基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法，通过实时在线调节最优I

Minimum loss control method of PMSM Based on thermal network temperature prediction

【技术实现步骤摘要】
基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法
本专利技术属于永磁同步电机控制
，涉及一种基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法。
技术介绍
永磁同步电机是指以永磁材料做励磁的同步电机，目前广泛应用于工业场合，其有着结构简单、体积小、重量轻、效率高、功率因数高、转子发热小、过载能力大、转动惯量小和转矩脉动小等优点。由于永磁同步电机的广泛应用，提高其效率显得尤为重要，提高电机的效率既可以通过优化电机结构实现，也可以通过控制算法实现。文献1(Lossminimizationcontrolofpermanentmagnetsynchronousmotordrives[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2002,41(5):511-517.)提出了一种基于模型的最小损耗算法，该算法就是利用D-q轴等效损耗模型求解总损耗最小时的Id来实现提升电机的效率，最优Id主要通过电机参数计算获得，该算法的准确性受电机参数的影响较大，在电机运行过程中，电机各部件的温度会上升，进而导致绕组相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征是：通过实时在线调节最优I

【技术特征摘要】
1.基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征是：通过实时在线调节最优Id电流，使得永磁同步电机运行于最小损耗控制方式下；
最优Id电流的计算公式如下：



式中，Id的单位为A，ω为电速度，单位为rad/s，Ld为D轴电感，单位为H，Rs为实时的铜损电阻，单位为Ω，Rc为实时的铁损电阻，单位为Ω，Ψα为实时的永磁体磁链值，单位为Wb，Lq为q轴电感，单位为H，Iq为实时的q轴铜损电流，单位为A；
实时的铜损电阻Rs和实时的永磁体磁链值ψa的计算公式如下：
Rs＝R's[1+α(tCu-tS)]；
ψa＝ψ'a[1+(tem-tc)αBr](1-IL/100)；
式中，R's为初始温度时的铜损电阻，单位为Ω，α为铜的温度系数，tCu为铜绕组的实时温度，单位为℃，ts为铜绕组的初始温度，单位为℃，ψ’a为初始温度时的永磁体磁链值，单位为Wb，tem为永磁体的实时温度，单位为℃，tc为永磁体的初始温度，单位为℃，αBr为温度系数，IL为不可逆损失率；
铜绕组和永磁体的实时温度的计算基于6节点热网络模型，6节点热网络模型包含6个节点，分别为定子温度节点N1、铜绕组温度节点N2、永磁体温度节点N3、端部温度节点N4、外壳温度节点N5和环境温度节点，N1与N2之间设有热阻R12，N1与N3之间设有热阻R13，N3与N4之间设有热阻R34，N3与N5之间设有热阻R35，N4与N2之间设有热阻R24，N4与N5之间设有热阻R45，N5与N1之间设有热阻R15，N5与环境温度节点之间设有热阻R50，N1～N5分别对应与接地的热容C1～C5连接，环境温度节点接地；
铜绕组和永磁体的实时温度的计算过程为：先计算初始的铁损、初始的铜损、6节点热网络模型中各热阻的值和各热容的值，同时测量环境温度节点的温度，再将6节点热网络等效成电路，将初始的铁损等效成与N1连接的电流源，将初始的铜损等效成与N2连接的电流源，将各热阻等效成电阻，将各热容等效成电容，将各节点的温度等效成电势，根据电流源、电阻和电容计算电势，N2和N3的电势即为铜绕组和永磁体的实时温度。


2.根据权利要求1所述的基于热网络温度预测的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)计算初始温度时的I’od电流；
(2)永磁同步电机运行后，根据初始温度时的I'od电流计算初始温度时的I'd电流；
(3)根据初始温度时的I'd电流和初始温度时的I'q电流计算电机初始的铁损和铜损；
(4)计算6节点热网络模型中各热阻的值和各热容的值；
(5)测量环境温度节点的温度；
(6)根据初始的铁损、初始的铜损、6节点热网络模型中各热阻的值和各热容的值以及环境温度节点的温度计算铜绕组和永磁体的实时温度；
(7)根据铜绕组和永...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫业翠，陈涛，周天俊，马其华，安然，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31