用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法
用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及永磁同步电机技术领域，特别设计用于潜油交流永磁同步电机防退磁 的保护方法。
【背景技术】
[0002] 目前，永磁同步电机因其结构简单，体积小，重量轻，功率惯量比大、效率高、精度 高和调速范围宽等优点，近年来在各领域都得到广泛的应用。然而，在一些特殊领域，电机 所处的工作环境十分复杂且非常极端，甚至无法实时监测到电机的状态，导致电机高溫长 期运行无法预防，电机逐渐退磁，严重影响电机的使用寿命。更换永磁同步电机会造成巨大 的人力物力损失。
[0003] 例如，油田开采领域，潜油采油设备，永磁同步电机及相关组件伸入地下千余米， 对于电机及组件寿命等有着严格的要求。影响永磁同步电机寿命，除了其它原因素外，主要 原因是电机处于高溫的状态下长期运行，导致退磁，缩短电机寿命。当永磁同步电机因负载 波动或控制器参数不匹配等原因导致溫度升高，也可能会发生退磁现象。其中，当永磁同步 电机退磁时，电机相电流将加大，发热亦将增大，从而导致电机的运行效率降低，寿命短。另 夕h对于无传感器控制的永磁同步电机，转子退磁可能导致位置估计误差过大，进而导致电 机无法正常运行。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述问题，提出了一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方 法。解决了现有永磁同步电机逐渐退磁，严重影响电机的使用寿命的问题。
[0005] 本发明采取的技术方案如下：
[0006] -种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，包括W下步骤：
[0007] 1 )在电流控制模式下，给永磁同步电机发出电流值指令Id-ref，永磁同步电机在电 流值指令下运行稳定后，采样获得永磁同步电机的Ξ相电流，根据Ξ相电流得到d轴的反馈 电流I d和q轴的反馈电流I q;
[000引2)根据步骤1)中得到的d轴的反馈电流Id,得到线性电压值Ud;
[0009] 3)根据步骤1)得到的d轴的反馈电流Id、q轴的反馈电流IqW及步骤2)得到的线性 电压值山，计算出实时的定子绕组电阻Rs;
[0010] 4)根据步骤3)的定子绕组电阻Rs，得到当前的电机定子溫度值；
[0011] 5)将步骤4)得到的电机定子溫度值与预存的溫度阔值比对，判断永磁同步电机的 运行状态是否正常，当电机定子溫度值大于溫度阔值时，进入步骤6);
[0012] 6)降低永磁同步电机的转速，重复步骤1)至步骤5)，直至永磁同步电机的电机定 子溫度值小于等于溫度阔值。
[0013] 本申请的保护方法，不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有 效;系统因电机故障、电源波动、通风散热等问题出现永磁同步电机任何溫度异常，都可W 及时的被采集到实现早发现早预防，保证了电机故障及退磁保护的及时性;系统在恶劣的 环境或负载波动的情况下工作，当出现溫度异常(没有其它故障），可通过实时得到的电机 定子溫度值与预设的溫度阔值对比得到，并通过降低转速保证永磁同步电机在正常的溫度 下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
[0014] 进一步的，步骤1)中，电流值指令Id-ref为d轴电流空间矢量;采样获得永磁同步电 机的二相电流的具体步骤如下：
[0015] 2.1)通过电流传感器对电机的Ξ相电流进行采样，得到采样值；
[0016] 2.2)将步骤2.1)的采样值进行漏电流消除，获得电机的Ξ相电流Ia、Ib、Ic。
[0017] 进一步的，步骤1)中，根据立相电流得至Ijd轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流Iq的具 体步骤如下；
[0018] 3.1)通过编码器获取当前永磁同步电机的角度Θ;
[0019] 3.2)对Ξ相电流Ια、Ib、I細行Clarke变换得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流 Iq，其中，Clarke变换公式为：
[0020]
〇
[0021] 进一步的，步骤2)中，得到线性电压值Ud的具体方法为:将电流值指令Id-ref与d轴 的反馈电流Id的差值e(t)作为输入，W线性电压值Ud作为输出，通过PI调节器，获得线性电 压值Ud，PI调节器的表达式为：
[0022]
[0023] 其中，K。为比例系数，Τη为采用周期，S为拉普拉斯算子；
[0024] 由上述ΡΙ调节器的公式可知，ΡΙ控制器输出信号u(t)同时成比例地反映输入e(t) 及其积分，即有：
[0025]
[00%]于实际应用中，可W对公式
的?行离散化，离散化的PI控制 器表达式为：
[0027]
[002引 其中，
[0029] k-采样序号；
[0030] e(j)――0至化次采样值内，第j次采样时刻的输入值；
[0031] Kh一一积分系数；
[0032] u(k)一一第k次采样时刻的控制器输出值；
[0033] e(k)-第k次采样时刻的输入值。
[0034] 进一步的，步骤3)中，计算出实时的定子绕组电阻化的公式如下：
[0035]
[0036] 其中，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ω为转子的角速度，Ld、Lq由永磁同步电机给出， 是永磁同步电机的d轴，q轴电压方程所对应的电机参数。
[0037] 进一步的，步骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-溫度对应关系表进行匹配，得 到当前的电机定子溫度值。
[0038] 进一步的，步骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-溫度对应关系曲线图进行匹 配，得到当前的电机定子溫度值。
[0039] 进一步的，步骤6)中，降低永磁同步电机的转速时，每次控制永磁同步电机降低速 度30~10化pm，且在永磁同步电机运行若干预设时长的周期后，再重复步骤1)至步骤5)。
[0040] 本申请中，巧m表示转每分钟。
[0041 ]本发明的有益效果是:不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有 效;系统因电机故障、电源波动、通风散热等问题出现永磁同步电机任何溫度异常，都可W 及时的被采集到实现早发现早预防，保证了电机故障及退磁保护的及时性;系统在恶劣的 环境或负载波动的情况下工作，当出现溫度异常(没有其它故障），可通过实时得到的电机 定子溫度值与预设的溫度阔值对比得到，并通过降低转速保证永磁同步电机在正常的溫度 下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
【附图说明】：
[0042] 图1是本发明用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法的流程图。
【具体实施方式】：
[0043] 下面结合各附图，对本发明做详细描述。
[0044] 如图1所示，一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，包括W下步骤：
[0045] 1)在电流控制模式下，给永磁同步电机发出电流值指令Id-ref，永磁同步电机在电 流值指令下运行稳定后，采样获得永磁同步电机的Ξ相电流，根据Ξ相电流得到d轴的反馈 电流Id和q轴的反馈电流Iq;
[0046] 2)根据步骤1)中得到的d轴的反馈电流Id,得到线性电压值Ud;
[0047] 3)根据步骤1)得到的d轴的反馈电流Id、q轴的反馈电流IqW及步骤2)得到的线性 电压值山，计算出实时的定子绕组电阻化；
[004引 4)根据步骤3)的定子绕组电阻化，得到当前的电机定子溫度值；
[0049] 5)将步骤4)得到的电机定子溫度值与预存的溫度阔值比对，判断永磁同步电机的 运行状态是否正常，当电机定子溫度值大于溫度阔值时，进入步骤6);当电机定子溫度值小 于等于溫度阔值时，永磁同步电机保持当前参数，继续正常工作；
[0050] 6)降低永磁同步电机的 转速，重复步骤1)至步骤5)，直至永磁同步电机的电机定 子溫度值小于等于溫度阔值。
[0051] 本实施例步骤1)中，电流值指令Id-ref为d轴电流空间矢量;采样获得永磁同步电机 的二相电流的具体步骤如下：
[0052] 2.1)通过电流传感器对电机的Ξ相电流进行采样，得到采样值；
[0053] 2.2)将步骤2.1)的采样值进行漏电流消除，获得电机的Ξ相电流Ia、Ib、Ic。
[0054] 本实施例步骤1)中，根据Ξ相电流得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流Iq的具 体步骤如下；
[0055] 3.1)通过编码器获取当前永磁同步电机的角度Θ;
[0化6] 3.2)对Ξ相电流Ια、Ib、Ic进行Clarke变换得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流 Iq，其中，Clarke变换公式为：
[0化7]
[0058]本实施例步骤2)中，得到线性电压值Ud的具体方法为:将电流值指令Id-ref与d轴 的反馈电流Id的差值e(t)作为输入，W线性电压值Ud作为输出，通过PI调节器，获得线性电 压值Ud，PI调节器的表达式为：
[0化9]
[0060] 其中，K。为比例系数，Τη为采用周期，S为拉普拉斯算子；
[0061] 由上述ΡΙ调节器的公式可知，ΡΙ控制器输出信号u(t)同时成比例地反映输入e(t) 及其积分，即有：
[0062]
[0063] 于实际应用中，可W对公式
进行离散化，离散化的PI控制 器表达式为：
[0064]
[00化]其中，
[0066] k--采样序号；
[0067] e(j)--0至化次采样值内，第j次采样时刻的输入值；
[0068] Kh一一积分系数；
[0069] u(k)一一第k次采样时刻的控制器输出值；
[0070] e(k)-第k次采样时刻的输入值。
[0071] 本实施例步骤3)中，计算出实时的定子绕组电阻化的公式如下：
[0072]
[0073] 其中，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ω为转子的角速度，Ld、Lq由永磁同步电机给出， 是永磁同步电机的d轴，q轴电压方程所对应的电机参数。
[0074] 本实施例步骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-溫度对应关系表进行匹配，得到 当前的电机定子溫度值。处理通过电阻-溫度对应关系表得到电机定子溫度值，还可W通 过预设的电阻-溫度对应关系曲线图得到电机定子溫度值。
[0075] 本实施例步骤6)中，降低永磁同步电机的转速时，每次控制永磁同步电机降低速 度30~1(Κ)巧m，且在永磁同步电机运行若干预设时长的周期后，再重复步骤1)至步骤5)，其 中巧m表示转每分钟。
[0076] 本申请的保护方法，不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有 效;系统因电机故障、电源波动、通风散热等问题出现永磁同步电机任何溫度异常，都可W 及时的被采集到实现早发现早预防，保证了电机故障及退磁保护的及时性;系统在恶劣的 环境或负载波动的情况下工作，当出现溫度异常(没有其它故障），可通过实时得到的电机 定子溫度值与预设的溫度阔值对比得到，并通过降低转速保证永磁同步电机在正常的溫度 下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
[0077] W上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡 是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术 领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，包括以下步骤： 1 )在电流控制模式下，给永磁同步电机发出电流值指令I d-rrf，永磁同步电机在电流值 指令下运行稳定后，采样获得永磁同步电机的三相电流，根据三相电流得到d轴的反馈电流 I d和q轴的反馈电流I q; 2) 根据步骤1)中得到的d轴的反馈电流Id，得到线性电压值Ud; 3) 根据步骤1)得到的d轴的反馈电流Id、q轴的反馈电流Iq以及步骤2)得到的线性电压 值Ud，计算出实时的定子绕组电阻Rs; 4) 根据步骤3)的定子绕组电阻Rs，得到当前的电机定子温度值； 5) 将步骤4)得到的电机定子温度值与预存的温度阈值比对，判断永磁同步电机的运行 状态是否正常，当电机定子温度值大于温度阈值时，进入步骤6); 6) 降低永磁同步电机的转速，重复步骤1)至步骤5)，直至永磁同步电机的电机定子温 度值小于等于温度阈值。2. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤1 )中，电流值指令Id-ref为d轴电流空间矢量;米样获得永磁同步电机的二相电流的具体步 骤如下： 2.1) 通过电流传感器对电机的三相电流进行采样，得到采样值； 2.2) 将步骤2.1)的米样值进行漏电流消除，获得电机的二相电流Ia、Ib、Ic。3. 如权利要求2所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤1)中，根据三相电流得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流I q的具体步骤如下： 3.1) 通过编码器获取当前永磁同步电机的角度Θ; 3.2) 对三相电流Ia、Ib、Ic进行Clarke变换得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流Iq，其 中，Clarke变换公式为：4. 如权利要求3所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤2)中，得到线性电压值Ud的具体方法为:将电流值指令I d-W与d轴的反馈电流Id的差值e (t)作为输入，以:作为响应函数，以线性电压值Ud作为输出，得到线性电压值Ud， 其中，K。为比例系数，Th为采用周期，S为拉普拉斯算子。5. 如权利要求4所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤3)中，计算出实时的定子绕组电阻Rs的公式如下：其中，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ω为转子的角速度，Ld、Lq由永磁同步电机给出，是永 磁同步电机的d轴，q轴电压方程所对应的电机参数。6. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-温度对应关系表进行匹配，得到当前的电机定子温度 值。7. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-温度对应关系曲线图进行匹配，得到当前的电机定子 温度值。8. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤6)中，降低永磁同步电机的转速时，每次控制永磁同步电机降低速度30~I OOrpm，且在永 磁同步电机运行若干预设时长的周期后，再重复步骤1)至步骤5)。
【专利摘要】本发明公开了一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，包括以下步骤：1)获得三相电流，根据三相电流得到反馈电流Id和Iq；2)得到线性电压值；3)计算出实时的定子绕组电阻；4)得到当前的电机定子温度值；5)将得到的电机定子温度值与预存的温度阈值比对，当电机定子温度值大于温度阈值时，进入步骤6)；6)降低永磁同步电机的转速，重复步骤1)至步骤5)，直至电机定子温度值小于等于温度阈值。本发明的保护方法，不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有效；当出现温度异常，可通过降低转速保证永磁同步电机在正常的温度下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
【IPC分类】H02P21/14
【公开号】CN105490606
【申请号】CN201510997294
【发明人】金立川, 蒋金生, 陈南干, 尹学超, 江晨, 李华晶
【申请人】杭州乾景科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月25日
【技术领域】
[0001] 本发明设及永磁同步电机技术领域，特别设计用于潜油交流永磁同步电机防退磁 的保护方法。
【背景技术】
[0002] 目前，永磁同步电机因其结构简单，体积小，重量轻，功率惯量比大、效率高、精度 高和调速范围宽等优点，近年来在各领域都得到广泛的应用。然而，在一些特殊领域，电机 所处的工作环境十分复杂且非常极端，甚至无法实时监测到电机的状态，导致电机高溫长 期运行无法预防，电机逐渐退磁，严重影响电机的使用寿命。更换永磁同步电机会造成巨大 的人力物力损失。
[0003] 例如，油田开采领域，潜油采油设备，永磁同步电机及相关组件伸入地下千余米， 对于电机及组件寿命等有着严格的要求。影响永磁同步电机寿命，除了其它原因素外，主要 原因是电机处于高溫的状态下长期运行，导致退磁，缩短电机寿命。当永磁同步电机因负载 波动或控制器参数不匹配等原因导致溫度升高，也可能会发生退磁现象。其中，当永磁同步 电机退磁时，电机相电流将加大，发热亦将增大，从而导致电机的运行效率降低，寿命短。另 夕h对于无传感器控制的永磁同步电机，转子退磁可能导致位置估计误差过大，进而导致电 机无法正常运行。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述问题，提出了一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方 法。解决了现有永磁同步电机逐渐退磁，严重影响电机的使用寿命的问题。
[0005] 本发明采取的技术方案如下：
[0006] -种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，包括W下步骤：
[0007] 1 )在电流控制模式下，给永磁同步电机发出电流值指令Id-ref，永磁同步电机在电 流值指令下运行稳定后，采样获得永磁同步电机的Ξ相电流，根据Ξ相电流得到d轴的反馈 电流I d和q轴的反馈电流I q;
[000引2)根据步骤1)中得到的d轴的反馈电流Id,得到线性电压值Ud;
[0009] 3)根据步骤1)得到的d轴的反馈电流Id、q轴的反馈电流IqW及步骤2)得到的线性 电压值山，计算出实时的定子绕组电阻Rs;
[0010] 4)根据步骤3)的定子绕组电阻Rs，得到当前的电机定子溫度值；
[0011] 5)将步骤4)得到的电机定子溫度值与预存的溫度阔值比对，判断永磁同步电机的 运行状态是否正常，当电机定子溫度值大于溫度阔值时，进入步骤6);
[0012] 6)降低永磁同步电机的转速，重复步骤1)至步骤5)，直至永磁同步电机的电机定 子溫度值小于等于溫度阔值。
[0013] 本申请的保护方法，不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有 效;系统因电机故障、电源波动、通风散热等问题出现永磁同步电机任何溫度异常，都可W 及时的被采集到实现早发现早预防，保证了电机故障及退磁保护的及时性;系统在恶劣的 环境或负载波动的情况下工作，当出现溫度异常(没有其它故障），可通过实时得到的电机 定子溫度值与预设的溫度阔值对比得到，并通过降低转速保证永磁同步电机在正常的溫度 下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
[0014] 进一步的，步骤1)中，电流值指令Id-ref为d轴电流空间矢量;采样获得永磁同步电 机的二相电流的具体步骤如下：
[0015] 2.1)通过电流传感器对电机的Ξ相电流进行采样，得到采样值；
[0016] 2.2)将步骤2.1)的采样值进行漏电流消除，获得电机的Ξ相电流Ia、Ib、Ic。
[0017] 进一步的，步骤1)中，根据立相电流得至Ijd轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流Iq的具 体步骤如下；
[0018] 3.1)通过编码器获取当前永磁同步电机的角度Θ;
[0019] 3.2)对Ξ相电流Ια、Ib、I細行Clarke变换得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流 Iq，其中，Clarke变换公式为：
[0020]
〇
[0021] 进一步的，步骤2)中，得到线性电压值Ud的具体方法为:将电流值指令Id-ref与d轴 的反馈电流Id的差值e(t)作为输入，W线性电压值Ud作为输出，通过PI调节器，获得线性电 压值Ud，PI调节器的表达式为：
[0022]
[0023] 其中，K。为比例系数，Τη为采用周期，S为拉普拉斯算子；
[0024] 由上述ΡΙ调节器的公式可知，ΡΙ控制器输出信号u(t)同时成比例地反映输入e(t) 及其积分，即有：
[0025]
[00%]于实际应用中，可W对公式
的?行离散化，离散化的PI控制 器表达式为：
[0027]
[002引 其中，
[0029] k-采样序号；
[0030] e(j)――0至化次采样值内，第j次采样时刻的输入值；
[0031] Kh一一积分系数；
[0032] u(k)一一第k次采样时刻的控制器输出值；
[0033] e(k)-第k次采样时刻的输入值。
[0034] 进一步的，步骤3)中，计算出实时的定子绕组电阻化的公式如下：
[0035]
[0036] 其中，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ω为转子的角速度，Ld、Lq由永磁同步电机给出， 是永磁同步电机的d轴，q轴电压方程所对应的电机参数。
[0037] 进一步的，步骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-溫度对应关系表进行匹配，得 到当前的电机定子溫度值。
[0038] 进一步的，步骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-溫度对应关系曲线图进行匹 配，得到当前的电机定子溫度值。
[0039] 进一步的，步骤6)中，降低永磁同步电机的转速时，每次控制永磁同步电机降低速 度30~10化pm，且在永磁同步电机运行若干预设时长的周期后，再重复步骤1)至步骤5)。
[0040] 本申请中，巧m表示转每分钟。
[0041 ]本发明的有益效果是:不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有 效;系统因电机故障、电源波动、通风散热等问题出现永磁同步电机任何溫度异常，都可W 及时的被采集到实现早发现早预防，保证了电机故障及退磁保护的及时性;系统在恶劣的 环境或负载波动的情况下工作，当出现溫度异常(没有其它故障），可通过实时得到的电机 定子溫度值与预设的溫度阔值对比得到，并通过降低转速保证永磁同步电机在正常的溫度 下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
【附图说明】：
[0042] 图1是本发明用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法的流程图。
【具体实施方式】：
[0043] 下面结合各附图，对本发明做详细描述。
[0044] 如图1所示，一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，包括W下步骤：
[0045] 1)在电流控制模式下，给永磁同步电机发出电流值指令Id-ref，永磁同步电机在电 流值指令下运行稳定后，采样获得永磁同步电机的Ξ相电流，根据Ξ相电流得到d轴的反馈 电流Id和q轴的反馈电流Iq;
[0046] 2)根据步骤1)中得到的d轴的反馈电流Id,得到线性电压值Ud;
[0047] 3)根据步骤1)得到的d轴的反馈电流Id、q轴的反馈电流IqW及步骤2)得到的线性 电压值山，计算出实时的定子绕组电阻化；
[004引 4)根据步骤3)的定子绕组电阻化，得到当前的电机定子溫度值；
[0049] 5)将步骤4)得到的电机定子溫度值与预存的溫度阔值比对，判断永磁同步电机的 运行状态是否正常，当电机定子溫度值大于溫度阔值时，进入步骤6);当电机定子溫度值小 于等于溫度阔值时，永磁同步电机保持当前参数，继续正常工作；
[0050] 6)降低永磁同步电机的 转速，重复步骤1)至步骤5)，直至永磁同步电机的电机定 子溫度值小于等于溫度阔值。
[0051] 本实施例步骤1)中，电流值指令Id-ref为d轴电流空间矢量;采样获得永磁同步电机 的二相电流的具体步骤如下：
[0052] 2.1)通过电流传感器对电机的Ξ相电流进行采样，得到采样值；
[0053] 2.2)将步骤2.1)的采样值进行漏电流消除，获得电机的Ξ相电流Ia、Ib、Ic。
[0054] 本实施例步骤1)中，根据Ξ相电流得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流Iq的具 体步骤如下；
[0055] 3.1)通过编码器获取当前永磁同步电机的角度Θ;
[0化6] 3.2)对Ξ相电流Ια、Ib、Ic进行Clarke变换得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流 Iq，其中，Clarke变换公式为：
[0化7]
[0058]本实施例步骤2)中，得到线性电压值Ud的具体方法为:将电流值指令Id-ref与d轴 的反馈电流Id的差值e(t)作为输入，W线性电压值Ud作为输出，通过PI调节器，获得线性电 压值Ud，PI调节器的表达式为：
[0化9]
[0060] 其中，K。为比例系数，Τη为采用周期，S为拉普拉斯算子；
[0061] 由上述ΡΙ调节器的公式可知，ΡΙ控制器输出信号u(t)同时成比例地反映输入e(t) 及其积分，即有：
[0062]
[0063] 于实际应用中，可W对公式
进行离散化，离散化的PI控制 器表达式为：
[0064]
[00化]其中，
[0066] k--采样序号；
[0067] e(j)--0至化次采样值内，第j次采样时刻的输入值；
[0068] Kh一一积分系数；
[0069] u(k)一一第k次采样时刻的控制器输出值；
[0070] e(k)-第k次采样时刻的输入值。
[0071] 本实施例步骤3)中，计算出实时的定子绕组电阻化的公式如下：
[0072]
[0073] 其中，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ω为转子的角速度，Ld、Lq由永磁同步电机给出， 是永磁同步电机的d轴，q轴电压方程所对应的电机参数。
[0074] 本实施例步骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-溫度对应关系表进行匹配，得到 当前的电机定子溫度值。处理通过电阻-溫度对应关系表得到电机定子溫度值，还可W通 过预设的电阻-溫度对应关系曲线图得到电机定子溫度值。
[0075] 本实施例步骤6)中，降低永磁同步电机的转速时，每次控制永磁同步电机降低速 度30~1(Κ)巧m，且在永磁同步电机运行若干预设时长的周期后，再重复步骤1)至步骤5)，其 中巧m表示转每分钟。
[0076] 本申请的保护方法，不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有 效;系统因电机故障、电源波动、通风散热等问题出现永磁同步电机任何溫度异常，都可W 及时的被采集到实现早发现早预防，保证了电机故障及退磁保护的及时性;系统在恶劣的 环境或负载波动的情况下工作，当出现溫度异常(没有其它故障），可通过实时得到的电机 定子溫度值与预设的溫度阔值对比得到，并通过降低转速保证永磁同步电机在正常的溫度 下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
[0077] W上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡 是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术 领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，包括以下步骤： 1 )在电流控制模式下，给永磁同步电机发出电流值指令I d-rrf，永磁同步电机在电流值 指令下运行稳定后，采样获得永磁同步电机的三相电流，根据三相电流得到d轴的反馈电流 I d和q轴的反馈电流I q; 2) 根据步骤1)中得到的d轴的反馈电流Id，得到线性电压值Ud; 3) 根据步骤1)得到的d轴的反馈电流Id、q轴的反馈电流Iq以及步骤2)得到的线性电压 值Ud，计算出实时的定子绕组电阻Rs; 4) 根据步骤3)的定子绕组电阻Rs，得到当前的电机定子温度值； 5) 将步骤4)得到的电机定子温度值与预存的温度阈值比对，判断永磁同步电机的运行 状态是否正常，当电机定子温度值大于温度阈值时，进入步骤6); 6) 降低永磁同步电机的转速，重复步骤1)至步骤5)，直至永磁同步电机的电机定子温 度值小于等于温度阈值。2. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤1 )中，电流值指令Id-ref为d轴电流空间矢量;米样获得永磁同步电机的二相电流的具体步 骤如下： 2.1) 通过电流传感器对电机的三相电流进行采样，得到采样值； 2.2) 将步骤2.1)的米样值进行漏电流消除，获得电机的二相电流Ia、Ib、Ic。3. 如权利要求2所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤1)中，根据三相电流得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流I q的具体步骤如下： 3.1) 通过编码器获取当前永磁同步电机的角度Θ; 3.2) 对三相电流Ia、Ib、Ic进行Clarke变换得到d轴的反馈电流Id和q轴的反馈电流Iq，其 中，Clarke变换公式为：4. 如权利要求3所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤2)中，得到线性电压值Ud的具体方法为:将电流值指令I d-W与d轴的反馈电流Id的差值e (t)作为输入，以:作为响应函数，以线性电压值Ud作为输出，得到线性电压值Ud， 其中，K。为比例系数，Th为采用周期，S为拉普拉斯算子。5. 如权利要求4所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤3)中，计算出实时的定子绕组电阻Rs的公式如下：其中，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ω为转子的角速度，Ld、Lq由永磁同步电机给出，是永 磁同步电机的d轴，q轴电压方程所对应的电机参数。6. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-温度对应关系表进行匹配，得到当前的电机定子温度 值。7. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤4)中，通过将定子绕组电阻与电阻-温度对应关系曲线图进行匹配，得到当前的电机定子 温度值。8. 如权利要求1所述的用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，其特征在于，步 骤6)中，降低永磁同步电机的转速时，每次控制永磁同步电机降低速度30~I OOrpm，且在永 磁同步电机运行若干预设时长的周期后，再重复步骤1)至步骤5)。
【专利摘要】本发明公开了一种用于潜油交流永磁同步电机防退磁的保护方法，包括以下步骤：1)获得三相电流，根据三相电流得到反馈电流Id和Iq；2)得到线性电压值；3)计算出实时的定子绕组电阻；4)得到当前的电机定子温度值；5)将得到的电机定子温度值与预存的温度阈值比对，当电机定子温度值大于温度阈值时，进入步骤6)；6)降低永磁同步电机的转速，重复步骤1)至步骤5)，直至电机定子温度值小于等于温度阈值。本发明的保护方法，不需要增加任何外置的检测装置，且运算量小，实现简单有效；当出现温度异常，可通过降低转速保证永磁同步电机在正常的温度下工作，能够有效防止退磁，本申请的保护方法能够大大增强永磁同步电机的使用寿命。
【IPC分类】H02P21/14
【公开号】CN105490606
【申请号】CN201510997294
【发明人】金立川, 蒋金生, 陈南干, 尹学超, 江晨, 李华晶
【申请人】杭州乾景科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月25日
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