恭喜湖南大学冯婉获国家专利权
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龙图腾网恭喜湖南大学申请的专利一种六相电机的转子永磁体温升估计方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114553087B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210066803.1,技术领域涉及:H02P21/14;该发明授权一种六相电机的转子永磁体温升估计方法及系统是由冯婉;黄守道;高剑;罗德荣设计研发完成,并于2022-01-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种六相电机的转子永磁体温升估计方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种六相电机的转子永磁体温升估计方法及系统,本发明包括在六相电机的数学模型中的谐波平面注入幅值相等、极性相反的电流,并通过基波平面和谐波平面的变换,得到消除电机电阻R的电机方程;计算得到在初始温度T 0 以及任意t时刻的温度Tt下的永磁体磁链;确定永磁体磁链和温升的关系代入得到的不同工况下的永磁体磁链,得到转子永磁体的温升。本发明针对六相电机能够实现转子永磁体温度的准确估计,方法更加的直接,估计得到的结果更加的准确,可避免出现高温退磁的极端情况,而且本发明方法实施简单、实施成本低,避免了间接观测或者温度传感器测量数据不准确而产生的误判,且整个监测过程易于实现。
本发明授权一种六相电机的转子永磁体温升估计方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种六相电机的转子永磁体温升估计方法,其特征在于,包括: 1)在六相电机的数学模型中的谐波平面注入幅值相等、极性相反的电流,并通过基波平面和谐波平面的变换,消除电机电阻R的变化带来的对温升估计的影响,得到消除电机电阻R的电机方程; 2)根据消除电机电阻R的电机方程,计算得到在初始温度T 0以及任意t时刻的温度Tt下的永磁体磁链; 3)确定永磁体磁链和温升的关系,在永磁体磁链和温升的关系中代入得到的在初始温度T 0以及任意t时刻的温度Tt下的永磁体磁链,得到转子永磁体的温升; 步骤1)中通过基波平面和谐波平面的变换,消除电机电阻R的变化带来的对温升估计的影响,得到消除电机电阻R的电机方程包括:将六相电机的数学模型进行公式变换,得到解耦后的基波平面的数学模型和谐波平面的数学模型;将谐波平面的数学模型中电机电阻R的函数表达式代入解耦后的基波平面的数学模型,从而得到消除电机电阻R的电机方程; 所述解耦后的基波平面的数学模型和谐波平面的数学模型如下式所示: V d1 I d1+V q1 I q1=RI s 2+wI q1L Δ I d1+λ 0+I d1 D d1+I q1 D q1V dead,(2) V q2-V d2=RI q2-I d2+wL d2 I d2+L q2 I q2+D q2-D d2V dead,(3) 上式中,V d1,V q1为基波平面dq电压,V d2,V q2为谐波平面dq电压,I d1,I q1为基波平面dq电流,I d2,I q2为谐波平面dq电流,D d1,D q1为基波平面dq轴转子位置函数,D d2,D q2为谐波平面转子位置函数,w为电机运行频率,V dead为半导体电压降,λ 0为在初始温度T 0下的永磁体磁链的大小,I s 2=I d1 2+I q1 2,L Δ为基波平面dq电感差,且有L Δ=I d1-I q1; 所述谐波平面的数学模型中电机电阻R的函数表达式如下式所示: R=V q2-V q2 -wL d2 I d2+L q2 I q2-D q2-D d2V deadI q2-I d2,(4) 得到的消除电机电阻的电机方程的函数表达式如下式所示: α 1=wI q1L Δ I d1+λ 0+κ 1 V dead,(5) 上式中,α 1为包含电压信息的物理量,κ 1为包含电流信息的物理量,且有: α 1=V d1 I d1+V q1 I q1-γI s 2V q2-V d2,(6) κ 1=I d1 D d1+I q1 D q1-γI s 2D q2-D d2,(7) 其中,中间变量γ=12I,其中I表示往谐波平面注入的电流; 步骤2)中计算得到在初始温度T 0以及任意t时刻的温度Tt下的永磁体磁链分别为: λ 0=α 1,0-κ 1,0 V deadw 0 I q1,t-L Δ,t I d1,t,(8) λ Tt=α 1,t-κ 1,t V deadw t I q1,t-L Δ,t I d1,t,(9) 上式中,α 1,0为初始温度T 0下包含电压信息的物理量α 1,κ 1,0为初始温度T 0下包含电流信息的物理量κ 1,w 0为初始温度T 0下的电机运行频率,I d1,t和I q1,t分别为初始温度T 0下的基波平面的dq轴电流,L Δ,t为初始温度T 0下的基波平面dq电感差;λ Tt为在任意t时刻的温度Tt下的永磁体磁链的大小,α 1,t为当前温度Tt下包含电压信息的物理量α 1,κ 1,t为当前温度Tt下包含电流信息的物理量κ 1,w t为当前温度Tt下的电机运行频率; 步骤3)包括: 3.1)确定永磁体磁链和温升的关系如下式所示: λ Tt=λ 0-1+βTt-T 0,(10) 上式中,β为永磁体温度系数,Tt-T 0表示t时刻的温度Tt相对初始温度T 0的温升; 3.2)在永磁体磁链和温升的关系中代入得到的在初始温度T 0以及任意t时刻的温度Tt下的永磁体磁链,得到转子永磁体的温升的计算函数表达式如下式所示: ∆T=Tt-T 0=α 1,t-κ 1,t V deadw t I q1,t-α 1,0-κ 1,0 V deadw 0 I q1,tβλ 0,(11) 上式中,∆T表示转子永磁体的温升。
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