[发明专利]用于同步电机的磁体温度估计系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于同步电机的磁体温度估计系统。

背景技术

在公知的永磁同步电机中，永磁体置于转子中，转子在永磁体与通过定子产生的旋转磁场之间的相互作用下进行旋转。当温度上升时，每个永磁体的磁通通过去磁现象而减小。于是，永磁体的温度需要受到控制以被抑制在等于或低于允许温度的水平。为了检测永磁体的温度，需要在永磁体上提供温度传感器，这会妨碍电机的尺寸降低。由此，专利文献1(日本专利申请第2007-6613号)公开了一种不使用温度传感器而对永磁体的温度进行估计的方法。在专利文献1中，根据电机的感应电压来估计永磁体的温度。

不过，在专利文献1公开的方法中，在感应电压较小的低转数状态下，感应电压的测量误差会增大，并且对永磁体温度的估计精度会变得较低。

有鉴于以上问题而提出了本发明。本发明的目的是提供一种用于同步电机的磁体温度估计系统，该磁体温度估计系统能够在电机从零速度到较高转数的宽操作范围内改善永磁体温度的估计精度。

发明内容

根据本发明的一个方面的用于同步电机的磁体温度估计系统将频率与用于驱动同步电机的基波的频率不同的电压或电流叠加在同步电机的至少d轴上，根据叠加的电压或电流以及通过叠加得到的电流或电压对同步电机的阻抗进行计算，并基于计算得到的阻抗来估计永磁体的温度。

附图说明

图1是本发明第一实施例中的永磁体同步电机的控制装置的系统构造图。

图2是用于说明本发明第一实施例中的永磁体温度估计的原理的示图。

图3是本发明第一实施例中的磁体温度估计单元的构造图。

图4是用于说明谐波阻抗实部与永磁体温度之间的关系的曲线图。

图5是本发明第一实施例中的磁体温度估计单元的修改示例1的构造图。

图6是用于说明定子线圈温度与定子线圈电阻值之间的关系的曲线图。

图7是本发明第一实施例中的磁体温度估计单元的修改示例2的构造图。

图8是本发明第一实施例中的磁体温度估计单元的修改示例3的构造图。

图9是用于说明d轴基波电流值与用于补偿谐波阻抗实部的补偿量之间的关系的曲线图。

图10是用于说明q轴基波电流值与用于补偿谐波阻抗实部的补偿量之间的关系的曲线图。

图11是本发明第二实施例中的永磁同步电机的控制装置的系统构造图。

图12是本发明第二实施例中的磁体温度估计单元的构造图。

图13是本发明第三实施例中的永磁同步电机的控制装置的系统构造图。

图14是本发明第三实施例中的磁体磁化量估计单元的构造图。

图15是用于说明永磁体磁化量与谐波阻抗实部之间的关系的曲线图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行说明。

[第一实施例]

图1是本发明第一实施例中的永磁体同步电机的控制装置的系统构造图。如图1所示，永磁体同步电机的控制装置1包括电流控制器4、坐标变换装置6和11、电力转换器7、带阻滤波器9、带通滤波器10、谐振控制器13和磁体温度估计单元14，以对电机2进行控制。注意在附图中，两条斜线表示二维矢量，三条斜线表示三维矢量。

如图2所示，电机2是三相永磁同步电机(PMSM)，其构造为使包括永磁体32的转子31在定子30内侧旋转。在定子30内提供多个槽缝33，定子线圈34绕制在每个槽缝33中。通过将三相电功率供给定子线圈34来产生电流磁通，并且每个永磁体32产生磁体磁通(magnet magnetic flux)。注意，温度传感器35测量定子线圈34的温度。