[发明专利]电机中的定子绕组电阻的确定

说明书

一种电机组件包括具有定子和转子的电机。定子具有在定子绕组温度(t_S)下的定子绕组，并且转子配置为以转子转速(ω)转动。控制器可操作地连接到电机并且具有处理器和有形的非暂时性存储器，存储器上记录有用于执行方法的指令，该方法用于确定定子绕组电阻。控制器配置为确定高速电阻系数(r_H)，该高速电阻系数(r_H)至少部分基于转矩指令(T^*)、定子绕组温度(t_S)、转子转速(ω)、特征转矩误差以及极对(P)数量。控制器可以基于加权系数(k)、高速电阻系数(r_H)以及低速电阻系数(r_L)来确定总电阻值(R)。

技术领域

本公开总体上涉及电机组件中的定子绕组电阻的确定。

背景技术

诸如内部永磁电机的电机通常包括具有交替极性的多个磁铁的转子。转子可在定子内旋转，定子通常包括多个定子绕组和交替极性的磁极。诸如马达的电机在电势差和电流方面吸收电能，从而将其转换为机械功。因为电机并非100％有效，所以某些电能由于绕组的电阻的缘故而以热量形式损耗。定子绕组在高转子转速下的电阻与操作温度和电流一起大幅度地变化。

发明内容

电机组件包括具有定子和转子的电机。定子具有定子绕组温度(t_S)下的定子绕组，并且转子配置为以转子转速(ω)旋转。控制器可操作地连接至电机并且配置为接收转矩指令(T^*)。控制器具有处理器和有形的非暂时性存储器，所述存储器上记录了用于执行确定定子绕组电阻的方法的指令。通过处理器来执行指令使得控制器确定定子绕组的高速电阻系数(r_H)。高速电阻系数(r_H)是至少部分基于转矩指令(T^*)、定子绕组温度(t_S)、转子转速(ω)、特征转矩误差以及电机的极对(P)的数量。

控制器可以进一步配置为至少部分地基于预先定义的导线系数(α)、在预先定义测量温度(t₀)下测量的定子电阻(r₀)和定子绕组温度(t_S)与预先定义的测量温度(t₀)之间的温度差来确定定子绕组的低速电阻系数(rL)，使得r_L＝[r₀(1+α*(t_S-t₀)]。控制器可以进一步配置为至少部分基于加权系数(k)以及高速电阻系数和低速电阻系数来确定定子绕组的总电阻(R)，使得R＝[k*r_H+(1-k)*r_L]且0＜k＜1。控制器可以操作来至少部分基于定子绕组的总电阻(R)来控制电机的至少一个操作参数，以实现改进的性能和/或效率。

第一温度传感器可以操作地连接至控制器并且配置为测量定子绕组温度(t_S)。第二温度传感器可以操作地连接至控制器并且配置为测量转子温度。磁通量传感器可以操作地连接至控制器并且配置为测量电机的磁通量。提供了一种用于确定高速和低速电阻系数以及总电阻(R)的方法。本文所述的方法和组件最大限度地减少了使用广泛查找表和复杂曲线拟合来估算不同转子转速下定子电阻的变化。方法利用所估算的磁通量(来自磁通量传感器或FEA模型)和两个独立的转矩估算值，诸如使用基于电流的(通量图)估算值和基于有功功率的估算值。

当转子转速(ω)相对较高时，高速电阻系数(r_H)说明了定子电阻的变化。当转子转速(ω)相对较低时，低速电阻系数(r_L)说明了定子电阻的变化。当转子转速(ω)等于或高于预先定义的高速阈值(例如ω＞5000rpm)时，加权系数(k)可以是1。当转子转速(ω)等于或低于预先定义的低速阈值(例如ω＜3000rpm)时，加权系数(k)可以是0。