[發明專利]一種在線估算低速電流斬波控制模式下開關磁阻電機控制器下續流管溫度的方法

有效

• 申請號: 201310313406.0
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103346712A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 鐘銳;刁龍;彭富林;孫偉鋒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;G01K13/00
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明的技術方案屬于電機控制領域，該技術方案能夠不需額外使用溫度傳感器的情況下估算出低速電流斬波控制模式下開關磁阻電機控制器下續流管溫度，為下續流管溫度保護提供了解決依據。

背景技術

開關磁阻電動機是80年代初隨著電力電子、微電腦和控制技術的迅猛發展而發展起來的一種新型調速驅動系統，具有結構簡單、運行可靠及效率高等突出特點，成為交流電動機調速系統、直流電動機調速系統和無刷直流電動機調速系統的強有力的競爭者，引起各國學者和企業界的廣泛關注。

不對稱半橋電路（如圖3所示）是開關磁阻電機驅動電路的一種典型電路拓撲結構，由于下續流管在整個電路中功耗最大，在長時間低速電流斬波控制模式下運行最容易產生熱電擊穿的問題，因此，需要根據下續流管的實時溫度對其進行保護。

但是，如何獲得下續流管實時溫度是一個極具挑戰性的任務。目前的溫度保護通常都采用溫度傳感器或溫度檢測電路來進行，但是由于溫度從下續流管傳遞到溫度傳感器通常又會存在5秒鐘左右的延時，同時，在低速電流斬波控制模式下，下續流管1秒以內的溫升最多能到10℃以上。這就使得采用硬件電路檢測溫度的實時性不能夠保證。

發明內容

本發明針對如上所述的開關磁阻電機控制器低速電流斬波控制模式下溫度檢測的技術問題，提出了一種在線估算低速電流斬波控制模式下開關磁阻電機控制器下續流管溫度的方法，能夠解決開關磁阻電機控制器長時間低速電流斬波控制模式下運行而導致下續流管熱電擊穿的問題。

本發明提出的在線估算低速電流斬波控制模式下開關磁阻電機控制器下續流管溫度的方法，其特征在于：首先根據電機的當前轉速判斷是否進入了低速電流斬波控制模式，若沒有進入低速電流斬波控制模式，則不執行任何操作，直至下個運算周期繼續檢測；若上述判斷為進入了低速電流斬波控制模式，則溫度計算開始，記錄低速電流斬波控制模式的持續時間t，同時讀取微處理器CPU內部溫度傳感器，記錄剛進入低速斬波電流模式時的初始溫度值T₀，同時對斬波電流進行檢測，設置斬波次數初始值為0，當相電流達到斬波上限時依次加1，直至開通區間結束，得到用于公式運算的斬波次數N，將斬波下降的時間除以斬波的周期時間，可以計算得到斬波占空比D，計時器在剛進入低速斬波電流模式時開始計時，以后每次進入中斷遞加50ms，用以獲得進入低速電流斬波控制模式的總時間t，根據擬合公式對下續流管實時溫度進行計算，當計算得到的溫度達到出發過續流管溫度保護的臨界溫度時，觸發溫度保護控制程序。

所述擬合公式為：T=T₀+A×N×D×t+B，上式中T₀為初始溫度；N為斬波次數；D為斬波占空比；t為低速電流斬波控制模式的持續時間；系數A和B分別由擬合得到。

在電機進入低速電流斬波控制模式時利用CPU內置溫度傳感器對溫度進行檢測，以作為下續流管初始溫度（T₀）進行記錄。

所述方法在電機進入低速電流斬波控制模式時利用程序中對相電流進行檢測，得到相電流在一個周期內的斬波次數（N）和斬波近似占空比（D），CPU定時器記錄進入低速電流斬波控制模式的時間（t），并帶入下續流管溫度擬合公式中，計算得到開關磁阻電機控制器下續流管實時溫度（T）。

系統在剛進入低速電流斬波控制模式時首先通過CPU內置的溫度傳感器檢測下續流管初始溫度（T₀），之后通過檢測相電流得到計算溫度所需的數據。計算溫度所需數據包括：相電流在一周期內的斬波次數（N）；相電流斬波的占空比（D）；CPU定時器記錄進入低速電流斬波控制模式的時間（t）；CPU內置的溫度傳感器檢測下續流管初始溫度（T₀）。

本發明所給出的在線估算低速電流斬波控制模式下開關磁阻電機控制器下續流管溫度的方法，通過一周期內相電流的斬波次數（N）和斬波占空比（D）來對控制器下續流管實時溫度進行估算，溫度獲取的實時、準確，數據能夠用于對下續流管的溫度保護；同時，本發明技術方案的結構清晰，更易于實現。

附圖說明

圖1是本發明的在線估算低速電流斬波控制模式下開關磁阻電機控制器下續流管溫度方法的運作流程圖；

圖2是開關磁阻電機控制系統結構圖；

圖3是開關磁阻電機控制器所采用的不對稱半橋電路結構圖；

圖4是開關磁阻電機控制器下續流管溫度同速度的關系曲線圖；

圖5是開關磁阻電機控制器看下續流管溫度同時間的關系示意圖。

具體實施方式