[发明专利]一种实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电机温度控制技术领域，尤其涉及一种实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法。

【背景技术】

永磁电机是一种结合电、磁、机械、热等多领域技术的关键零部件，尤其高效高密度永磁电机现在已在电动汽车上获得了广泛应用。热性能分析对于永磁电机而言是相当重要的，因为它不仅会影响到永磁电机的输出特性，而且更严重的时在某些温度过高的情形下可能会损坏电机。对此，在现有技术中通常采用在电机定子上安置温度传感器，并将定子温度反馈给电机控制器以由此进行温度监控处理。然而，实际情况是仅仅监测电机定子温度是不够的，这是由于在定转子之间存在着气隙，而它会导致由定子温度传感器采集到的信息并不能直接反映转子实际温度。如果转子温度过高将会直接影响永磁体的性能，并且最终可能导致出现永磁体退磁现象。但是，由于电机转子是一个旋转体而使得温度并不能进行实时测量，所以如何获得电机转子温度数值确实是一个极具挑战性的任务。

在公开号为CN101275871A的中国专利文献中公开了一种高速旋转永磁同步电机转子温度分布测量方法，尽管在该方法中通过在定子齿上钻孔并将红外温度传感器固定于孔中、使传感器探头直接与转子表面相对、利用变频调速器使高速旋转的转子在短时间内降为临界测量转速以下并稳定运行，然后通过数据采集系统记录由传感器测得的转子减速过程中表面平均温度的变化以及在临界测量转速以下稳定运行时的转子表面温度分布并将二者相加而能得到转子高速旋转时的温度分布，但是采用上述方法中并不能实时地在线估算永磁电机转子磁钢温度。

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法，从而可以有效地解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法，其包括以下步骤：

A、将永磁电机的三相电线与电机控制器保持脱离，使所述永磁电机在预设的转速测试范围内任选的第一转速下进行运转并且控制用于永磁电机的冷却液保持恒温，待所述永磁电机的转子温度保持稳定后，记录在该第一转速下的转子温度数据以及定子温度数据；随后，在所述预设的转速测试范围内的其他各转速下重复以上过程；然后，通过所记录的转速、定子温度数据以及转子温度数据来获得在无相电流条件下的转子温度变化与转速、定子温度之间的对应关系；

B、将所述永磁电机的三相电线与电机控制器保持连接，在正常冷却条件下使所述永磁电机在所述第一转速下进行运转，记录在该第一转速下采用不同相电流并且待所述永磁电机的转子温度数据保持稳定后的转子温度数据、定子温度数据和相电流数据；随后，在所述预设的转速测试范围的所述其他各转速下重复本步骤中的以上过程；然后，通过所记录的相电流、定子温度数据以及转子温度数据来获得在不同相电流条件下的转子温度变化与相电流、定子温度之间的对应关系；

C、比较在所述步骤A和步骤B中所记录的定子温度数据和转子温度数据，并将在相同转速下步骤B中的转子温度数据减去步骤A中的转子温度数据，以获得在不同定子温度、不同相电流、不同转速下的转子温差数据；以及

D、综合在所述步骤A、B和C中所获得的定子温度数据、转子温度数据以及转子温差数据，以获得转子温度与相电流、定子温度、转速之间的对应关系并将其存储入与所述永磁电机型号相同的永磁电机的电机控制器中，以由此实现对永磁电机转子磁钢温度的在线估算。

在上述的实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法中，优选地，所述方法还包括步骤：

A1、当所述步骤A中的所述永磁电机的当前转速大于预设的阀值转速时，根据实际转子温度数据来对所述步骤A中在该当前转速下的转子温度数据进行修正处理。

在上述的实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法中，优选地，所述步骤A1中的实际转子温度数据是通过计算磁链密度并根据永磁材料固有的磁链密度与温度的对应关系数据来获得的。

在上述的实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法中，优选地，所述方法还包括步骤：

B1、当所述步骤B中的所述永磁电机的当前转速大于所述阀值转速时，根据实际转子温度数据来对所述步骤B中在该当前转速下的转子温度数据进行修正处理。

在上述的实现在线估算永磁电机转子磁钢温度的方法中，优选地，所述步骤B1中的实际转子温度数据是通过计算磁链密度并根据永磁材料固有的磁链密度与温度的对应关系数据来获得的。