【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机，具体而言，涉及一种电机无感磁场定向控制的过载保护系统。
技术介绍
1、在电力电子
，已经有一些无感磁场定向控制（field-oriented control，简称foc）的过载保护方法和系统被提出，此类技术方案通常通过克拉克（clark）变换和帕克（park）变换将电机的三相电流转换为两相电流，然后通过反变换得到直轴电流和交轴电流。通过计算直轴电流和交轴电流的平方和，可以得到电机的功率。与此同时，利用滑膜观测器所得到的电机转速，可以计算出电机的输出扭矩。最后，通过电机的功率与额定功率的比值以及电机的输出扭矩与电机设计中的额定转矩的比值情况，可以判断电机的过载程度，并实时预警。
2、然而，尽管现有的无感磁场定向控制的过载保护方法和系统在一定程度上可以实现对电机的过载保护，但是仍然存在一些问题。
3、首先，该类技术方案在获取电机的输出功率时，通常需要进行较为复杂的数学运算，这不仅增加了算法的复杂度，也提高了计算的延迟，可能无法及时响应电机的过载情况。
4、其次，该类技术方案在判断电机过载程度时，通常依赖于电机设计中的额定转矩，然而电机在不同的工作状态下，额定转矩可能会发生变化，这可能会导致过载保护的不准确。
5、最后，该类技术方案在处理电机过载情况时，通常只是进行预警，并没有采取实际的措施来保护电机和相关设备，从而难以有效防止电机的损坏。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是如何克服现有技术中的无感磁场
2、本专利技术提供的一种电机无感磁场定向控制的过载保护系统，包括：
3、采集装置，用于实时获取被控电机的三相电流值和三相电压值；
4、变换装置，用于对所述三相电流值进行克拉克变换以获得第一变换结果，同时对所述三相电压值进行克拉克变换以获得第二变换结果，然后通过无感磁场定向控制算法根据所述第一变换结果和所述第二变换结果获得所述被控电机的转速和转角，并基于所获转角对所述第一变换结果进行帕克变换以获得第三变换结果；
5、报警器，用于执行报警；
6、执行件，用于执行关闭所述被控电机；
7、控制模块，被设置为以比例与积分控制算法和过载倍数算法基于所述变换装置所获转速、转角和第三变换结果获得过载倍数，并在所述过载倍数大于或等于第一阈值且小于第二阈值时调用所述报警器执行报警，而在所述过载倍数大于或等于第二阈值时调用所述执行件执行关闭所述被控电机；
8、所述变换装置与所述采集装置电连接，所述控制模块与所述变换装置电连接，所述报警器、所述执行件均与所述控制模块电连接。
9、本专利技术所公开的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，通过设置采集装置、变换装置、报警器、执行件和控制模块，变换装置对三相电流和电压值进行克拉克变换获得相应的变换结果，然后通过无感磁场定向控制算法根获得被控电机的转速和转角，并基于所获转角进行帕克变换以获得变换结果，控制模块则以比例与积分控制算法和过载倍数算法获得过载倍数，并在过载倍数大于或等于第一阈值且小于第二阈值时调用报警器执行报警，而在过载倍数大于或等于第二阈值时调用执行件执行关闭被控电机，由于使用的变换为克拉克变换和帕克变换，算法则为比例与积分控制算法和过载倍数算法，进而相较于现有技术而言，计算复杂性有所缓解，从而计算延迟性降低。此外，在判断电机是否过载时主要依赖于变换装置所获转速、转角和第三变换结果获得的过载倍数，大幅提升了过载保护的准确性，使因额定转矩发生变化而导致过载保护的不准确缺陷得到避免。与此同时，由于控制模块在过载倍数大于或等于第一阈值且小于第二阈值时调用报警器执行报警，而在过载倍数大于或等于第二阈值时调用执行件执行关闭被控电机，从而在处理电机过载情况时，不仅进行了预警，而且采取了实际的措施来保护电机，从而有效防止电机的损坏。
10、在一种可能的实施方式中，所述采集装置为三路霍尔传感器，进而能够较为快速且准确的获得三相电流和电压，进一步提升了运算效率。
11、在一种可能的实施方式中，所述变换装置包括：
12、克拉克变换器，用于执行克拉克变换；
13、帕克变换器，用于执行帕克变换；
14、定向装置，用于通过无感磁场定向控制算法获得所述被控电机的转速和转角；
15、所述克拉克变换器与所述采集装置电连接，所述帕克变换器分别与所述定向装置、所述克拉克变换器电连接，所述控制模块与所述定向装置、所述帕克变换器电连接；
16、进而，采集装置获取被控电机的三相电流值和三相电压值后，通过克拉克变换器对三相电流值进行克拉克变换以获得第一变换结果，同时对三相电压值进行克拉克变换以获得第二变换结果，然后通过定向装置以无感磁场定向控制算法根据第一变换结果和第二变换结果获得被控电机的转速和转角，最终通过帕克变换器基于定向装置所获转角对第一变换结果进行帕克变换以获得第三变换结果，保证了算法和变换的有序运行，提升运算效率，降低运算复杂性。
17、在一种可能的实施方式中，所述克拉克变换器被设置为执行如下形式的克拉克变换：
18、,
19、式中，
20、；
21、当时，；
22、当时，；
23、代表由所述采集装置所获的三相电流值；
24、代表由所述采集装置所获的三相电压值；
25、代表所述第一变换结果；
26、代表所述第二变换结果；
27、采用此方案对应的克拉克变换器能够加快变换时间，且变换合理，还能够在较短时间内捕捉变换结果。
28、在一种可能的实施方式中，所述帕克变换器被设置为执行如下形式的帕克变换：
29、，
30、式中，
31、代表由所述定向装置所获的转角；
32、代表所述第三变换结果；
33、采用此方案对应的帕克变换器，所用变换实质为成熟的正交变换，仅对电流向量执行角度旋转，不改变范数，从而不改变电流结构，并且较为快速地获得变换结果，提升变换效率。
34、在一种可能的实施方式中，所述控制模块包括：
35、显示器，用于供用户设定目标转速、比例增益和积分增益；
36、比例与积分控制器，用于执行所述比例与积分控制算法的运行程序；
37、过载装置，用于执行所述过载倍数算法的运行程序；
38、中央处理器，用于根据用户设定的目标转速、比例增益和积分增益控制所述比例与积分控制器与所述过载装置运行，并在所述过载倍数大于或等于所述第一阈值且小于所述第二阈值时调用所述报警器执行报警，而在所述过载倍数大于或等于所述第二阈值时调用所述执行件执行关闭所述被控电机；
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述采集装置为三路霍尔传感器。
3.根据权利要求1所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述变换装置包括：
4.根据权利要求3所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述克拉克变换器被设置为执行如下形式的克拉克变换：
5.根据权利要求4所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述帕克变换器被设置为执行如下形式的帕克变换：
6.根据权利要求5所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述控制模块包括：
7.根据权利要求6所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述比例与积分控制算法的算式如下：
8.根据权利要求6或7所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，当用户在所述显示器上设定目标转速、所述比例增益和所述积分增益后，所述中央处理器被设置为执行如下步骤：
9.根据权利要求
10.根据权利要求9所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述过载倍数算法的算式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述采集装置为三路霍尔传感器。
3.根据权利要求1所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述变换装置包括：
4.根据权利要求3所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述克拉克变换器被设置为执行如下形式的克拉克变换：
5.根据权利要求4所述的电机无感磁场定向控制的过载保护系统，其特征在于，所述帕克变换器被设置为执行如下形式的帕克变换：
6.根据权利要求5所述的电机无感磁场定...
【专利技术属性】
技术研发人员：王豪，李庆旭，金建平，唐鑫波，殷立晋，
申请(专利权)人：浙江电驱动创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。