[發明專利]一種直流無刷電機熱保護方法

有效

• 申請號: 202010094363.1
• 申請日: 2020-02-15
• 公開（公告）號: CN111262503B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 張安龍;林志赟;王偉凡;韓志敏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02P29/64
• 分類號: H02P29/64
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

1.一種直流無刷電機熱保護方法，其特征在于，電機采用SVPWM調制方式驅動，位置、速度、力矩控制使用PID控制器，驅動器中內置溫度保護單元，包括以下步驟：

S1，根據能量守恒定律計算電機繞組阻值，進而計算出電機繞組的溫度；

S2，測得電機熱力學模型，使用電機熱力學模型估計電機繞組溫度；

S3，結合計算出的電機繞組溫度和電機熱力學模型估計出的電機繞組溫度，對電機繞組實時溫度進行推定，并對下一時刻電機繞組溫升進行預測；

S4，根據繞組溫度推定值以及預測值判斷是否達到電機繞組溫度保護閾值范圍；

S5，若達到溫度保護條件，驅動器降低輸出功率，降低電機繞組溫升，保證電機繞組溫度處于允許絕緣溫度之下；

所述S1，根據能量守恒定律計算電機繞組阻值，進而計算出電機繞組的溫度，繞組溫度計算公式為：

P_el＝P_mech+P_J (1)

R_T＝R₂₅(1+α_cu(T-T_u)) (4)

其中，P_el為電能，P_mech為機械能，P_J為繞組焦耳熱損耗，I_mot為電機電流，U_mot為電機電壓，R_T為T溫度下繞組阻值，R為繞組阻值，R_u為環境溫度u下繞組阻值，n為電機轉速，M為機械轉矩，α_cu是銅材料的熱阻系數，T_u為環境溫度，T為繞組溫度，單位是℃；

所述S3，結合計算出的電機繞組溫度和電機熱力學模型估計出的電機繞組溫度，對電機繞組實時溫度進行推定，根據繞組阻值計算出的溫度值和電機熱力學模型估計的溫度值取均值推定繞組溫度；并對下一時刻電機繞組溫升進行預測，具體為使用之前保存的50個采樣時刻內溫升值的平均值，預測下一時刻溫升值，采樣間隔為1ms。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2，測得電機熱力學模型為下式：

T(t)＝τ₁I²(t)+τ₂T(t-1) (6)

其中，I(t)為t時刻電機電流，T(t)為t時刻繞組溫度，繞組溫度系數τ₁和τ₂通過實驗測得。