[发明专利]一种永磁同步电机转子磁钢温度估算方法及系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机转子磁钢温度估算方法，包括：根据获取到的电机运行参数，利用预设的转子损耗模型得到当前转子发热量；获取定子绕组温度信息、电机转速信息和上一转子磁钢温度计算周期内的转子磁钢实际温度值，基于此，利用预设的转子散热模型得到当前转子散热量；根据当前转子发热量和当前转子散热量得到转子当前实际损耗量，基于此，利用预设的转子磁钢温升模型得到转子当前温度变化量，进一步得到转子温度累积变化量；获取电机的定子铁芯温度信息，根据转子温度累积变化量和定子铁芯温度得到当前转子磁钢实际温度值。本发明提高了转子温度的估算精度，有效预防了永磁体磁钢过温造成的退磁现象，提高了电机的可靠性和利用率。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其是涉及一种永磁同步电机转子磁钢温度估算方法及系统。

背景技术

随着电动汽车的广泛应用，越来越多的汽车采用电动驱动方案。电机作为电动汽车的动力源，其性能好坏直接决定着车辆的驾驶感受。为了获得更高的续航里程，电机、电池、电控的功率密度越做越大，同时也对整个系统的热管理提出了更高的要求。其中，永磁同步电机的磁钢作为热敏感材料，其磁能积曲线与温度相关，因此磁钢温度的变化往往导致扭矩精度变差，并且当温度达到一定值时，磁钢还会出现不可逆的退磁现象，造成电机的永久损坏。

磁钢一般嵌在电机的转子上，使得难以通过一般的温度传感器直接进行测量，使得电机转子的热管理变得困难重重。

在现有的关于永磁同步电机转子磁钢温度在线估算方法中，常采用如下三种方式进行估算：其一，利用通过建立转子损耗模型、定子损耗模型、转子热模型，在电机运行过程中对电机转子温度进行实时计算，但这种方法未将转子运行过程中的散热情况考虑到转子的实际损耗能量中，这样对电机转子温度的影响非常大，尤其影响转子温度在高温区的情况，严重影响估算精度；其二，基于感应电机转子电阻进行转子温度观测，但对于永磁同步电机来说，不存在转子电阻，使得这种方法无法扩展到永磁同步电机上；其三，根据电机电压方程模型计算磁链反推转子温度，但实际上电机模型是多耦合非线性的一个系统，电机在不同的运行状态电机模型都会发生较大的改变，因此，仅通过简单的电压方程对转子磁链进行计算，这样推算出的转子温度的误差较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种永磁同步电机转子磁钢温度估算方法，包括：步骤一、根据获取到的电机运行参数，利用预设的转子损耗模型得到当前转子发热量；步骤二、获取定子绕组温度信息、电机转速信息和上一转子磁钢温度计算周期内的转子磁钢实际温度值，基于此，利用预设的转子散热模型得到当前转子散热量；步骤三、根据所述当前转子发热量和所述当前转子散热量得到转子当前实际损耗量，基于此，利用预设的转子磁钢温升模型得到转子当前温度变化量，进一步得到转子温度累积变化量；步骤四、获取电机的定子铁芯温度信息，根据所述转子温度累积变化量和所述定子铁芯温度信息得到当前转子磁钢实际温度值。

优选地，所述方法还包括：根据所述当前转子磁钢实际温度值确定电机当前磁链信息，进一步得到相应的电机转矩信息。

优选地，在所述步骤二中，根据所述电机转速信息确定转速修正系数；将所述定子绕组温度信息和所述上一转子磁钢温度计算周期内的转子磁钢实际温度值进行差值运算，得到当前定转子温度差；根据所述转速修正系数和所述当前定转子温度差，并结合转子气隙宽度、转子表面积和空气热传导系数得到所述当前转子散热量。

优选地，所述方法还包括：检测所述当前转子磁钢实际温度值，将所述当前转子磁钢实际温度值分别与预设的过温降功率预警阈值和过温停机阈值进行对比，根据对比结果输出表征当前温度监测结果的指示信号，其中，若所述当前转子磁钢实际温度值达到或超过所述过温降功率预警阈值，并且低于所述过温停机阈值，则生成有效的降功率指示信号。

优选地，若所述当前转子磁钢实际温度值超过所述过温停机阈值，则生成有效的停机保护指示信号。