0063] 在第一阶段，最终跳闸电流处的CT误差通过确定增益补偿参数K2的数值来补偿。使用在希望的最终跳闸电流处测量的in[]的值，K2被设置为等于K1×in[]的积。K1是固定增益补偿参数。K1由需要的滤波器精度来确定。K1的比较大的值意味着滤波器将是比较大的数目，因此K2将比较大且可以使用比较高的分辨率来改变。在存储器302中，滤波器可以使用对TH[]滤波器的尺寸的最大限制来设计。K1被设置为使用对于这个限制可能的TH[]
302的最大尺寸。输入电流in[]对应于CT 214a、b、c在其各自的次级输出端测量的电流的离散的数字化采样。在补偿的这个第一阶段，测量最终跳闸电流处的输入电流。也就是，对应于最终跳闸电流的电流被供应给导体212a、b、c，并且在CT 214a、b、c的次级输出处测量的对应的输入电流被测量和采样。增益补偿参数K2从用户设置的MFLC 224来确定以产生被输入到补偿器306的经补偿的跳闸阈值。每个MFLC设置224对应于K2的不同值。

[0064] 在第二阶段，堵转电流处的CT误差通过确定滤波器更新周期tau来补偿。滤波器更新周期参数tau通过分析滤波器的暂态行为来设置，这样，使用在堵转电流处测量的in[]的值，滤波器达到之前在希望的跳闸时间处建立的阈值K2的值。基于图3所示的差分方程式工作，滤波器更新周期参数tau根据如下方程式3来设置。

[0065]   (方程式3)

[0066] 方程式3可以解出关于堵转电流的跳闸时间。in渐近电流对应于当其逼近最终跳闸电流时的输入电流，并且in堵转电流对应于针对堵转电流的输入电流。

[0067] 在对CT误差补偿的这个第二阶段，对应于电机的堵转电流的电流注入到导体212a、b、c，并且在CT 214a、b、c的次级输出端测量的对应的输入电流被测量和采样。滤波器更新周期参数tau由用户设置的MFLC 224来确定以产生针对堵转电流的经补偿的跳闸时间。每个MFLC设置224对应于tau的不同值。

[0068] 独立于对针对堵转电流的跳闸时间的误差的补偿，最终跳闸电流处的CT误差被补偿。这允许两个校准点独立地进行优化，而不受两个校准点之间的CT误差的跳闸曲线的大偏差或大波动的影响。

[0069] 图4示出了示例性的理想的跳闸曲线402，最终跳闸参数和堵转参数，以及CT误差对曲线的影响。最终跳闸电流404和堵转电流406沿着x轴显示，表示成用户选定的电机满载电流MFLC 224的百分比。通过渐近地逼近无限的跳闸时间，跳闸曲线402逼近最终跳闸电流404(由K2确定)并且在由tau确定的跳闸时间处与堵转电流406相交。K2在箭头A的方向上平移跳闸曲线402的渐近线，然而tau在箭头B的方向上平移针对堵转电流406的跳闸曲线。大的CT误差将趋于向右沿着箭头A且在堵转电流406处向上沿着箭头B平移最终电流404。随着CT误差的增大，CT磁化损耗在误差中占主要地位，最终导致误差位于相对稳定的饱和区域中。

[0070] 图5使用不同的跳闸曲线图示了本公开内容的CT误差补偿实现是如何优于模拟的现有技术的补偿技术的。跳闸曲线的输入是由具有曲线512所示的误差特性的CT产生的。曲线510使用只在跳闸曲线中的一个点处补偿误差的现有技术，并且被设置为校正最终跳闸电流508处的误差。如本公开内容所述，曲线502补偿最终跳闸电流508以及堵转电流516处的CT误差。表示曲线502的数据储存为图2所示的跳闸曲线数据222。曲线504表示CT的理想的跳闸曲线。CT误差512表示成沿着曲线502、510两者的希望的和实现的跳闸时间之间的比率。曲线506代表当补偿了在渐近线电流(逼近最终跳闸电流508)处的CT误差时的跳闸曲线误差，而曲线514代表当同时补偿了在渐近线电流和堵转电流516处的CT误差时的跳闸曲线误差。两个校准点520、522被显示为分别对应于最终跳闸电流和针对堵转电流的经补偿的跳闸时间。这些点520、522可以以代表形式储存在跳闸曲线数据222(图2)中。校准点520，尽管出于命名的方便表示为“点”，然而数学上表示为经补偿的跳闸曲线的渐近线，该渐近线在跳闸时间逼近无穷时逼近最终跳闸电流。因此，准确的说，跳闸曲线“逼近”最终跳闸电流508。

[0071] 如图5所示，本公开内容的CT补偿实现将CT误差从针对堵转电流516的跳闸时间(也就是，针对经补偿的跳闸时间522)去除。相比之下，现有技术的补偿方案不校正沿着跳闸曲线自身的CT误差的变化，导致了针对堵转电流516的跳闸时间的误差。

[0072] 随着CT误差的增加，结果甚至更加出人意料。图6示出了相比于图5中的CT具有沿着跳闸曲线的更大误差的CT的一组曲线。相对于跳闸曲线602和跳闸曲线610显示了理想的跳闸曲线604，对跳闸曲线602在渐近线(逼近最终跳闸电流608)以及堵转电流616处补偿了CT误差，根据现有技术实现对跳闸曲线610只在最终跳闸电流608处补偿了CT误差。代表曲线602的数据储存为图2所示的跳闸曲线数据222。CT误差由曲线612来表示。曲线606代表当对其补偿渐近线电流(逼近最终跳闸电流608)处的CT误差时的跳闸曲线误差，而曲线614代表当对其补偿在渐近线电流和堵转电流616处的CT误差时的跳闸曲线误差。

[0073] 本公开内容的主要目标是补偿在跳闸曲线的两个校准点处的CT误差，从而实现正确的最终跳闸电流和正确的针对堵转电流的跳闸时间。图6突出了本公开内容的各个方面不沿着整个跳闸曲线602补偿CT误差。沿着剩余的跳闸曲线的CT误差补偿量取决于校准点608、616之间的CT误差的特性。

[0074] 补偿两个校准点(也就是，最终跳闸电流和针对堵转电流的跳闸时间)处的CT误差有利地允许使用具有沿着校准点之间的曲线的大范围误差的CT。现有技术的补偿方法既不适合于使用高误差的CT，也限制了设计满足针对堵转电流的令人满意的低容差的跳闸时间要求的过载继电器。本公开内容有利地允许在过载继电器中使用具有大范围误差的CT，同时仍然满足针对堵转电流的跳闸时间的窄窗口，这可导致使用低成本的CT材料。

[0075] 容许的CT误差范围的增加也允许宽测量范围，因为可用的测量范围由可接受的CT误差的范围来部分地确定。增加测量范围允许过载继电器的设计具有更宽的调整范围。

[0076] 对比于使用误差函数来校正热模型的输入的概念上简单的补偿方法，本发明在跳闸曲线的各个校准点处实现了相同的校正功能，而无需由实现误差函数要求的额外的开销。对比于没有使用本发明而实现的热模型，本发明不需要额外的部件、处理带宽或成本。

[0077] 本文所述的任何方法可以包括由以下处理器件执行的机器或计算机可读指令：(a)处理器、(b)例如控制器220的控制器、和/或(c)任何其他适当的处理器件。将容易理解的是，过载继电器210可以包括这种适当的处理器件。例如，本文所公开的任何算法、软件或方法可以体现为具有一个或多个非暂态的有形介质或介质的计算机程序产品，非暂态的有形介质或介质，诸如，例如，闪速存储器、CD-ROM、软盘、硬盘、数字通用光盘(DVD)、或其他存储器件，但是本领域的普通技术人员将容易理解的是，整个算法和/或其一部分能够由某种器件来替代地实现，上述某种器件可以是与控制器不同的器件和/或以众所周知的方式体现在固件或专用硬件中(例如，它可能由专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、分立逻辑等来实现)。

[0078] 应该注意的是，本文图示和讨论的各种算法具有执行特定功能且相互交互的各种模块。需要理解的是，这些模块为了描述的方便仅仅基于它们的功能来划分并且表示计算机硬件和/或储存在计算机可读介质上的用于在适当的计算硬件上执行的可执行的软件代码。不同的模块和单元的各个功能，可以以任何方式组合或划分为硬件和/或储存在非暂态的计算机可读介质上的如以上的模块一样的软件，并且可以独立地或以组合的方式来使用。

[0079] 虽然对本发明的具体的实施方式和应用进行了图示和描述，然而需要理解的是，本发明不受限于本文所述的精确的结构和构成并且基于前面的描述，各种修改、变化和变体是明显的，而没有脱离由所附权利要求界定的本发明的主旨和范围。