[发明专利]一种异步电机矢量控制转子绕组温度在线监测方法

权利要求书

1.一种异步电机矢量控制转子绕组温度在线监测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

1)根据d-q同步旋转坐标下的电流和电压信号，基于负载角补偿校正进行转子磁场准确定向，同时也使转差频率得到补偿校正；

2)在转差频率得到校正补偿的条件下，对转子时间常数进行估算；

3)在电机初次启动达到转速稳定的较短时间内，根据步骤2)的方法估算转子时间常数值，并获取电机此时对应的冷却介质检测温度；

4)在电机正常工作过程中，根据步骤2)的方法估算当前转子时间常数值，并获取此时对应的电机冷却介质检测温度，结合步骤3)的数值对转子绕组温度和温升进行实时估测；

步骤1)中，转子磁场准确定向的具体内容为：

由d-q同步旋转坐标下的电流和电压信号，构造一种既不含定子电阻R_s也不含转子电阻R_r的负载角θ的参考模型：

其中：

σ为电机的漏磁系数，其计算式为：

式中，i_d、i_q、u_d、u_q分别为同步旋转坐标下的d轴电流、q轴电流、d轴电压、q轴电压信号，L_r、L_s、L_m分别为电机转子电感、定子电感和互感，ω₁为定子角频率；

由实测电流获取负载角θ的可调模型：

将两种模型负载角的正切值作差输入PI调节器，对转子磁链与定子电流之间的相角差直接进行补偿校正，获得转子磁场准确定向；其调控输出值与转速闭环调节的输出值相关，若转速闭环调节的输出值为q轴电流给定值则转子磁场定向模块的输出值为直接调控励磁电流；若转速闭环调节的输出值为转差频率ω_s，则转子磁场定向模块的输出值为Δω，对转差频率进行校正；

步骤2)中，转子时间常数的估算式为：

式中，ω_s为转差频率，i_d、i_q分别为同步旋转坐标下的d轴电流、q轴电流。

2.根据权利要求1所述的一种异步电机矢量控制转子绕组温度在线监测方法，其特征在于，步骤4)中，转子绕组的实时估测温度的表达式为：

式中，β_r为转子绕组导体材料的电阻温度系数，T_r0为在电机温度与冷却介质温度一致时初次启动达到转速稳定的较短时间内，根据步骤2)的方法估算的转子时间常数值；A₀为电机冷却介质检测温度；为在电机正常工作过程中，根据步骤2)的方法估算的当前转子时间常数值，A_r1为当下电机冷却介质检测温度；

根据转子绕组的温度计算当前转子绕组的温升ΔA_s，其计算式为：