[發(fā)明專利]一種基于轉(zhuǎn)子磁鋼溫度的車用電機(jī)保護(hù)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810741680.0
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN109039219A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董方;巫存
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江零跑科技有限公司
• 主分類號: H02P29/028
• 分類號: H02P29/028;H02P29/66;H02H7/08;H02P25/022
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

一種基于轉(zhuǎn)子磁鋼溫度的車用電機(jī)保護(hù)方法，采用轉(zhuǎn)子磁鋼溫度在線估計系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鋼溫度監(jiān)測，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)子磁鋼溫度對車用電機(jī)進(jìn)行保護(hù)；所述轉(zhuǎn)子磁鋼溫度在線估計系統(tǒng)，包括：磁鏈觀測器、溫度估計模塊以及電機(jī)保護(hù)模塊；所述磁鏈觀測器輸入信號為定子電壓和電流，輸出信號為轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈信號，根據(jù)定子電壓和電流計算轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈信號，并將轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈信號輸出至溫度估計模塊；所述溫度估計模塊接收磁鏈觀測器的輸出信號，進(jìn)行轉(zhuǎn)子磁鋼溫度計算，將計算出的轉(zhuǎn)子磁鋼溫度傳輸至電機(jī)保護(hù)模塊；電機(jī)保護(hù)模塊接收轉(zhuǎn)子磁鋼溫度，根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鋼溫度對車用電機(jī)采取保護(hù)措施。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種基于轉(zhuǎn)子磁鋼溫度的車用電機(jī)保護(hù)方法。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)由于其能量密度高，易于控制，在當(dāng)下的工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸中獲得了廣泛的應(yīng)用。特別是是在新能源汽車行業(yè)，永磁同步電機(jī)的市場份額一直很高。在永磁同步電機(jī)的運(yùn)行過程中，定子溫度和電機(jī)控制器溫度需要被實時監(jiān)控以防止電機(jī)或控制器產(chǎn)生過熱風(fēng)險。轉(zhuǎn)子磁鋼由于其自身結(jié)構(gòu)和特性，在溫度過高時容易發(fā)生退磁，且這種變化具有不可逆性，一旦轉(zhuǎn)子磁鋼發(fā)生退磁，會大大影響電機(jī)的性能，使汽車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)不可控的風(fēng)險。

(1)但是，由于轉(zhuǎn)子始終處于高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在上面安裝溫度傳感器有很大的困難。

(2)傳統(tǒng)的做法是利用電機(jī)的電流大小和轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈對應(yīng)數(shù)值以及電機(jī)在空載情況下，對不同轉(zhuǎn)速下所對應(yīng)的轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈進(jìn)行矢量運(yùn)算得到電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈值，然而這種做法仍需在實驗階段，在電機(jī)內(nèi)部安裝滑環(huán)式傳感器以確保實驗準(zhǔn)確性，實驗工作較為復(fù)雜且實驗花費(fèi)昂貴。

(3)傳統(tǒng)的電機(jī)溫度保護(hù)策略往往只考慮電機(jī)定子溫度，由于對所應(yīng)用系統(tǒng)的安全性能要求不高，往往未做電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼溫度安全保護(hù)策略，在電機(jī)高溫大扭矩運(yùn)行時，很容易使得電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼發(fā)生退磁。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于，提供一種能夠在電機(jī)運(yùn)行并加載時準(zhǔn)確估計電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼溫度，防止由于溫度過高導(dǎo)致的電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼退磁現(xiàn)象發(fā)生，對電機(jī)進(jìn)行保護(hù)的方法。

本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：一種基于轉(zhuǎn)子磁鋼溫度的車用電機(jī)保護(hù)方法，采用轉(zhuǎn)子磁鋼溫度在線估計系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鋼溫度監(jiān)測，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)子磁鋼溫度對車用電機(jī)進(jìn)行保護(hù)；所述轉(zhuǎn)子磁鋼溫度在線估計系統(tǒng)，包括：磁鏈觀測器、溫度估計模塊以及電機(jī)保護(hù)模塊；所述磁鏈觀測器輸入信號為定子電壓和電流，輸出信號為轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈信號，根據(jù)定子電壓和電流計算轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈信號，并將轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈信號輸出至溫度估計模塊；所述溫度估計模塊接收磁鏈觀測器的輸出信號，進(jìn)行轉(zhuǎn)子磁鋼溫度計算，將計算出的轉(zhuǎn)子磁鋼溫度傳輸至電機(jī)保護(hù)模塊；電機(jī)保護(hù)模塊接收轉(zhuǎn)子磁鋼溫度，根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鋼溫度對車用電機(jī)采取保護(hù)措施。

進(jìn)一步地，所述磁鏈觀測器的觀測器方程為：

其中，x(t)為狀態(tài)矢量，u(t)為確定性輸入矢量，σ(t)為考慮了不確定性模型和系統(tǒng)外部擾動的系統(tǒng)噪聲；u(t_k)為測量噪聲，包含了所有的測量噪聲和測量的不準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，所述磁鏈觀測器根據(jù)定子電壓和電流計算轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈信號，具體包括：

構(gòu)建轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈和定子電壓方程：

其中，u_d和u_q分別表示d軸和q軸的定子電壓，i_d和i_q分別表示d軸和q軸的定子電流；R表示定子電阻，L_d和L_q分別表示d軸和q軸的定子電感；ψ_d和ψ_q分別表示d軸和q軸的定子磁鏈；ω表示轉(zhuǎn)子的電角速度；ψ_r表示轉(zhuǎn)子磁鋼磁鏈；