[发明专利]一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统

权利要求书

1.一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，

包括母线电压滤波器、电压斜率检测器、电压门限判断器和端部短路动作执行器，所述母线电压滤波器与同步电机的逆变器直流母线连接，所述母线电压滤波器对逆变器直流母线电压进行滤波处理，所述滤波处理后的直流母线电压值分别传输至电压斜率检测器以及电压门限判断器；所述电压斜率检测器检测直流母线电压上升斜率，当所述上升斜率超过设定阈值时，触发端部短路动作执行器工作；所述电压门限判断器检测直流母线电压值是否超过设定阈值，当直流母线电压值超过设定阈值时，触发端部短路动作执行器工作，所述端部短路动作执行器调节同步电机相电流达到稳态电流点时进行短路操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，

所述端部短路动作执行器包括短路执行器、电压判断器和前馈信号发生器，所述端部短路动作执行器受到触发时，所述前馈信号发生器调节同步电机的相电流，使其接近稳态电流点，在调节过程中所述电压判断器判断电压抬升值，当电压抬升值达到设定上限时，所述短路执行器进行短路操作。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，

所述母线电压滤波器为低通滤波器。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，

所述电压斜率检测器的工作方法为：

A1)以时间T1为周期，获取滤波处理后的直流母线电压值；

A2)计算最后获取的直流母线电压值与前一次获取的直流母线电压值的差值err；

A3)当err大于设定单步增量△s+时，判断直流母线电压处于陡升阶段，当err小于设定单步减量△s-时，认为直流母线电压处于陡降阶段；

A4)若直流母线电压处于陡升阶段或陡降阶段，则判断上升斜率超过设定阈值，反之，回到步骤A2执行。

5.根据权利要求3所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，所述电压斜率检测器的工作方法为：

A1)以时间T1为周期，获取滤波处理后的直流母线电压值；

A2)计算最后获取的直流母线电压值与前一次获取的直流母线电压值的差值err；

A3)当err大于设定单步增量△s+时，判断直流母线电压处于陡升阶段，当err小于设定单步减量△s-时，认为直流母线电压处于陡降阶段；

A4)若直流母线电压处于陡升阶段或陡降阶段，则判断上升斜率超过设定阈值，反之，回到步骤A2执行。

6.根据权利要求2所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，

所述端部短路动作执行器在受到触发后的工作方法为：

B1)所述短路动作执行器向逆变器发送指令，使逆变器上三桥全通且下三桥全断、或者上三桥全断且下三桥全通；

B2)所述前馈信号发生器逐步调节同步电机相电压，直至相电压与预设的电流对应，使同步电机相电流缓缓趋于稳态电流点；

B3)所述电压判断器检测并判断当前同步电机相电压是否超过设定上限值，若是，则短路执行器进行短路动作，若否，则继续检测。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，

所述稳态电流点的计算方法为：

其中I_dSTA为稳态电流点，λ_PM为同步电机的永磁体磁链，L_d为同步电机本体的直轴电感。

8.根据权利要求3所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统，其特征在于，所述稳态电流点的计算方法为：

其中I_dSTA为稳态电流点，λ_PM为同步电机的永磁体磁链，L_d为同步电机本体的直轴电感。