CN102983552A - 一种旋转电机转子温度测量及保护方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转电机转子温度测量及保护方法，该方法通过电机控制器根据转子温度-电机扭矩输出曲线控制电机的工作，所述曲线根据旋转电机转子不同的特性来设定；当转子温度在下限工作温度tdwon与上限工作温度tup之间时，电机可以输出最大扭矩Tmax；当转子温度超过tup时开始限制扭矩输出，直至最高工作温度tmax停止扭矩输出；当转子温度低于tdwon时开始限制扭矩输出，直至最低工作温度tmin停止扭矩输出；其中，所述电机转子的温度通过在旋转电机尾部端盖内安装一个红外温度传感器以红外非接触方式测量，然后所述红外温度传感器将测量结果输出到电机控制器，红外温度传感器与位置传感器共用低压插件供电。本发明的旋转电机转子温度测量及保护方法可以很好的限制转子的温度上升，达到保护电机的目的。

Description

一种旋转电机转子温度测量及保护方法、装置

技术领域

本发明涉及一种电机转子保护方法、装置，尤其涉及一种电机转子温度测量及保护方法、装置。

背景技术

旋转电机作为电能和机械能之间传递的装置，在工农业生产中占有很重要的位置。大到水利发电设备，小到玩具飞机无不出现旋转电机的身影。传统的驱动电机直接使用日常220V交流电或工业标准的380V交流电，电机重量和体积都很大，在效率上考虑较少，散热问题仅仅只是通过一台风扇解决。对转子的温度测量和保护更是空白。       

随着汽车的电气化程度加快，旋转电机在汽车上应用越来越多。新能源汽车的出现更是加剧了这种趋势。汽车对体积和重量都有很严格的要求，功率密度往往是传统电机的3~5倍。电机的散热成为一个突出的问题。丰田的PRIUS通过把旋转电机的转子和定子侵至在油中散出热量，同时监测电机定子的温度防止过热。但它缺少对转子温度的有效监测和保护，极限条件下影响到电机的正常工作。

本发明的目的就是针对旋转电机转子热保护的缺失问题，提出一种新型的电机转子温度测量及保护方法。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种旋转电机转子温度测量及保护方法、装置，能够很好的限制转子的温度上升，达到保护电机的目的。

本发明通过如下技术方案实现：

本发明的第一方面，提供一种旋转电机转子温度测量及保护方法，具体为：电机控制器根据转子温度-电机扭矩输出曲线控制电机的工作，当转子温度在下限工作温度tdwon与上限工作温度tup之间时，电机可以输出最大扭矩Tmax；当转子温度超过tup时开始限制扭矩输出，直至最高工作温度tmax停止扭矩输出；当转子温度低于tdwon时开始限制扭矩输出，直至最低工作温度tmin停止扭矩输出；其中，所述电机转子的温度通过在旋转电机尾部端盖内安装一个红外温度传感器以红外非接触方式测量，然后所述红外温度传感器将测量结果输出到电机控制器。

进一步地，根据旋转电机转子不同的特性来设定所述转子温度-电机扭矩输出曲线。

进一步地，当转子温度超过tup且小于tmax时，扭矩T=(tmax-t)*Tmax/(tmax-tup)

进一步地，当转子温度低于tdwon且大于tmin时，扭矩T=(tmin-t)*Tmax/(tmin-tdown)。

本发明的另一方面，提供一种旋转电机转子温度测量及保护装置，其特征在于：所述装置包括红外温度传感器和电机控制器；所述红外温度传感器安装在旋转电机尾部端盖内，通过红外非接触方式测量所述电机转子的温度；所述红外传感器将测量结果输出到电机控制器；所述电机控制器根据转子温度-电机扭矩输出曲线控制电机的工作：当转子温度在下限工作温度tdwon与上限工作温度tup之间时，电机可以输出最大扭矩Tmax；当转子温度超过tup时开始限制扭矩输出，直至最高工作温度tmax停止扭矩输出；当转子温度低于tdwon时开始限制扭矩输出，直至最低工作温度tmin停止扭矩输出。

进一步地，所述红外传感器与位置传感器共用低压插件供电。

本发明的有益效果是：红外传感器与位置传感器共用低压插件供电，通过红外非接触方式监测电机转子温度、通过电机控制器可以很好的限制转子的温度上升，达到保护电机的目的。

附图说明

图1是旋转电机转子温度测量及保护装置的安装示意图；

图2是转子温度-电机扭矩输出曲线图；

图3是电机转子温度保测量及保护护方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如附图1所示，本发明通过在旋转电机尾部端盖内安装一个红外温度传感器，通过红外非接触方式监测电机转子温度。红外传感器与位置传感器共用低压插件，红外传感器供电和信号输出与位置传感器信号一并输出到电机控制器。

根据旋转电机转子不同的特性，设定如附图2所示的电机转子温度-扭矩输出曲线电，其中，Tmax：电机输出最大扭矩、tmax：电机转子最高工作温度、tup：电机转子上限工作温度、tdwon：电机转子下限工作温度、tmin：电机转子最低工作温度。

电机正常工作在tup与tdwon之间，电机可以输出最大扭矩Tmax。当转子温度超过tup时开始限制扭矩输出，直至最高工作温度tmax停止扭矩输出。当转子温度低于tdwon时开始限制扭矩输出，直至最低工作温度tmin停止扭矩输出。

附图3为电机转子温度保测量及保护护方法的流程图，先检测转子温度t是否大于最高温度tmax，大于则设定扭矩T为0后结束任务；否则继续判断温度是否小于tmin，小于则设定扭矩T为0后结束任务；否则继续判断温度是否大于tup，大于则设定输出扭矩为T=(tmax-t)*Tmax/(tmax-tup)后结束任务；否则继续判断温度是否小于tdown，小于则设定输出扭矩为T=(tmin-t)*Tmax/(tmin-tdown) 结束任务；否则设定输出扭矩T=Tmax后结束任务。

综上所述，本发明旋转电机转子温度测量及保护方法可以很好的限制转子的温度上升，达到保护电机的目的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种旋转电机转子温度测量及保护方法，其特征在于：电机控制器根据转子温度-电机扭矩输出曲线控制电机的工作，当转子温度在下限工作温度tdwon与上限工作温度tup之间时，电机可以输出最大扭矩Tmax；当转子温度超过tup时开始限制扭矩输出，直至最高工作温度tmax停止扭矩输出；当转子温度低于tdwon时开始限制扭矩输出，直至最低工作温度tmin停止扭矩输出；其中，所述电机转子的温度通过在旋转电机尾部端盖内安装一个红外温度传感器以红外非接触方式测量，然后所述红外温度传感器将测量结果输出到电机控制器。

2.如权利要求1所述的旋转电机转子温度测量及保护方法，其特征在于：根据旋转电机转子不同的特性来设定所述转子温度-电机扭矩输出曲线。

3.如权利要求1所述的旋转电机转子温度测量及保护方法，其特征在于：所述红外传感器与位置传感器共用低压插件供电。

4.如权利要求1所述的旋转电机转子温度测量及保护方法，其特征在于：当转子温度超过tup且小于tmax时，扭矩T=(tmax-t)*Tmax/(tmax-tup)

如权利要求1所述的旋转电机转子温度测量及保护方法，其特征在于：当转子温度低于tdwon且大于tmin时，扭矩T=(tmin-t)*Tmax/(tmin-tdown)。

5.一种旋转电机转子温度测量及保护装置，其特征在于：所述装置包括红外温度传感器和电机控制器；所述红外温度传感器安装在旋转电机尾部端盖内，通过红外非接触方式测量所述电机转子的温度；所述红外传感器将测量结果输出到电机控制器；所述电机控制器根据转子温度-电机扭矩输出曲线控制电机的工作：当转子温度在下限工作温度tdwon与上限工作温度tup之间时，电机可以输出最大扭矩Tmax；当转子温度超过tup时开始限制扭矩输出，直至最高工作温度tmax停止扭矩输出；当转子温度低于tdwon时开始限制扭矩输出，直至最低工作温度tmin停止扭矩输出。

6.如权利要求5所述的旋转电机转子温度测量及保护装置，其特征在于：根据旋转电机转子不同的特性来设定所述转子温度-电机扭矩输出曲线。

7.如权利要求6所述的旋转电机转子温度测量及保护装置，其特征在于：所述红外传感器与位置传感器共用低压插件供电。

8.如权利要求6所述的旋转电机转子温度测量及保护装置，其特征在于：当转子温度超过tup且小于tmax时，扭矩T=(tmax-t)*Tmax/(tmax-tup)。

9.如权利要求6所述的旋转电机转子温度测量及保护装置，其特征在于：当转子温度低于tdwon且大于tmin时，扭矩T=(tmin-t)*Tmax/(tmin-tdown)。

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