CN105577072A - 永磁电机转子的保护方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电机转子的保护方法和装置。该装置包括：温度检测器，设置在永磁电机的转子上，用于检测转子的温度；以及控制器，用于在转子的温度大于预设温度时对永磁电机执行预设保护动作。通过本发明，解决了相关技术中永磁电机的转子温度过高导致永磁体会产生不可逆退磁的问题。

Description

永磁电机转子的保护方法和装置

技术领域

本发明涉及永磁电机领域，具体而言，涉及一种永磁电机转子的保护方法和装置。

背景技术

永磁同步电机具有体积小、整体运行效率高、功率因素高等特点，近年来常被应用于压缩机的驱动。永磁同步电机采用电机转子中的永磁体励磁，转子在工作时会产生高温，转子内部的永磁体如果长期在高温工作环境下会引起退磁现象，尤其是大功率电机，绕组的电流大，发热量更加明显，转子内部的永磁体发生退磁现象的可能性大大增加。由于永磁同步电机是整个压缩机最为核心的部件，是整个压缩机的动力源，电机转子更是核心中的核心，一旦转子中的永磁体退磁，将直接导致压缩机无法正常运转，导致电机可靠性下降，因此，对转子的温度进行监测，是避免永磁体退磁的保护措施。但是，现有的永磁电机不能检测转子温度，也就不能对转子进行高温保护，会导致转子温度过高导致永磁体不可逆退磁。

针对相关技术中永磁电机的转子温度过高导致永磁体会产生不可逆退磁的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种永磁电机转子的保护方法和装置，以解决相关技术中由于不能检测永磁电机的转子温度导致永磁体会产生不可逆退磁的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种永磁电机转子的保护装置。该装置包括：温度检测器，设置在永磁电机的转子上，用于检测转子的温度；以及控制器，用于在转子的温度大于预设温度时对永磁电机执行预设保护动作。

进一步地，该装置还包括：无线信号发射器，与温度检测器相连接，用于根据温度检测器的检测结果发射无线信号，其中，无线信号携带有检测结果；以及无线信号接收器，与控制器相连接，用于接收无线信号并将无线信号反馈至控制器。

进一步地，无线信号发射器设置在永磁电机的转子上。

进一步地，无线信号接收器设置在永磁电机的定子上。

进一步地，无线信号发射器为音频发射器，用于根据温度检测器的检测结果发射音频信号，无线信号接收器为音频接收器，用于接收音频信号并将音频信号反馈至控制器，其中，音频信号携带有检测结果。

进一步地，温度检测器包括：热敏元件，设置在永磁电机的转子上，其中，在转子的温度未超过预设温度时热敏元件的触点闭合，在转子的温度超过预设温度时热敏元件的触点打开；以及感应回路，与热敏元件串联，其中，感应回路在热敏元件的触点由闭合到打开时产生变化电动势，其中，控制器用于当判断出感应回路的电动势产生变化电动势时对永磁电机执行预设保护动作。

进一步地，永磁电机的转子开设有一个轴向通孔，热敏元件设置于轴向通孔内。

进一步地，永磁电机的转子开设有一个轴向通孔，感应回路包括导线线圈，导线线圈穿过轴向通孔。

进一步地，该装置还包括：无线信号发射器，与感应回路串联，用于当感应回路产生变化电动势时发射无线信号，其中，感应回路用于为无线信号发射器提供电源，其中，无线信号携带有检测结果。

进一步地，控制器用于在转子的温度大于预设温度时控制永磁电机断电。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种永磁电机转子的保护方法。该方法包括：检测永磁电机的转子的温度；判断转子的温度是否大于预设温度；以及在转子的温度大于预设温度时，控制永磁电机执行预设保护动作。

本发明通过设置在永磁电机的转子上的温度检测器检测转子的温度，以及用于在转子的温度大于预设温度时对永磁电机执行预设保护动作的控制器，解决了相关技术中永磁电机的转子温度过高导致永磁体会产生不可逆退磁的问题，进而达到了在检测到永磁电机的转子温度过高时对永磁电机进行过热保护的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的永磁电机转子的保护装置的示意图；

图2是根据本发明第二实施例的永磁电机转子的保护装置的示意图；

图3是根据本发明第三实施例的永磁电机转子的保护装置的示意图；以及

图4是根据本发明实施例的永磁电机转子的保护方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明的实施例提供了一种永磁电机转子的保护装置。

图1是根据本发明第一实施例的永磁电机转子的保护装置的示意图。如图1所示，该装置包括温度检测器10和控制器20。

温度检测器10设置在永磁电机的转子上，用于检测转子的温度。控制器20用于在转子的温度大于预设温度时对永磁电机执行预设保护动作。

永磁电机的转子为金属轴，通常为实心铁芯。永磁电机的转子与定子之间有一定的间隙，转子套在定子中旋转。温度检测器10设置在永磁电机的转子上可以是放置在转子与定子之间的间隙内，与转子表面相接触，直接检测与转子表面接触位置的温度，也可以与转子不接触，检测转子周围空气的温度。还可以在永磁电机转子铁芯内部的轴向上开设一个通孔，将温度检测器10放置在该轴向通孔中，通过温度检测器10检测转子的轴向通孔内部与温度检测器10接触的表面的温度或通孔内部空气的温度。本实施例不限制其具体设置方式。

温度检测器10用于检测转子的温度，可以得到一个检测结果。该检测结果是判断转子的温度是否大于预设温度的依据。具体而言，该检测结果可以是转子的具体温度值，也可以是一个温度保护信号，该温度保护信号用于表示当前转子的温度大于预设温度。

控制器20在转子的温度大于预设温度时对永磁电机执行预设保护动作。预设保护动作可以是在转子的温度大于预设温度时控制器20控制永磁电机断电，使永磁电机停机，此时，执行预设保护动作的装置可以是永磁电机的电源；或者，预设保护动作也可以是向永磁电机的冷却装置发送信号，使永磁电机的冷却装置对永磁电机进行冷却，防止永磁电机的转子温度过高，此时，执行预设保护动作的装置可以是永磁电机的冷却装置。

控制器20判断转子的温度是否大于预设温度可以是通过与温度检测器10进行通讯，根据温度检测器10的检测结果来判断是否对永磁电机执行预设保护动作。温度检测器10检测转子的温度，可以得到一个检测结果，该检测结果是判断转子的温度是否大于预设温度的依据。具体而言，该检测结果可以是转子的具体温度值，控制器20根据转子的具体温度值判断是否大于预设温度，该检测结果也可以是在转子的温度大于预设温度时，温度检测器10向控制器20反馈一个温度保护信号，该温度保护信号用于表示转子的温度大于预设温度，控制器20在接收到该温度保护信号之后就可以判断出转子的温度大于预设温度，并执行预设保护动作。

控制器20与温度检测器10之间进行通讯的方式可以是有线通讯方式，例如，控制器20与温度检测器10之间可以通过电路连接，也可以通过无线的方式通讯，例如，采用声、光等无线信号传递信息。通讯内容为温度检测器的检测结果。

如果永磁电机的转子与温度检测器10之间、温度检测器10与控制器20之间和控制器20与执行预设保护动作的装置之间均为有线连接方式，在永磁电机的转子处于旋转状态时，会导致其中至少一个连接部位不停旋转，因此，在永磁电机的转子与温度检测器10之间、温度检测器10与控制器20之间和控制器20与执行预设保护动作的装置之间至少有一个连接部位是不接触的。

具体而言，永磁电机的转子与温度检测器10之间可以不接触，温度检测器10可以通过检测转子周围空气的温度来检测转子的温度，其中，转子周围空气的温度与转子的温度是相关的；温度检测器10与控制器20之间可以采用无线方式进行通讯；控制器20与执行预设保护动作的装置之间也可以采用无线方式进行通讯，在转子的温度大于预设温度时控制器20无线遥控执行预设保护动作的装置执行预设保护动作。本实施例不限制永磁电机的转子与温度检测器10之间、温度检测器10与控制器20之间和控制器20与执行预设保护动作的装置之间的具体连接方式。

优选地，该装置还可以包括无线信号发射器和无线信号接收器。无线信号发射器与温度检测器10相连接，用于根据温度检测器10的检测结果发射无线信号，该无线信号携带有检测结果。温度检测器10的检测结果可以是转子的温度值，无线信号发射器通过无线方式发送携带有转子温度值的无线信号。温度检测器10的检测结果还可以是一个反馈信号，该反馈信号表示转子的温度大于预设温度，无线信号发射器可以通过无线方式发送该反馈信号，或者，也可以是无线信号发射器仅在受到该反馈信号的激励之后能够发送无线信号，控制器20可以在检测到无线信号接收器接收到无线信号之后判断出转子的温度大于预设温度。

优选地，无线信号发射器可以设置在永磁电机的转子上。无线信号发射器可以是放置在转子与定子之间的间隙内，与转子表面相接触，也可以与转子不接触。还可以在永磁电机转子铁芯内部的轴向上开设一个通孔，将无线信号发射器放置在该轴向通孔中，也可以放置在轴向通孔之外，与放置在轴向通孔内部的温度检测器10相连接。本实施例不限制其具体设置方式。

无线信号接收器与控制器20相连接，用于接收无线信号并将无线信号反馈至控制器20。优选地，无线信号接收器可以设置在永磁电机的定子上。与温度检测器10相连接的无线信号发射器设置在转子上，与控制器20相连接的无线信号接收器设置在定子上，可以使温度检测器10和控制器20之间采用无线的方式通讯，将转子的温度信息无线传输到控制器20。

优选地，上述的无线信号发射器可以是音频发射器，用于根据温度检测器10的检测结果发射音频信号，上述的无线信号接收器可以是音频接收器，用于接收音频信号并将音频信号反馈至控制器20。其中，音频信号携带有检测结果。

优选地，温度检测器10可以包括热敏元件和感应回路。该热敏元件设置在永磁电机的转子上，其中，在转子的温度未超过预设温度时热敏元件的触点闭合，在转子的温度超过预设温度时热敏元件的触点打开。感应回路与热敏元件串联，其中，感应回路的电动势在热敏元件的触点由闭合到打开时发生变化，产生变化电动势，其中，控制器20用于当判断出感应回路产生该变化电动势时对永磁电机执行预设保护动作。

热敏元件是可以感应温度的元件，当热敏元件感应到的温度未超过热敏元件自身的温度阈值时，热敏元件中有电流通过，相当于热敏元件的触点闭合，由于热敏元件串联在感应回路中，感应回路此时是通路；当热敏元件感应到的温度超过热敏元件自身的温度阈值时，热敏元件中没有电流通过，相当于热敏元件的触点打开，由于热敏元件串联在感应回路中，感应回路此时是断路。

感应回路可以通电，当感应回路是通路时，感应回路中有电动势存在，当感应回路是断路时，感应回路中没有电动势。控制器20如果判断出感应回路中的电动势由存在到不存在，则判断出转子的温度超过预设温度。

具体而言，永磁电机的转子可以开设一个用于放置感应回路的轴向通孔，感应回路包括导线线圈，该导线线圈穿过用于放置感应回路的轴向通孔。感应回路是一条回路，导线线圈构成一个闭合线圈，热敏元件串联在闭合线圈中。在热敏元件触点闭合，也即感应回路是通路时，在永磁电机运行时，穿过转子轴向通孔的感应回路跟随转子旋转，切断定子的磁场产生感应电动势，而在感应回路断路时则感应不到电动势。感应回路在从通路变为断路时电动势会发生变化，控制器20在判断出感应回路的电动势发生变化，且该变化是感应回路由通路到断路，也即热敏元件的触点由闭合到打开时发生的变化时，判断出转子的温度超过预设温度，对永磁电机执行预设保护动作。

热敏元件和感应回路是串联的。优选地，永磁电机的转子可以开设一个用于设置热敏元件的轴向通孔，可以将热敏元件设置于轴向通孔内。优选地，热敏元件与感应回路可以同时放置于一个轴向通孔内，或者，在永磁电机的转子上开设两个轴向通孔，其中一个轴向通孔用于放置热敏元件，感应回路的导线穿过另一个轴向通孔。

优选地，可以采用一个无线信号发射器与感应回路串联，用于当感应回路产生变化电动势时发生变化时发射无线信号。在永磁电机工作且感应回路为通路时，感应回路中有电动势存在，感应回路可以为无线信号发射器提供电源。无线信号发射器可以配置有充电电池，用于在感应回路中有电动势存在时储存电量。可选地，无线信号发射器为音频发射器，转子上的音频发射器可以通过永磁电机的启动或停机的堕转过程产生的能量充放电。

无线信号携带有温度检测器10的检测结果，具体而言，可以是无线信号发射器在判断出感应回路产生变化电动势时，发出一个表示电动势变化的信号，控制器20可以根据该信号判断出转子的温度大于预设温度；或者，也可以是无线信号发射器在感应回路是通路时，无线信号发射器有供电电源，一直持续发射无线信号，当温度过高导致感应回路断路时，无线信号发射器停止发射无线信号，控制器20可以根据该变化判断出转子的温度大于预设温度。

该实施例提供的永磁电机转子的保护装置，通过设置在永磁电机的转子上的温度检测器10检测转子的温度，以及用于在转子的温度大于预设温度时对永磁电机执行预设保护动作的控制器20，解决了相关技术中永磁电机的转子温度过高导致永磁体会产生不可逆退磁的问题，进而达到了在检测到永磁电机的转子温度过高时对永磁电机进行过热保护的效果，提高了永磁电机机组运行稳定性和可靠性。

图2是根据本发明第二实施例的永磁电机转子的保护装置的示意图。该实施例可以作为上述第一实施例的优选实施方式，如图2所示，该装置包括温度检测器10，控制器20，无线信号发射器30和无线信号接收器40。

温度检测器10设置于永磁电机的转子上，用于检测转子的温度。无线信号发射器30设置于永磁电机的转子上，与温度检测器10相连接，用于发射无线信号，该无线信号携带有检测转子温度的信息。无线信号接收器40设置于永磁电机的定子上，用于接收无线信号，控制器20与无线信号接收器40相连接，用于根据无线信号接收器40接收到的无线信号判断转子的温度是否超过预设温度，当判断出转子的温度大于预设温度时，控制永磁电机执行预设保护动作，例如，控制永磁电机停机。

温度检测器10可以是检测出转子的温度，将具体温度值发送给无线信号发射器30，无线信号发射器30发射携带有具体温度值的无线信号至无线信号接收器40，或者，也可以是温度检测器10与无线信号发射器30电连接，温度检测器10在检测出转子的温度大于预设温度时发生动作，使无线信号发射器30感应到电动势的变化，从而发射无线信号。

图3是根据本发明第三实施例的永磁电机转子的保护装置的示意图。该实施例可以作为上述第一实施例的优选实施方式，如图3所示，该装置包括电动势检测回路101和音频发射装置301。

电动势检测回路101包括串联的导线和热敏元件，导线穿过永磁电机转子上的两个轴向通孔，第一轴向通孔501和第二轴向通孔502，热敏元件可以设置在任意一个轴向通孔内。音频发射装置301与电动势检测回路101串联，电动势检测回路101中有电动势存在时可以为音频发射装置301充电。当转子的温度过高时，电动势检测回路101中的电动势会发生变化，将该变化信号作为信号传输给音频发射装置301，音频发射装置301可以通过声音传输信号，音频发射装置301发射声音信号之后，安装在定子上的音频接收器可以接收到该信号并反馈至控制器，控制器在接收到该信号之后可以判断出转子的温度超过预设温度，并执行断电保护动作。

本发明的实施例提供了一种永磁电机转子的保护方法。需要说明的是，本发明实施例的永磁电机转子的保护方法可以由本发明的永磁电机转子的保护装置执行。

图4是根据本发明实施例的永磁电机转子的保护方法的流程图。如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤S401，检测永磁电机的转子的温度。

检测永磁电机的转子的温度可以是通过温度检测器进行检测。将温度检测器设置在转子上，感应转子的表面温度或者转子表面附近的空气的温度。

步骤S402，判断转子的温度是否大于预设温度。

判断转子的温度是否大于预设温度可以是通过控制器来判断。具体而言，可以是温度检测器检测出转子表面的温度，将温度值发送至控制器，或者，也可以是温度检测器在检测出转子表面的温度大于预设温度时，反馈一个信号至控制器，控制器在接收到该信号之后可以判断出转子的温度大于预设温度。

步骤S403，在转子的温度大于预设温度时控制永磁电机执行预设保护动作。

在转子的温度大于预设温度时，控制永磁电机执行预设保护动作。预设保护动作可以是在转子的温度大于预设温度时控制器控制永磁电机断电，使永磁电机停机，此时，执行预设保护动作的装置可以是永磁电机的电源；或者，预设保护动作也可以是向永磁电机的冷却装置发送信号，使永磁电机的冷却装置对永磁电机进行冷却，防止永磁电机的转子温度过高，此时，执行预设保护动作的装置可以是永磁电机的冷却装置。

本实施例提供的，通过检测永磁电机的转子的温度，判断转子的温度是否大于预设温度，在转子的温度大于预设温度时控制永磁电机执行预设保护动作，解决了相关技术中永磁电机的转子温度过高导致永磁体会产生不可逆退磁的问题，进而达到了在检测到永磁电机的转子温度过高时对永磁电机进行过热保护的效果。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种永磁电机转子的保护装置，其特征在于，包括：

温度检测器，设置在所述永磁电机的转子上，用于检测所述转子的温度；以及

控制器，用于在所述转子的温度大于预设温度时对所述永磁电机执行预设保护动作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

无线信号发射器，与所述温度检测器相连接，用于根据所述温度检测器的检测结果发射无线信号，其中，所述无线信号携带有所述检测结果；以及

无线信号接收器，与所述控制器相连接，用于接收所述无线信号并将所述无线信号反馈至所述控制器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线信号发射器设置在所述永磁电机的转子上。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线信号接收器设置在所述永磁电机的定子上。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线信号发射器为音频发射器，用于根据所述温度检测器的检测结果发射音频信号，所述无线信号接收器为音频接收器，用于接收所述音频信号并将所述音频信号反馈至所述控制器，其中，所述音频信号携带有所述检测结果。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度检测器包括：

热敏元件，设置在所述永磁电机的转子上，其中，在所述转子的温度未超过所述预设温度时所述热敏元件的触点闭合，在所述转子的温度超过所述预设温度时所述热敏元件的触点打开；以及

感应回路，与所述热敏元件串联，其中，所述感应回路在所述热敏元件的触点由闭合到打开时产生变化电动势，

其中，所述控制器用于当判断出所述感应回路产生所述变化电动势时对所述永磁电机执行所述预设保护动作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述永磁电机的转子开设有一个轴向通孔，所述热敏元件设置于所述轴向通孔内。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述永磁电机的转子开设有一个轴向通孔，所述感应回路包括导线线圈，所述导线线圈穿过所述轴向通孔。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

无线信号发射器，与所述感应回路串联，用于所述感应回路产生所述变化电动势时发射无线信号，其中，所述感应回路用于为所述无线信号发射器提供电源，其中，所述无线信号携带有所述温度检测器的检测结果。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器用于在所述转子的温度大于所述预设温度时控制所述永磁电机断电。

11.一种永磁电机转子的保护方法，其特征在于，包括：

检测永磁电机的转子的温度；

判断所述转子的温度是否大于预设温度；以及

在所述转子的温度大于所述预设温度时，控制所述永磁电机执行预设保护动作。