[發明專利]一種基于信號注入的PMSM定子繞組溫度在線估計方法

在審

• 申請號: 201810561285.4
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108712123A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 劉建林;劉平;羅德榮;雷偉民
• 申請（專利權）人: 湖南機電職業技術學院
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P6/34;H02P29/64
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明公開了一種基于信號注入的PMSM定子繞組溫度在線估計方法，涉及電機技術領域，解決了傳統的對驅動電機進行降溫的方法，在一定程度上限制了驅動電機的利用率的問題，其技術方案要點是：包括以下步驟：構建PMSM數學模型；信號注入策略，將直流電壓信號注入到構建的PMSM數學模型中；矢量控制，對注入的直流電壓信號進行矢量控制，得出相電壓直流分量U_DC和相電流直流分量I_DC；直流分量提取，將相電壓直流分量U_DC和相電流直流分量I_DC提取出來；定子電阻計算，對定子電阻阻值R_S進行計算；溫度估算，根據計算出來的定子電阻阻值R_S對定子繞組溫度值T_S進行計算，具有準確與高效的監測驅動電機的升溫情況，提高驅動電機利用率的效果。

技術領域

本發明涉及電機技術領域，更具體地說，它涉及一種基于信號注入的PMSM定子繞組溫度在線估計方法。

背景技術

驅動電機作為電驅動系統的核心部件和重要的動力輸出源，是電動汽車的重要組成部分。一方面，電動汽車所需求的電機輸出和回收功率不斷提高，以滿足不同工況不同車型的需求；另一方面，受到電動汽車內部空間和成本的限制，這就需要驅動電機向高性能和小尺寸方向發展。其中，永磁同步電機(PMSM)具有體積小、重量輕、效率高、調速范圍寬、功率密度高以及動態響應快等眾多優勢，特別適用于電動汽車及其驅動系統，成為當前研究與應用的熱點。

電動汽車運行工況復雜，在有限的散熱條件下電機溫度波動較大，過高的溫度將會導致定子繞組絕緣失效，降低驅動電機運行壽命，對電動汽車的運行產生較大危害。傳統的對驅動電機進行降溫的方法一般為對驅動電機做降額使用，如：在轉矩/電流的比值最大時留有足夠的安全裕量，達到防止驅動電機的溫度持續上升的目的。

傳統的對驅動電機進行降溫的方法，在一定程度上減少了定子繞組被高溫破壞的情況發生，但是，也在一定程度上限制了驅動電機的利用率。因此，如何準確與高效的監測驅動電機的升溫情況是我們目前需要迫切解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于信號注入的PMSM定子繞組溫度在線估計方法，具有準確與高效的監測驅動電機的升溫情況，提高驅動電機利用率的效果。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種基于信號注入的PMSM定子繞組溫度在線估計方法，包括以下步驟：

1).構建PMSM數學模型，設定氣隙磁場在空間呈正弦分布，磁路不飽和，忽略不計磁滯和渦流損壞，得出PMSM等效電路和空間矢量圖；

2).信號注入策略，將直流電壓信號注入到構建的PMSM數學模型中；

3).矢量控制，對注入的直流電壓信號進行矢量控制，得出相電壓直流分量U_DC和相電流直流分量I_DC；

4).直流分量提取，將相電壓直流分量U_DC和相電流直流分量I_DC提取出來；

5).定子電阻計算，根據提取出來的相電壓直流分量U_DC和相電流直流分量I_DC對定子電阻阻值R_S進行計算，定子電阻阻值R_S的計算公式為：R_S＝U_DC/I_DC；