[发明专利]一种永磁同步电机、控制方法、保护系统及存储介质

说明书

本发明属于电机矢量控制技术领域，公开了一种永磁同步电机、控制方法、保护系统及存储介质，依据失磁故障监测单元，对磁链进行实时的重构估算；通过转速自适应率估算转速，实现弱磁控制系统的容错控制；通过估算磁链的值判断电机是否失磁，对电机失磁故障进行处理。采用本发明中的容错控制系统，利用观测器对磁链进行实时的估算，并利用自适应率对转速进行实时的估算，利用失磁故障判断单元对失磁故障进行判断，可知晓电机是否发生失磁故障，避免因为电机失磁故障及转速的估测不准确导致弱磁控制系统的控制性能下降，实现弱磁控制系统的容错控制。

技术领域

本发明属于电机矢量控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机、控制方法、保护系统及存储介质。

背景技术

目前，永磁同步电机的结构简单，效率高，功率因数高，且具有优越的调速性能，被广泛应用于空调，机车等众多领域。永磁体因时间、永磁同步电机运行环境的复杂性，导致永磁体磁链发生变化，造成失磁。电机磁链的不同会产生不同的电压电流矢量轨迹，所以永磁体失磁将导致电机利用弱磁控制扩速时错误的调节励磁电流，从而影响整个电机弱磁控制系统的控制效果。机械式速度传感器也容易受外部环境的影响而导致测速性能降低，进而导致电机弱磁控制系统的可靠性降低，最终影响电机的高精度控制。因此，进行实时的磁链估算及无速度传感器的速度估算很有必要。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)由于电机失磁故障导致控制系统的性能降低

(2)现有技术实现的电机无速度传感器控制没有考虑到失磁故障。

发明内容

本发明利用观测器对永磁体磁链进行实时的估算，避免因电机失磁故障导致控制系统的性能降低；利用观测器在线获得转速的估算值，实现电机的无速度传感器控制。本发明提供了一种永磁同步电机、控制方法、保护系统及存储介质。

本发明是这样实现的，一种永磁同步电机控制方法，应用于永磁同步电机，所述永磁同步电机控制方法包括骤：

失磁故障监测单元对磁链进行实时的重构估算；获得转速自适应率；

通过获得的所述转速自适应率估算所述永磁同步电机转速，并对所述永磁同步电机转速进行容错控制；

同时，通过所述重构估算的磁链的值判断永磁同步电机是否失磁，对失磁的所述永磁同步电机进行失磁故障处理。

进一步，当永磁同步电机处于失磁容许范围内，将估算得到的磁链估计值与转速估计值输入到容错弱磁控制计算单元；

所述容错弱磁控制计算单元根据实时的磁链估计值与转速估计值，计算弱磁扩速时需要的实时的dq轴电流期望值，通过永磁同步电机的矢量控制系统对电机进行稳定的控制。

进一步，所述通过所述重构估算的磁链的值判断永磁同步电机是否失磁的判断方法包括：

步骤一、将磁链估计值与磁链额定值进行比较；

步骤二、判断电机是否失磁；

步骤三、如果电机存在失磁故障，则判断单元对系统进行警示；

步骤四、将实时的磁链估算值与失磁的阈值进行比较；

步骤五、判断磁链是否小于失磁阈值。

进一步，所述步骤二中，如果永磁同步电机无失磁故障，利用控制系统对电机正常控制，所述永磁同步电机正常控制运行。

进一步，所述步骤四中，磁链估算值通过对电机控制系统中的电机的三相电流及母线电压进行采样，采样数据进入控制芯片后经由控制程序经过矢量坐标变换得到电机的两相旋转坐标系的电压和电流，然后依据Terminal滑模自适应观测器算法计算获得，获得的磁链实时估计值输入到失磁故障程度判断单元。