[发明专利]电机堵转监测装置、电机保护系统及其方法

说明书

公开了一种电机堵转监测装置、电机保护系统及其方法，电机堵转监测装置包括处理模块，根据电机的相电流获得反馈电流、估算转速和估算角度；控制模块，根据目标转速、估算角度、估算转速和反馈电流提供相控制电压；判断模块，根据计算得到的相控制电压在交轴上分量的交轴电压误差值和/或在直轴上分量的直轴电压误差值判断电机是否堵转以提供堵转预警信号。本申请通过处理模块估算得到电机的估算转速、估算角度，无需使用位置或转速传感器。且通过直轴判断法和/或交轴判断法确定电机是否发生堵转，可直接应用于各类无传感永磁同步电机控制系统中，有效检测电机堵转状态实现及时响应，采取有效保护措施以在最大程度上延长电机使用寿命。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别地，涉及一种电机堵转监测装置、电机保护系统及其方法。

背景技术

随着电机技术的发展，电机作为运动实现的核心部件被广泛应用在各种生产生活领域中。但是在实际应用中，电机存在可靠性的问题。其中电机堵转是危害电机可靠性及寿命的重要因素之一。导致电机堵转的原因有很多，例如转子与定子接触被卡死、被驱动设备卡死、设备负荷太大电机无法驱动等等。

对传统的异步电机实现堵转检测及保护，一般通过判断回路电流是否达到需要保护的电流值来判断电机是否发生堵转，当发生堵转时控制器关断电机以实现保护的功能。

然而同步电机在堵转状态下回路电流未必会超过电流阈值，所以无法利用上述方法来识别不同电机是否发生堵转。现有技术中通过设置位置或转速传感器来实现堵转检测及保护功能。具体地，通过采用位置或转速传感器反馈来确定电机是否发生堵转从而采取保护措施。然而采用传感器设备会导致系统成本增加。同时很多电机应用场合，无法使用传感器，也给堵转检测及保护带来了很大的挑战。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电机堵转监测装置、电机保护系统及其方法，从而在不设置位置或转速传感器的情况下判断电机是否发生堵转以及实现电机保护的功能。

根据本发明的一方面，提供一种电机堵转监测装置，包括：处理模块，根据电机的相电流获得反馈电流、所述电机的估算转速和估算角度；控制模块，根据目标转速、所述估算角度、所述估算转速和所述反馈电流向所述电机提供相控制电压；以及判断模块，分别连接所述处理模块以及控制模块，以根据计算得到的所述相控制电压在交轴上分量的交轴电压误差值和/或在直轴上分量的直轴电压误差值判断所述电机是否堵转，并根据判断结果提供堵转预警信号。

优选地，所述判断模块包括：计算单元，基于电机参数、所述估算转速、所述反馈电流以及所述相控制电压在交轴上的分量交轴控制电压，计算得到交轴电压误差值；以及判断单元，基于所述交轴电压误差值判断所述电机是否堵转，并提供所述堵转预警信号。

优选地，所述判断模块包括：计算单元，基于电机参数、所述估算转速、所述反馈电流以及所述相控制电压在直轴上的分量直轴控制电压，计算得到直轴电压误差值；以及判断单元，基于所述直轴电压误差值判断所述电机是否堵转，并提供所述堵转预警信号。

优选地，所述判断模块包括：计算单元，基于电机参数、所述估算转速、所述反馈电流以及所述相控制电压在交轴上的分量交轴控制电压、在直轴上的分量直轴控制电压，计算得到交轴电压误差值和直轴电压误差值；以及判断单元，基于所述交轴电压误差值和所述直轴电压误差值判断所述电机是否堵转，并提供所述堵转预警信号。