The invention relates to the field of synchronous motor fault processing technology, in particular to a voltage feed-forward based end short circuit protection system for permanent magnet synchronous motor, including bus voltage filter, voltage slope detector, voltage threshold judger and end short circuit action actuator. Bus voltage filter filters DC bus voltage of inverters; when the rising slope exceeds the set threshold. When the DC bus voltage exceeds the set threshold value, the trigger end short-circuit action actuator works, and the end short-circuit action actuator operates when the synchronous motor current reaches the steady-state current point. The substantive effect of the invention is that by detecting the slope of voltage change, the fault of synchronous motor can be detected in advance and the operation can be advanced, so that the adjustment of steady-state current has sufficient time, the short-circuit transient impulse current can be avoided, and the safety of the controller elements can be protected.
【技术实现步骤摘要】
一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统
本专利技术涉及同步电机故障处理
,具体涉及一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统。
技术介绍
随着国民经济和科学技术的发展,电机在各行各业中发挥的作用越来越重要。永磁同步电机得益于其设计、制造、控制的方面的诸多优点,广泛应用于各种工业生产生活的场合。加之我国的稀土资源丰富,永磁同步电机的应用市场在我国尤其大。永磁同步电机可由交直轴电感的异同被分为表贴式和内置式,由于内置式永磁同步电机(IPMSM)可在弱磁条件下具有较宽的调速区间,应用较为广泛。在永磁同步电机特别是车用永磁同步电机的控制中,往往会遇到一些不可预知的故障以及恶劣工况。在故障等级达到一定程度(过流、过压、失速等)时,有必要采用一种方法讯速地将电机能量快速泻放掉,达到迅速停车的效果。另外,当车用永磁同步电机工作在发电状态,且指令不当或母线主继电器断开等故障发生时,母线电压会陡然上升。当母线电压达到IGBT(绝缘栅双极型晶体管)耐受电压上限时,会立即击穿IGBT,导致同步电机报废或需要大修。因而需要进行端部短路操作,达到保护IGBT的目的,才能保证IGBT的安全即整车动力系统的受控。由于现有技术采用直接将上三桥或下三桥直通实现短路,其短路瞬间的过冲电流往往可达1.5~2倍的稳态电流值,此电流会触发硬件过流保护造成IGBT六相全断导致端部短路保护失败。由于电压检测门限是判断端部短路算法进入的重要依据,电压检测的延迟将会导致母线电压的非预期升高。因而需要研制出新的永磁同步电机端部短路保护系统。中国专利CN107658852A,公开日2018年 ...
【技术保护点】
1.一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统,其特征在于,包括母线电压滤波器、电压斜率检测器、电压门限判断器和端部短路动作执行器,所述母线电压滤波器与同步电机的逆变器直流母线连接,所述母线电压滤波器对逆变器直流母线电压进行滤波处理,所述滤波处理后的直流母线电压值分别传输至电压抬升检测器以及电压门限判断器;所述电压抬升检测器检测直流母线电压上升斜率,当所述上升斜率超过设定阈值时,触发端部短路动作执行器工作;所述电压门限判断器检测直流母线电压值是否超过设定阈值,当直流母线电压值超过设定阈值时,触发端部短路动作执行器工作,所述端部短路动作执行器调节同步电机相电流达到稳态电流点时进行短路操作。
【技术特征摘要】
1.一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统,其特征在于,包括母线电压滤波器、电压斜率检测器、电压门限判断器和端部短路动作执行器,所述母线电压滤波器与同步电机的逆变器直流母线连接,所述母线电压滤波器对逆变器直流母线电压进行滤波处理,所述滤波处理后的直流母线电压值分别传输至电压抬升检测器以及电压门限判断器;所述电压抬升检测器检测直流母线电压上升斜率,当所述上升斜率超过设定阈值时,触发端部短路动作执行器工作;所述电压门限判断器检测直流母线电压值是否超过设定阈值,当直流母线电压值超过设定阈值时,触发端部短路动作执行器工作,所述端部短路动作执行器调节同步电机相电流达到稳态电流点时进行短路操作。2.根据权利要求1所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统,其特征在于,所述端部短路动作执行器包括短路执行器、电压判断器和前馈信号发生器,所述端部短路动作执行器受到触发时,所述前馈信号发生器调节同步电机的相电流,使其接近稳态电流点,在调节过程中所述电压判断器判断电压抬升值,当电压抬升值达到设定上限时,所述短路执行器进行短路操作。3.根据权利要求1或2所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统,其特征在于,所述母线电压滤波器为低通滤波器。4.根据权利要求1或2所述的一种基于电压前馈的永磁同步电机端部短路保护系统,其特征在于,所述电压斜率检测器的工作方法为:A1)以时间T1为周期,获取滤波处理后的直流母线电压值;A2)计算最后获取的直流母线电压值与前一次获取的直流母线电压值的差值err;A3)当err大于设定单步增量△s+时,判断直流母线电压处于陡升阶段,当err小于设定单步减量△s-时,认为直流母线电压处于陡降阶段...
【专利技术属性】
技术研发人员:非凡,
申请(专利权)人:浙江零跑科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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