电机过热保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电机过热保护方法及装置，方法包括：获得当前运行周期的电机工况信息如电流、转速和环境温度，获取预先标定的定子升温系数和定子热传导系数、转子升温值和转子热传导系数；将环境温度，定子升温系数和定子热传导系数，以及上一运行周期的定子温度、转子温度输入定子温度计算公式，得到定子实时温度；将转子升温值和转子热传导系数，以及上一运行周期的转子温度、定子温度输入转子温度计算公式，得到转子实时温度；比较转子实时温度与预设温度阈值，并在电机过热时执行与比较结果对应的电机保护动作。本发明专利技术提供的方案基于电机结构中定子与转子的热传导特性准确计算电机的实时温度，准确度较高。

Method and Device of Motor Overheat Protection

The invention provides a motor overheat protection method and device, which includes: obtaining the current operating condition information of the motor in the current operating cycle, such as current, speed and ambient temperature, obtaining the pre-calibrated stator heating coefficient and stator heat conduction coefficient, rotor heating value and rotor heat conduction coefficient, and incorporating ambient temperature, stator heating coefficient and stator heat conduction coefficient, as well as the previous operating cycle. The stator temperature and rotor temperature are input into the calculation formula of stator temperature to get the real-time stator temperature; the rotor temperature rise value and the heat conduction coefficient of the rotor, as well as the rotor temperature and stator temperature of the previous operation cycle are input into the calculation formula to get the real-time rotor temperature; the real-time rotor temperature is compared with the preset temperature threshold, and the corresponding results are executed when the motor is overheated. Motor protection action. The scheme provided by the invention accurately calculates the real-time temperature of the motor based on the heat conduction characteristics of the stator and the rotor in the motor structure, with high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
电机过热保护方法及装置
本专利技术涉及电机
，特别是涉及一种电机过热保护方法及装置。
技术介绍
在现在汽车工业中，汽车电动机的设计是制造工艺的核心部分。其中，直流电机因成本低、速度快、定位精度高和动态响应快等优点被广泛应用于汽车电动机的设计。直流电机工作的过程中，将电能部分转换为机械能，还有一部分是电机的损耗。其中，电机的损耗即是电机的电能转换为了内能，使得电机温度升高，电机温度的升高会对电机造成不可恢复性的损伤。因此，直流电机在使用过程中需要采取过热保护措施，保护直流电机的正常运转。目前一种保护方法是根据电机的工作时长，估算出电机在该工作时长中的温度值，通过这个温度值去限制电机的工作状态。但是，该方法以估算的方式得出的电机温度值不准确，难以实现对电机的保护。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供的方法，用以实现电机的过热保护。另外，本专利技术还提供了一种电机过热保护装置及存储介质，用以保证所述方法在实际中的应用及实现。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种电机过热保护方法，包括：获取当前运行周期的电机工况信息，所述电机工况信息包括：电流、转速和环境温度；获取预先标定得到的定子升温系数和定子热传导系数，以及转子升温值和转子热传导系数，转子升温值与电流和转速对应；将环境温度，定子升温系数和定子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的定子温度、转子温度输入定子温度计算公式，计算得到定子实时温度；将获取的转子升温值和转子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的转子温度、定子温度输入转子温度计算公式，计算得到转子实时温度；将当前运行周期计算得到的转子实时温度与预设温度阈值进行比较，并在电机过热时执行与比较结果对应的电机保护动作；其中，对于第一个运行周期，其上一运行周期的转子温度和定子温度均等于环境温度。第二方面，本专利技术提供了一种电机过热保护装置，包括：工况信息采集单元，用于获取当前运行周期的电机工况信息，所述电机工况信息包括：电流、转速和环境温度；标定系数获得单元，用于获取预先标定得到的定子升温系数和定子热传导系数，以及转子升温值和转子热传导系数，转子升温值与电流和转速对应；定子温度计算单元，用于将环境温度，定子升温系数和定子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的定子温度、转子温度输入定子温度计算公式，计算得到定子实时温度；转子温度计算单元，用于将获取的转子升温值和转子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的转子温度、定子温度输入转子温度计算公式，计算得到转子实时温度；电机过热保护单元，用于将当前运行周期计算得到的转子实时温度与预设温度阈值进行比较，并在电机过热时执行与比较结果对应的电机保护动作；其中，对于第一个运行周期，其上一运行周期的转子温度和定子温度均等于环境温度。基于上述说明可知，本专利技术实施例提供的过热保护方法和装置，获取当前运行周期的电机工况信息如电流、转速和环境温度，获取预先标定的定子升温系数和定子热传导系数、转子升温值和转子热传导系数；将环境温度，定子升温系数和定子热传导系数，以及上一运行周期的定子温度、转子温度输入定子温度计算公式，得到定子实时温度；将转子升温值和转子热传导系数，以及上一运行周期的转子温度、定子温度输入转子温度计算公式，得到转子实时温度；比较转子实时温度与预设温度阈值，并在电机过热时执行与比较结果对应的电机保护动作。本专利技术提供的方案基于电机结构中定子与转子的热传导特性准确计算电机的实时温度，准确度较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的一种电机过热保护方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种电机过热保护装置的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。见图1，本实施例提供了一种电机过热保护方法，具体步骤包括S101～S105。S101：获取当前运行周期的电机工况信息，电机工况信息包括：电流、转速和环境温度。具体地，该方法在电机的运行过程中不断执行，实时计算电机在各个运行周期下的转子温度，并根据实时计算的转子温度对转子执行保护动作。当前运行周期是电机运行过程中的任何一个运行周期。需要说明的是，对于第一个运行周期，其上一运行周期的转子温度和定子温度均等于环境温度。在当前运行周期，采集电机工况信息，电机工况信息具体包括电流、转速及环境温度。其中，电流具体的采集方式可以是，采集电机的工作电压及转速，然后根据电机的工作电压与转速计算得到电流。S102：获取预先标定得到的定子升温系数和定子热传导系数，以及转子升温值和转子热传导系数，转子升温值与电流和转速对应。可以知道的是，电机由转子和定子两个基本部分构成，其中，转子与中心轴结合，实现转动；定子与环境接触，可通过定子向环境进行热量传递，实现降温。电机的工作状态是由控制器控制的，控制器可以通过实验数据预先标定得到转子升温值、转子热传导系数、定子升温系数以及定子热传导系数，具体的标定过程详见下述说明。控制器可以保存标定得到的这些数值，本步骤从控制器中获得预先标定得到的数值即可。需要说明的是，转子热传导系数表示转子热量传递的快慢，具体数值由转子的材质、转子质量等决定；定子升温系数表示定子升温过程中温度变化的快慢，定子热传导系数表示定子降温过程中温度变化的快慢，两个系数的数值也均由定子的材质、定子质量等决定。标定得到的转子热传导系数、定子升温系数、定子热传导系数分别是一个固定的数值。但是，转子升温值与电流和转速对应，控制器中保存的转子升温值是一组数值，即在不同的电流和转速下对应有不同的转子升温值，或者说，每一个转子升温值都对应特定的电流和转速。因此，本步骤获得转子升温值的方式是，在多个转子升温值中读取与步骤S101中的电流和转速对应的转子升温值。转子升温值可以称为转子的初始升温值。需要说明的是，转子升温值指的是转子基于自身转动所导致的本来升高的温度，并没有减去其向外界如定子所传递热量所降低的温度。转子的初始升温值表示转子在某一组电流和转速下，单位时间内转子升高的温度值，如电流1A，转速500rad/s，每500ms的单位时间长度内转子的温度上升0.4℃。S103：将环境温度，定子升温系数和定子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的定子温度、转子温度输入定子温度计算公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机过热保护方法，其特征在于，包括：获取当前运行周期的电机工况信息，所述电机工况信息包括：电流、转速和环境温度；获取预先标定得到的定子升温系数和定子热传导系数，以及转子升温值和转子热传导系数，转子升温值与电流和转速对应；将环境温度，定子升温系数和定子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的定子温度、转子温度输入定子温度计算公式，计算得到定子实时温度；将获取的转子升温值和转子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的转子温度、定子温度输入转子温度计算公式，计算得到转子实时温度；将当前运行周期计算得到的转子实时温度与预设温度阈值进行比较，并在电机过热时执行与比较结果对应的电机保护动作；其中，对于第一个运行周期，其上一运行周期的转子温度和定子温度均等于环境温度。

【技术特征摘要】
1.一种电机过热保护方法，其特征在于，包括：获取当前运行周期的电机工况信息，所述电机工况信息包括：电流、转速和环境温度；获取预先标定得到的定子升温系数和定子热传导系数，以及转子升温值和转子热传导系数，转子升温值与电流和转速对应；将环境温度，定子升温系数和定子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的定子温度、转子温度输入定子温度计算公式，计算得到定子实时温度；将获取的转子升温值和转子热传导系数，以及上一运行周期计算得到的转子温度、定子温度输入转子温度计算公式，计算得到转子实时温度；将当前运行周期计算得到的转子实时温度与预设温度阈值进行比较，并在电机过热时执行与比较结果对应的电机保护动作；其中，对于第一个运行周期，其上一运行周期的转子温度和定子温度均等于环境温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，转子升温值和转子热传导系数，以及定子升温系数和定子热传导系数通过如下方式标定获得：在各种预设工况下，控制电机运行并采集电机升温过程和电机降温过程中各时刻的运行信息；所述运行信息包括：转速、电流、转子温度和定子温度；利用定子温度计算公式对各预设工况各时刻的转子温度、定子温度和各预设工况对应的环境温度进行拟合，得到定子升温系数和定子热传导系数；利用转子温度计算公式对各预设工况各时刻的转子温度、定子温度、转速和电流进行拟合，得到转子升温值和转子热传导系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用转子温度计算公式对各时刻的转子温度、定子温度、转速和电流进行拟合，得到转子升温值和转子热传导系数，包括：利用转子温度计算公式对电机降温过程中各预设工况各时刻的转子温度及定子温度进行拟合，得到转子热传导系数；利用转子温度计算公式和转子热传导系数对电机升温过程中各预设工况各时刻的转子温度、定子温度、转速和电流进行拟合，得到转子升温值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，转子升温值和转子热传导系数，以及定子升温系数和定子热传导系数的标定过程还包括：仿真各预设工况下的电机模型，利用拟合得到的转子升温值和转子热传导系数，以及定子升温系数和定子热传导系数计算在各预设工况下的转子温度；获取对应的真实工况下的转子实际温度；调整拟合得到的转子升温值和转子热传导系数，以及定子升温系数和定子热传导系数，直到仿真计算出的转子温度与预设温度阈值相等时，所述转子实际温度与预设温度阈值相等或者所述转子实际温度小于预设温度阈值且与预设温度阈值之间的差值小于预设温差。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将当前运行周期计算得到的转子实时温度与预设温度阈值进行比较，并在电机过热时执行与比较结果对应的电机保护动作，包括：若所述转子实时温度大于或等于第一预设温度阈值且小于第二预设温度阈值，则持续计算所述转子实时温度；若所述转子实时温度大于或等于第二预设温度阈值且小于第三预设温度阈值，则控制转子单向运转；若所述转子实时温度大于等于第三预设温度阈值，则禁止转子运转。6.一种电机过热保护装置，其特征在于，包括：工况信息采集单元，用于获取当前运行周期的电机工况信息，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾晟，张春慧，彭晓光，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11