[發明專利]一種永磁同步電機控制系統及綜合保護方法

在審

• 申請號: 202011226976.2
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112398375A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 馬子飛;王炳文;薛一哲;李亞鋒;馬小博;王昭
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16;H02P6/28;H02P27/06;H02P29/024;H02P29/028;H02P21/18;H02P21/22;H02P25/022;H02P25/026
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 衛媛媛

1.一種永磁同步電機控制系統，其特征在于，所述系統包括控制器、功率逆變器、永磁同步電機、位置傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、開關，其中：功率逆變器、控制器和永磁同步電機相互連接；功率逆變器上設置有溫度傳感器；永磁同步電機上設置有溫度傳感器和位置傳感器；到功率逆變器的直流母線上設置有電壓傳感器；到功率逆變器的正直流母線上串聯有開關和電流傳感器；

功率逆變器包括A相橋、B相橋和C相橋，其中，所述A相橋包括絕緣柵雙極晶體管QA1和QA2；所述B相橋包括絕緣柵雙極晶體管QB1和QB2；所述C相橋包括絕緣柵雙極晶體管QC1和QC2；其中，永磁同步電機的A相繞組與A相橋連接；永磁同步電機的B相繞組與B相橋連接；永磁同步電機的C相繞組與C相橋連接。

2.一種永磁同步電機控制系統綜合保護方法，其特征在于，所述方法應用于如權利要求1所述的永磁同步電機控制系統，方法包括：

永磁同步電機控制系統啟動前，進行控制器檢測、直流母線電壓檢測、逆變器短路檢測保護、功率回路開路檢測保護、位置傳感器檢測和電流傳感器檢測；

永磁同步電機控制系統啟動過程中，進行過壓保護、欠壓保護、堵轉保護和反轉保護；

永磁同步電機控制系統運行過程中，進行過壓保護、欠壓保護、過流保護、過載保護、失速保護、電機超溫保護和功率逆變器超溫保護。

3.根據權利要2所述的方法，其特征在于，所述逆變器短路檢測保護，具體包括：

讀取母線電流和三相電流值，判斷母線電流和三相電流值是否為零，若不為零，則立即采取保護措施，切斷電源；

若為零，則控制器依次輸出PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6，從而依次開通功率逆變器的QA1、QA2、QB1、QB2、QC1、QC2，并再次判斷母線電流和三相電流值是否為零，

若在絕緣柵雙極晶體管開通期間，若不為零，則切斷電源，報告逆變器短路故障；若為零，則短路檢測結束。

4.根據權利要2所述的方法，其特征在于，功率回路開路檢測保護，具體包括：

控制器依次開通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2；

在絕緣柵雙極晶體管開通期間，讀取母線電流值，若母線電流值為零，則切斷電源，報告功率回路開路故障；若母線電流值不為零，則功率回路開路檢測結束。

5.根據權利要2所述的方法，其特征在于，位置傳感器檢測，具體包括：

控制器依次開通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2。

在絕緣柵雙極晶體管開通期間，讀取由位置傳感器采集的電機轉子位置角，判斷采集的電機轉子位置角與預設期望值是否一致，若不一致，則切斷電源，報告位置傳感器故障；若一致，則位置傳感器檢測結束。

6.根據權利要2所述的方法，其特征在于，永磁同步電機的A相繞組通過電流傳感器與A相橋連接；永磁同步電機的B相繞組通過電流傳感器與B相橋連接；永磁同步電機的C相繞組通過電流傳感器與C相橋連接；其中，電流傳感器檢測，具體包括：

控制器依次開通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2；

在絕緣柵雙極晶體管開通期間，分別讀取三相電流傳感器采集的三相電流值，將所述三相電流值加和后判斷是否為零，若不為零，則切斷電源，報告相電流傳感器故障；若為零，則電流傳感器檢測結束。