一种永磁同步电机的温升保护方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种永磁同步电机的温升保护方法和系统，其中方法包括：根据所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率和周围介质散热功率确定总温升方程，并对所述总温升方程进行归一化处理得到电流与时间的微分方程，求解得温升动态模型；以及根据所述温升动态模型得到电流与时间的反时限曲线。本发明专利技术可以通过温升动态模型来动态模拟温升情况，并且考虑了周围介质散热的影响，以及通过反电势体现了电机速度对温升的影响，使得温升保护的设计更为合理。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种永磁同步电机的温升保护方法和系统，其中方法包括：根据所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率和周围介质散热功率确定总温升方程，并对所述总温升方程进行归一化处理得到电流与时间的微分方程，求解得温升动态模型；以及根据所述温升动态模型得到电流与时间的反时限曲线。本专利技术可以通过温升动态模型来动态模拟温升情况，并且考虑了周围介质散热的影响，以及通过反电势体现了电机速度对温升的影响，使得温升保护的设计更为合理。【专利说明】一种永磁同步电机的温升保护方法和系统
本专利技术涉及永磁同步电机
，更具体地说，涉及一种永磁同步电机的温升 保护方法和系统。
技术介绍
近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快 速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用。与传统的电励磁同步电机相比，永磁同步电 机具有损耗少、效率高、节电效果明显的优点。永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动 机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电 动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度， 因而它是近几年研究较多并在各个领域中应用越来越广泛的一种电动机。 永磁同步电机通常会选择反时限曲线进行过载保护。反时限过载保护是指保护动 作时间根据电机过载（即负载有效电流）的大小具有反时限特性，过载电流增大时保护动 作时间自动减小的保护。利用反时限曲线可以通过动作时间和过载电流之间的关系将温升 控制在最大允许温升范围内，因此能够达到温升保护的目的。但是目前给出的反时限曲线 在计算温升的时候没有考虑到周围介质的散热过程，导致反时限设计不够合理。此外，这些 反时限曲线也存在没有考虑到电机速度对温升影响的情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有永磁同步电机在进行反时限设计时所采 用的反时限曲线没有考虑到周围介质的散热过程导致不合理的缺陷，提供一种永磁同步电 机的温升保护方法和系统。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种永磁同步电机的温升保护 方法，包括以下步骤： S1、根据所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率和周围介质散热功率确定总温 升方程，并对所述总温升方程进行归一化处理得到电流与时间的微分方程，求解得温升动 态模型； S2、根据所述温升动态模型得到电流与时间的反时限曲线。 在根据本专利技术所述的永磁同步电机的温升保护方法中，步骤S1中所述永磁同步 电机的定子绕组的发热功率包括铜耗和铁耗。 在根据本专利技术所述的永磁同步电机的温升保护方法中，所述铜耗为Pra = I2R，铁耗为 【权利要求】1. 一种永磁同步电机的温升保护方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 根据所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率和周围介质散热功率确定总温升方 程，并对所述总温升方程进行归一化处理得到电流与时间的微分方程，求解得温升动态模 型； 52、 根据所述温升动态模型得到电流与时间的反时限曲线。2. 根据权利要求1所述的永磁同步电机的温升保护方法，其特征在于，所述步骤S1中 所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率包括铜耗和铁耗。3. 根据权利要求2所述的永磁同步电机的温升保护方法，其特征在于，所述铜耗为 Ρ?=Ι2Κ，铁耗为周围介质散热功率为Pdiss = as0 (t);所述步骤S1中根据得到总温升方程为：其中t为时间，Θ (t)为温度随时间变化的函数，I为电流c为导体 比热，g为导体质量；a为散热率，s为散热面积；R为电阻，Rh为等效热损耗电阻，E为反电 势。4. 根据权利要求3所述的永磁同步电机的温升保护方法，其特征在于，所述步骤 S1中归一化处理为设其中θ_为最大允许温 升，1_为额定电流，为反电势系数，为额定速度；所述电流与时间的微分方程为：其中= ;得到的所述温升动态 模型为：5. 根据权利要求1所述的永磁同步电机的温升保护方法，其特征在于，所述步骤S2中 以时间为横轴，电流百分比为纵轴得到所述反时限曲线。6. -种永磁同步电机的温升保护系统，其特征在于，包括： 模型建立单元，用于根据所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率和周围介质散热功 率确定总温升方程，并对所述总温升方程进行归一化处理得到电流与时间的微分方程，求 解得温升动态模型； 反时限设计单元，用于根据所述温升动态模型得到电流与时间的反时限曲线。7. 根据权利要求6所述的永磁同步电机的温升保护系统，其特征在于，所述模型建立 单元中使用的所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率包括铜耗和铁耗。8. 根据权利要求7所述的永磁同步电机的温升保护系统，其特征在于，所述模型建立 单元中使用的铜耗为P? = I2R，铁耗为周围介质散热为pdiss = as Θ (t);并根据得到总温升方程为：其中t为时间，Θ (t)为温度随时间变化的函数，I为电流c为导体 比热，g为导体质量；a为散热率，s为散热面积；R为电阻，Rh为等效热损耗电阻，E为反电 势。9. 根据权利要求8所述的永磁同步电机的温升保护系统，其特征在于，所述模型建立 单元执行的所述归一化处理为设其中为最大 允许温升，为额定电流，&为反电势系数，为额定速度；所述电流与时间的微分方程 为其中Ee = ;得到的所述温升动 态模型为：10. 根据权利要求9所述的永磁同步电机的温升保护系统，其特征在于，所述反时限设 计单元中以时间为横轴，电流百分比为纵轴得到所述反时限曲线。【文档编号】H02H7/08GK104124666SQ201410359475【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日 【专利技术者】匡两传 申请人:苏州汇川技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机的温升保护方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据所述永磁同步电机的定子绕组的发热功率和周围介质散热功率确定总温升方程，并对所述总温升方程进行归一化处理得到电流与时间的微分方程，求解得温升动态模型；S2、根据所述温升动态模型得到电流与时间的反时限曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：匡两传，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32