[发明专利]使用状态观测器确定同步电机中内部温度的方法和系统

权利要求书

1.一种确定同步电机(4)中的内部温度的方法，所述同步电机(4)包括定子和转子，定子由三相组成，每一相连接有至少一个线圈，转子包括至少一个磁体，所述线圈的磁场使所述转子旋转，该方法中测量了所述转子的速度Ω_m，以及所述相的电流i_m和电压u_m，其特征在于执行以下步骤：

a)根据所述测量，通过线圈的阻抗的状态观测器估算所述线圈的阻抗所述阻抗取决于所述线圈的温度T_cu，线圈的所述阻抗通过执行以下步骤来估算：

i)通过所测量的电压u_m和电流i_m的变换，在Park’s参考系中确定电压u_d,q和电流i_d,q,

ii)通过以下类型的方程估算电流和电流

以及

iii)通过所述测量和所估算的所述电流和经由以下形式的状态观测器估算线圈的所述阻抗

其中：L_d：所述电机的直接电感，

L_q：所述电机的正交电感，

k_d，k_r，k_p，校准变量，

p：电机的极对的数量；

b)根据所述测量，通过磁体的磁通量的强度的状态观测器，估算所述磁体的磁通量的强度所述磁通量强度取决于磁体的温度T_ai，

c)通过线圈的阻抗的所述估算值，确定所述线圈的温度T_cu，以及

d)通过磁体的磁通量的强度的所述估算值，确定所述磁体的温度T_ai。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，磁体的所述磁通量强度通过执行以下步骤来估算：

i)通过所测量的电压u_m和电流i_m的变换，在Park’s参考系中确定电压u_d,q和电流i_d,q,

ii)通过以下类型的方程估算电流和电流

以及

iii)通过所述测量和所估算的所述电流和通过以下形式的状态观测器估算磁体的所述磁通量强度

其中：L_d：所述电机的直接电感，

L_q：所述电机的正交电感，

k_d，k_r，k_p，校准变量，

p：电机的极对的数量。

3.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述线圈的所述温度T_cu是通过以下形式的方程确定的：其中R₀是所述线圈在参考温度T_ref下的参考阻抗，α是所述线圈的恒定温度阻抗参数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁体的所述温度T_ai是通过以下形式的方程确定的：其中是所述磁体在参考温度T_ref下的参考磁通量强度，β是所述磁体的恒定温度阻抗参数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，方法包括在估算线圈阻抗和磁体的磁通量强度的步骤之前预处理电气量的步骤。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电气量y的预处理是通过将测量的电信号y_m分解成余弦和正弦函数之和来实现的，这取决于所测量的转子位置θ_m，系数a_i，b_i是由标识确定的，然后保存第一项：y_f＝a₁cos(θ_m)+b₁sin(θ_m)。