[發明專利]一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法

在審

• 申請號: 202310268830.1
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116208064A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 符紅軍;馬寶祥;張建忠;徐政
• 申請（專利權）人: 江蘇遠方動力科技有限公司;東南大學
• 主分類號: H02P29/64
• 分類號: H02P29/64;H02P29/66;H02P25/022;H02P21/14;H02P27/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步，通過變頻器向電機注入高頻電壓信號，提取直軸高頻響應電流，實時計算電機的直軸高頻電阻和直軸高頻電感；

第二步，根據直軸高頻電阻-繞組溫度關系表確定電機繞組溫度，根據直軸高頻電感-永磁體溫度關系表確定電機永磁體溫度；

第三步，根據溫度異常監測的結果確定是否需要進入容錯運行；如果監測到電機繞組溫度異常，需要限制電機定子電流幅值，防止定子繞組溫度進一步升高并導致電機損毀，如果監測到定子繞組溫度正常而轉子永磁體溫度異常，需要對電機的直軸去磁電流進行限幅，避免永磁體的不可逆退磁。

2.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法，其特征在于：所述第一步中，其中注入高頻電壓信號的頻率取電機額定基波頻率的10倍，幅值為變頻器直流環節電壓的10％以內。

3.根據權利要求2所述的一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法，其特征在于：所述第二步中，其中，電機運行中直軸高頻電阻與繞組溫度存在關系式

R_dh(t_w)＝R_dh0(1+α(t_w-20℃))?????(1)，

式中R_dh為電機直軸高頻電阻，t_w為繞組溫度，R_dh0為20℃時電機直軸高頻電阻，α為待定系數；通過實驗測量數據擬合完成電機直軸高頻電阻-繞組溫度關系表的構建；

電機運行中直軸高頻電感與永磁體溫度存在關系式

式中L_dh為電機直軸高頻電感，t_m為轉子永磁體溫度，A、B和C為待定系數；通過實驗測量數據擬合完成電機直軸高頻電感-永磁體溫度關系表的構建。

4.根據權利要求3所述的一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法，其特征在于：所述第三步中，比較電機定子繞組溫度t_w與設定溫度的大小，當繞組溫度超出設定溫度，則繞組溫度異常，需在控制環節對定子電流幅值進行限制，繞組溫度異常程度越嚴重，定子電流限幅越大，確保定子繞組溫度不會進一步升高。

5.根據權利要求4所述的一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法，其特征在于：所述第三步中，比較電機轉子永磁體溫度t_m與設定溫度的大小，當永磁體溫度超出設定溫度，則永磁體溫度異常，需在控制環節對電機的直軸去磁電流進行限幅，避免轉子永磁體出現不可逆退磁。

6.根據權利要求5所述的一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法，其特征在于：定子繞組設定溫度和轉子永磁體設定溫度根據電機運行環境、散熱條件和材料屬性綜合確定。

7.根據權利要求6所述的一種永磁同步電機的溫度異常在線監測與容錯方法，其特征在于：根據永磁體材料退磁曲線上不可逆拐點與溫度的關系查表獲得電機直軸去磁電流的限幅值。