【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及永磁同步電機(jī)，具體而言，涉及一種無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、永磁同步電機(jī)（permanent?magnet?synchronous?motor,?pmsm）以永磁體勵(lì)磁替代同步電機(jī)中的勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，使電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，降低了加工和裝配費(fèi)用，同時(shí)還省去容易出現(xiàn)問(wèn)題的集電環(huán)和電刷，提高了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。由于無(wú)需勵(lì)磁電流，沒(méi)有勵(lì)磁損耗，提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率。為了確定永磁同步電機(jī)是否故障，通常需要在永磁同步電機(jī)內(nèi)設(shè)置多個(gè)傳感器，以獲取工作參數(shù)，通過(guò)工作參數(shù)確定永磁同步電機(jī)是否故障。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，由于傳感器監(jiān)測(cè)工作參數(shù)存在誤差大，故障概率高的缺陷，使得永磁同步電機(jī)的無(wú)感控制得到快速發(fā)展。然而通過(guò)無(wú)感控制確定永磁同步電機(jī)是否故障需要永磁同步電機(jī)工作在額定工況下，將得到的值與額定值做比較，確定永磁同步電機(jī)是否故障。因此，在故障排除時(shí)需要斷開(kāi)負(fù)載，使得操作繁瑣。而且，電機(jī)空載與負(fù)載的狀態(tài)存在較大差異，使得空載正常負(fù)載存在問(wèn)題的情況時(shí)有發(fā)生。
2、有鑒于此，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及方法，節(jié)省了故障排除的步驟，能更準(zhǔn)確地確定電機(jī)在帶負(fù)載工況下的故障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，包括電流處理模塊、參考轉(zhuǎn)矩確定模塊、實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定模塊、差值曲線生成模塊、故障預(yù)測(cè)模塊、當(dāng)前差值確定模塊和狀態(tài)判斷模塊；所述電流處理模塊用于獲取永磁同步電機(jī)的額定電流、額定電壓以及多個(gè)時(shí)間點(diǎn)
2、進(jìn)一步的，所述得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的負(fù)載工況下的參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：基于實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)和額定反電動(dòng)勢(shì)的差值，計(jì)算實(shí)際電流值；基于所述實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)和所述實(shí)際電流值，確定磁鏈；基于所述磁鏈和所述實(shí)際電流值，確定電磁轉(zhuǎn)矩；基于所述電磁轉(zhuǎn)矩，確定所述參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
3、進(jìn)一步的，所述計(jì)算實(shí)際電流值的表達(dá)式為：
4、；
5、其中，表示測(cè)得的d軸的實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)；表示d軸的額定反電動(dòng)勢(shì)；表示定子電阻；表示d軸的實(shí)際電流值；表示d軸的額定電流值；表示d軸電感；表示測(cè)得的q軸的實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)；表示q軸的額定反電動(dòng)勢(shì)；表示q軸的實(shí)際電流值；表示q軸的額定電流值；表示q軸電感；t表示時(shí)間；
6、所述確定磁鏈的表達(dá)式為：
7、；
8、其中，表示磁鏈；表示定子電感；t表示時(shí)間；
9、所述確定電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式為：
10、；
11、其中，表示電磁轉(zhuǎn)矩；p表示電機(jī)極對(duì)數(shù)；
12、所述確定所述參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式為：
13、；
14、其中，表示參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩；表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；表示電機(jī)的額定角速度。
15、進(jìn)一步的，得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所述負(fù)載工況下的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：基于所述永磁同步電機(jī)的角速度和位置，構(gòu)建控制函數(shù)；基于所述控制函數(shù)，確定滑動(dòng)曲線和候選函數(shù)；基于所述滑動(dòng)曲線和所述候選函數(shù)，確定控制參數(shù)；基于所述控制參數(shù)，確定所述實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
16、進(jìn)一步的，所述控制函數(shù)的表達(dá)式為：
17、；
18、其中，t表示時(shí)間；表示觀測(cè)角速度與實(shí)際角速度的差值，為；表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；表示觀測(cè)轉(zhuǎn)矩；表示實(shí)際轉(zhuǎn)矩；表示第一控制參數(shù)；表示符號(hào)函數(shù)；表示觀測(cè)位置與實(shí)際位置的差值，為；表示第二控制參數(shù)；
19、所述滑動(dòng)曲線的表達(dá)式為：
20、；
21、其中，表示第一滑動(dòng)曲線；表示第二滑動(dòng)曲線；
22、所述候選函數(shù)的表達(dá)式為：
23、；
24、其中，表示第一候選函數(shù)；表示第二候選函數(shù)；
25、所述控制參數(shù)的取值范圍為：
26、；
27、所述實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式為：
28、；
29、其中,?表示實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩；表示額定電磁轉(zhuǎn)矩。
30、本專(zhuān)利技術(shù)的目的還在于提供基于上述任意一項(xiàng)所述的一種無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，包括：獲取永磁同步電機(jī)的額定電流、額定電壓以及多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)際電流和實(shí)際電壓；基于所述額定電流和所述額定電壓，得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的負(fù)載工況下的參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩；基于多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所述實(shí)際電流和所述實(shí)際電壓，得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所述負(fù)載工況下的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩；基于所述參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩和所述實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩的差值，按時(shí)間序列構(gòu)建負(fù)載轉(zhuǎn)矩差值曲線；基于所述負(fù)載轉(zhuǎn)矩差值曲線，預(yù)測(cè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩差值大于預(yù)設(shè)差值閾值的故障時(shí)間點(diǎn)；確定當(dāng)前實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩和當(dāng)前參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩，并得到當(dāng)前負(fù)載轉(zhuǎn)矩差值；當(dāng)當(dāng)前負(fù)載轉(zhuǎn)矩差值大于所述預(yù)設(shè)差值閾值時(shí)，確定所述永磁同步電機(jī)處于故障狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)前負(fù)載轉(zhuǎn)矩差值小于等于所述預(yù)設(shè)差值閾值且當(dāng)前時(shí)間在所述故障時(shí)間點(diǎn)之前時(shí)，確定所述永磁同步電機(jī)處于正常狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)前負(fù)載轉(zhuǎn)矩差值小于等于所述預(yù)設(shè)差值閾值且當(dāng)前時(shí)間為所述故障時(shí)間點(diǎn)或在所述故障時(shí)間點(diǎn)之后時(shí)，確定所述永磁同步電機(jī)處于待故障狀態(tài)。
31、進(jìn)一步的，所述得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的負(fù)載工況下的參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：基于實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)和額定反電動(dòng)勢(shì)的差值，計(jì)算實(shí)際電流值；基于所述實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)和所述實(shí)際電流值，確定磁鏈；基于所述磁鏈和所述實(shí)際電流值，確定電磁轉(zhuǎn)矩；基于所述電磁轉(zhuǎn)矩，確定所述參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
32、進(jìn)一步的，所述計(jì)算實(shí)際電流值的表達(dá)式為：
33、；
34、其中，表示測(cè)得的d軸的實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)；表示d軸的額定反電動(dòng)勢(shì)；表示定子電阻；表示d軸的實(shí)際電流值；表示d軸的額定電流值；表示d軸電感；表示測(cè)得的q軸的實(shí)際反電動(dòng)勢(shì)；表示q軸的額定反電動(dòng)勢(shì)；表示q軸的實(shí)際電流值；表示q軸的額定電流值；表示q軸電感；t表示時(shí)間；
35、所述確定磁鏈的表達(dá)式為：
36、；
37、其中，表示磁鏈；表示定子電感；t表示時(shí)間；
38、所述確定電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式為：
39、；
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括電流處理模塊、參考轉(zhuǎn)矩確定模塊、實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定模塊、差值曲線生成模塊、故障預(yù)測(cè)模塊、當(dāng)前差值確定模塊和狀態(tài)判斷模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的負(fù)載工況下的參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算實(shí)際電流值的表達(dá)式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所述負(fù)載工況下的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制函數(shù)的表達(dá)式為：
6.基于權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的一種無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于，所述得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的負(fù)載工況下的參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于，得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所述負(fù)載工況下的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于，所述控制函數(shù)的表達(dá)式為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括電流處理模塊、參考轉(zhuǎn)矩確定模塊、實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定模塊、差值曲線生成模塊、故障預(yù)測(cè)模塊、當(dāng)前差值確定模塊和狀態(tài)判斷模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的負(fù)載工況下的參考負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算實(shí)際電流值的表達(dá)式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，得到在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所述負(fù)載工況下的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)感永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳鵬，王濱，廖紅波，林輝，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：成都航天凱特機(jī)電科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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