[发明专利]基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护装置及方法

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装置，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、端部短路动作执行器和过流信号阻断器，所述母线电压滤波器输入端连接在逆变器直流母线上，所述母线电压滤波器的输出端分别与所述电压斜率检测器的输入端、电压门限判断器的输入端相连，所述电压斜率检测器的输出端分别与所述端部短路动作执行器、过流信号阻断器相连，所述电压门限判断器的输出端分别与所述端部短路动作执行器、硬件过流信号阻断器相连；

电压斜率检测器，用于判断母线电压滤波器输出的滤波后电压的斜率是否过大，包括正向和负向，即设定增量和减量阈值，将上一次母线电压滤波值与当前滤波值做差，将得到的差值与增量阈值比较，当大于增量阈值或小于减量阈值则判断斜率过大，则触发端部短路动作执行器和过流信号阻断器。

2.根据权利要求1所述的基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护装置，其特征是所述端部短路动作执行器包括前馈信号发生器、电压判断器和短路执行器，所述前馈信号发生器的输入端分别与电压斜率检测器的输出端、电压门限判断器的输出端连接，前馈信号发生器的输出端与电压判断器的输入端连接，电压判断器的输出端与短路执行器的输入端连接。

3.一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护方法，采用权利要求1或2中的装置，其特征是包括以下步骤：

S1.检测逆变器母线电压并进行滤波；

S2.进行电压斜率判断及电压门限判断；电压斜率判断的过程包括：

S201.预先设定增量阈值和减量阈值；

S202.将上一次的母线电压滤波值与当前母线电压滤波值作差；

S203.当差值为增量时，将差值与增量阈值比较，若大于增量阈值，则判断电压处于陡升阶段，当差值为减量时，将差值与减量阈值比较，若小于减量阈值，则判断电压处于陡降阶段；

S3.在电源斜率过大或电压超过门限时，触发端部短路动作执行器、过流信号阻断器工作。

4.根据权利要求3所述的基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护方法，其特征是步骤S2中电压门限判断的过程包括：

S211.设定电压门限最大值和电压门限最小值；

S212.将母线电压与电压门限最大值和电压门限最小值进行比较，若母线单元大于电压门限最大值或小于电压门限最小值，则判断电压过限。

5.根据权利要求3所述的基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护方法，其特征是步骤S3中触发端部短路动作执行器工作的过程为：

S31.由前馈信号发生器调节电机相电流到短路稳态电流，稳态电流为：I_dSTA=λ_PM/ L_d，其中I_dSTA为稳态电流，L_d为电机本体的直轴电感，λ_PM为电机的永磁体磁链；

S32.在调节过程中判断电机电压抬升是否达到设定上限值；

S33.若是由短路执行器进行短路操作，若否返回步骤S31继续调节短路稳态电流。