CN114047441B - 一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法 - Google Patents
一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114047441B CN114047441B CN202111318318.0A CN202111318318A CN114047441B CN 114047441 B CN114047441 B CN 114047441B CN 202111318318 A CN202111318318 A CN 202111318318A CN 114047441 B CN114047441 B CN 114047441B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electromotive force
- permanent magnet
- magnet synchronous
- synchronous motor
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 claims abstract description 64
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 claims description 41
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 40
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
- G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法，控制系统包括监测模块，用于对永磁同步电机自运作时起同步对运作过程中的电流电压进行实时监测得到电机实时反电动势波形图；比对模块，用于根据实时反电动势波形图与标准反电动势波形图进行图形的比对计算；比对偏差率计算模块，用于接收比对数据，并基于对比数据得到两个反电动势波形图的比对偏差率；退磁判断模块，用于根据比对偏差率进行退磁现象的初步判断和进一步现象确认；控制指令生成模块，用于根据退磁判断模块的判断结果生成不同的控制指令控制永磁同步电机的运行或者是维修；用为更好的实现上述系统的功能还提出了一种对用于上述系统的控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动监测技术领域，具体为一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法。
背景技术
永磁同步电机的转子是由永磁材料构成的，但在其工作工程中不得不避免会出现退磁化现象的产生，而由于高温引起的退磁效应会引起退磁后转子磁场的主磁通发生偏移，导致电机工作点发生变化，引起反电动势的降低，而高温的情况不同给电机产生的退磁现象也是不同的，对于永磁同步电机在驱动的过程中产生的不可逆退磁现象是需要引起足够的注意以及采取相应的应对措施的。
基于上述问题，亟于提出一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法，本发明专利实现了对于永磁同步电机驱动运行过程中转子的退磁现象进行实时监测，并基于转子的不同退磁情况对电机发布不同的控制指令，通过实行不同的控制指令实现延长电机的使用寿命保证电机输出功率的功能，同时还进一步提高了电机在使用过程中的安全性和可操控性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种永磁同步电机一体化驱动控制系统，永磁同步电机包括定子和转子；其特征在于，控制系统包括监测模块、比对模块、比对偏差率计算模块、不可逆退磁判断模块、控制指令生成模块；
监测模块，用于对永磁同步电机运作时起同步对运作过程中的电流电压进行实时监测，根据监测数据计算得到电机实时反电动势波形图；比对模块，用于根据监测模块中得到的实时反电动势波形图与控制系统预先存储的标准反电动势波形图进行图形的比对计算；比对偏差率计算模块，用于接收比对模块中进行比对时产生的比对数据，并基于对比数据得到两个反电动势波形图的比对偏差率；退磁判断模块，用于根据比对偏差率计算模块得到的计算结果进行不退磁现象的初步判断和进一步判断；控制指令生成模块，用于根据退磁判断模块的判断结果生成不同的控制指令控制永磁同步电机的运行或者是维修。
进一步的，比对模块包括：重合率计算单元、未重合率计算单元；重合率计算单元用于识别监测模块中的两个反电动势波形图的波形重合部分，并对波形重合部分进行重合率的计算；未重合率计算单元，用于识别监测模块中的两个反电动势波形图的波形未重合部分，并对波形未重合部分进行未重合率的计算；
上述重合率计算单元、未重合率计算单元的分开设置可使得进行运算的数据不会发生交叉以及数据紊乱的现象，且未重合率计算单元采用的数据是经重合率计算单元采集数据后剩余的数据，所述两个单元之间的设置上下衔接的关系，环环相扣分散了控制系统计算单元的数据负担，同时另一方面也可以保障数据运算的准确率。
进一步的，退磁判断模块包括初步判断单元、现象确认单元；
初步判断单元，用于接收比对偏差率计算模块中得到的比对偏差率数据，并基于比对偏差率数据对电机判定发生了不可逆退磁现象或者正常退磁现象；现象确认单元用于对电机设置激励进行空载反电动势的计算，并基于空载反电动势在加上激励的前后变化数据对电机发生不可逆退磁现象进行进一步的确认；
上述设置现象确认单元的作用是对所述初步判断单元得到的结果进行进一步的确认，以保证控制系统发送的控制指令的准确性，减少因判断错误给电机运行带来的中断影响。
进一步的，重合率计算单元包括曲线轮廓提取单元、第一数据计算单元；未重合率计算单元包括离散化处理单元、坐标系建立单元、第二数据计算单元；
曲线轮廓提取单元，用于对监测模块中的两个反电动势波形图进行轮廓的提取，并将提取到的两个曲线轮廓进行重叠处理；第一数据计算单元用于根据曲线轮廓提取单元中曲线轮廓的重叠情况对重叠线段的占比进行计算得到重合率；离散化处理单元，用于将未被第一计算单元进行数据采集的两个反电动势波形中的剩余线段进行离散化处理得到两个相对应的点列；坐标系建立单元，用于对标准反电动势波形曲线轮廓得到的离散点逐个建立二维坐标系；第二数据计算单元，用于根据实时反电动势波形曲线轮廓得到的离散点在二维坐标系中的分布情况进行未重叠率的计算。
为更好的实现上述系统的功能还提出了一种永磁同步电机一体化驱动控制方法，控制方法包括：
S100：通过在变频调速器上设置电机工作频率，控制永磁同步电机转速跟随变频调速器输出频率同步上升至电机工作频率，控制系统自永磁同步电机开始运作时起对运作过程中的电流电压进行实时监测用以实现对实时反电动势进行计算得到实时反电动势波形图；
S200：控制系统根据永磁同步电机的额定电流电压数据计算得到标准反电动势波形图；将步骤S100得到的实时反电动势波形图与标准反电动势波形图进行比对计算分别得到重合率W和未重合率Q；
S300：根据步骤S200得到的比对数据计算得到比对偏差率，基于对比偏差率对永磁同步电机中转子发生了不可逆退磁现象还是正常退磁现象进行初步判断；
S400：当步骤S300得到的初步判断结果显示永磁同步电机中转子发生了不可逆退磁现象时，控制系统接着对永磁同步电机中转子发生不可逆退磁现象进行进一步的现象确认；
S500：综合步骤S300和步骤S400得到的结果，控制系统对于永磁同步电机在运作过程中转子出现的消磁现象首先进行电机运转温度的排查和控制；接着基于排查结果和温度控制情况对转子进行磁场的补偿或者暂停电机运作进行电机维修。
进一步的，步骤S200中将实时反电动势波形图与标准反电动势波形图进行比对包括：
S201：将实时反电动势波形图与标准反电动势波形图分别进行轮廓曲线的提取；将两个反电动势波形图的轮廓曲线进行重叠；得到曲线整体的重合率W；
S202：提取两个反电动势波形图的轮廓曲线未重叠部分，将未重叠部分进行离散化处理；以标准反电动势波形图的轮廓曲线上的点为标准点列，以电机开始运作的时间点为匹配起点，在实时反电动势波形图的轮廓曲线上找寻对应点列；
S203：将步骤S202中标准点列和对应点列之间基于偏移位移和偏移角度进行未重叠部分的匹配，得到未重合率Q；
上述重合率的得出过程是考虑了电机运行过程中因为电压电流的不稳定带来的反电动势的波动，而这种波动是暂时的，不会对电机产生大影响的，经过此步骤的处理使得得到的重合率数据具有一定的灵活性和全面性，给后续数据的进一步处理提供了保障，考虑了正常波动的数据也在一定程度上减轻了控制系统的数据处理负担。
进一步的，步骤S300中比对偏差率的计算公式如下：F＝Q/(1-W)；当比对偏差率大于偏差阈值时初步判定永磁同步电机发生了不可逆退磁现象；当述比对偏差率小于偏差阈值时初步判定永磁同步电机发生了正常退磁现象；
根据比对偏差率这一数据对电机的退磁现象进行了划分，区别出了系统着重要进行处理的不可逆退磁现象，而不可逆退磁现象对电机带来的伤害是很大的，而这现象往往是由于异常高温所导致，区别出这一退磁想象有利于控制系统即使对电机的异常高温进行处理以及做出相应的补救措施。
进一步的，步骤S400中对永磁同步电机中转子发生不可逆退磁现象进行进一步现象判断包括：
S401：系统获取该永磁同步电机的空载反电动势，同时给电机施加激励使永磁同步电机重新运行，激励是指额定电流的1.2倍电流；
S402：在永磁同步电机运行阈值时间后撤销激励，系统获取该永磁同步电机在此时的新空载反电动势；
S403：将步骤S401测得的空载反电动势记为E，将步骤S402测得的新空载反电动势记为E’，根据公式得到不可逆退磁量Q＝E-E’；当不可逆退磁量大于正常阈值时，进一步判定电机中转子发生了不可逆退磁现象；当不可逆退磁量小于正常阈值时，进一步判定电机中转子发生了正常退磁现象；
上述是针对电机发生正常退磁和不可逆退磁现象时空载反电动势的不同特征，设置激励，根据得到的空载反电动势变化就可以对这两种现象进行区分，实现对初步判断结果进行进一步的确认。
进一步的，步骤S201中的重合率是指出现重叠的曲线线段占该周期时间内整条曲线长度的百分比；重合率W公式如下：W＝(c/m)×100％,其中c表示重叠的曲线长；m表示整条实时反电动势波形图的轮廓曲线的长度；且出现重叠是指两曲线在对应时间段内的线段位移小于第一偏移位移阈值，第一偏移位移是指左右偏移位移；
上述重合率没有严格的按照两条曲线要完全重叠的标准进行判断即是考虑了电机运行时的正常波动情形，减轻了数据处理的负担，且使得得出的数据是考虑了其他因素后得到的较为准确的数据，增加了数据的准确性；第一偏移位移是指左右偏移位移是考虑了反电动势的时间差，电机运行过程中有可能受正常天气波动影响时间上达到规定反电动势会有延缓或者加速，而这波动也属于正常的波动情况。
进一步的，步骤S203包括：
S211：当标准点列和对应点列之间的偏移位移满足大于第二偏移位移时做第一标记；累计第一标记的个数；偏移位移是指上下偏移位移；
S212：当标准点列和对应点列之间的偏移位移满足大于第一偏移位移小于第二偏移位移时，对其基于偏移角度的不同进行划分；以标准点列中的标准点为二维坐标原点逐个依次建立二维坐标系；当对应点位于二维坐标系的三四象限时作第二标记；当对应点位于二维坐标系的一二象限时作第三标记；累计第二标记、第三标记的个数；
S213：根据公式得到未重合率Q，公式为：Q＝a(T/K)×100％+b(R/K)×100％+c(D/T)×100％；其中，T表示第一标记的个数；R表示第二标记的个数；D表示第三标记的个数；K表示未重叠部分总的离散点个数；a，b，c表示权重因子，且满足1>a>b>c>0；
将标准数据进行坐标系空间的划分是为了考虑发生不可逆退磁现象的反电动势会比没有发生不可逆退磁现象的反电动势低，而这个步骤相当于是在除掉了数据点列位移上的偏差后考虑数据在二维坐标上形成的角度偏差，位于第一二象限的反电动势大于标准点的反电动势，位于三四象限的反电动势小于标准点的反电动势。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明实现了对于永磁同步电机驱动运行过程中转子的退磁现象进行实时监测，并基于转子的退磁情况对电机实行控制以实现延长电机的使用寿命保证电机的输出功率，同时还进一步提高了电机在使用过程中的安全性和可操控性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是一种永磁同步电机一体化驱动控制系统的结构示意图；
图2一种永磁同步电机一体化驱动控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供技术方案：一种永磁同步电机一体化驱动控制系统，永磁同步电机包括定子和转子；其特征在于，控制系统包括监测模块、比对模块、比对偏差率计算模块、不可逆退磁判断模块、控制指令生成模块；
监测模块，用于对永磁同步电机运作时起同步对运作过程中的电流电压进行实时监测，根据监测数据计算得到电机实时反电动势波形图；
比对模块，用于根据监测模块中得到的实时反电动势波形图与控制系统预先存储的标准反电动势波形图进行图形的比对计算；
其中，比对模块包括：重合率计算单元、未重合率计算单元；重合率计算单元用于识别监测模块中的两个反电动势波形图的波形重合部分，并对波形重合部分进行重合率的计算；未重合率计算单元，用于识别监测模块中的两个反电动势波形图的波形未重合部分，并对波形未重合部分进行未重合率的计算；
其中，重合率计算单元包括曲线轮廓提取单元、第一数据计算单元；未重合率计算单元包括离散化处理单元、坐标系建立单元、第二数据计算单元；
曲线轮廓提取单元，用于对监测模块中的两个反电动势波形图进行轮廓的提取，并将提取到的两个曲线轮廓进行重叠处理；第一数据计算单元用于根据曲线轮廓提取单元中曲线轮廓的重叠情况对重叠线段的占比进行计算得到重合率；离散化处理单元，用于将未被第一计算单元进行数据采集的两个反电动势波形中的剩余线段进行离散化处理得到两个相对应的点列；坐标系建立单元，用于对标准反电动势波形曲线轮廓得到的离散点逐个建立二维坐标系；第二数据计算单元，用于根据实时反电动势波形曲线轮廓得到的离散点在二维坐标系中的分布情况进行未重叠率的计算；
比对偏差率计算模块，用于接收比对模块中进行比对时产生的比对数据，并基于对比数据得到两个反电动势波形图的比对偏差率；
退磁判断模块，用于根据比对偏差率计算模块得到的计算结果进行不退磁现象的初步判断和进一步判断；
其中，退磁判断模块包括初步判断单元、现象确认单元；
初步判断单元，用于接收比对偏差率计算模块中得到的比对偏差率数据，并基于比对偏差率数据对电动判定发生了不可逆退磁现象或者正常退磁现象；现象确认单元用于对电机设置激励进行空载反电动势的计算，并基于空载反电动势在加上激励的前后变化数据对电机发生不可逆退磁现象进行其中确认；
控制指令生成模块，用于根据退磁判断模块的判断结果生成不同的控制指令控制永磁同步电机的运行或者是维修。
为更好的实现上述系统的功能还提出了一种永磁同步电机一体化驱动控制方法，控制方法包括：
S100：通过在变频调速器上设置电机工作频率，控制永磁同步电机转速跟随变频调速器输出频率同步上升至电机工作频率，控制系统自永磁同步电机开始运作时起对运作过程中的电流电压进行实时监测用以实现对实时反电动势进行计算得到实时反电动势波形图；
S200：控制系统根据永磁同步电机的额定电流电压数据计算得到标准反电动势波形图；将步骤S100得到的实时反电动势波形图与标准反电动势波形图进行比对计算分别得到重合率W和未重合率Q；
其中，步骤S200中将实时反电动势波形图与标准反电动势波形图进行比对包括：
S201：将实时反电动势波形图与标准反电动势波形图分别进行轮廓曲线的提取；将两个反电动势波形图的轮廓曲线进行重叠；得到曲线整体的重合率W；其中，步骤S201中的重合率是指出现重叠的曲线线段占该周期时间内整条曲线长度的百分比；重合率W公式如下：W＝(c/m)×100％,其中c表示重叠的曲线长；m表示实时反电动势波形图的轮廓曲线整条曲线的长度；且出现重叠是指两曲线在对应时间段内的线段位移小于第一偏移位移阈值，第一偏移位移是指左右偏移位移；
S202：提取两个反电动势波形图的轮廓曲线未重叠部分，将未重叠部分进行离散化处理；以标准反电动势波形图的轮廓曲线上的点为标准点列，以电机开始运作的时间点为匹配起点，在实时反电动势波形图的轮廓曲线上找寻对应点列；
S203：将步骤S202中标准点列和对应点列之间基于偏移位移和偏移角度进行未重叠部分的匹配，得到未重合率Q；
其中，步骤S203包括：
S211：当标准点列和对应点列之间的偏移位移满足大于第二偏移位移时做第一标记；累计第一标记的个数；偏移位移是指上下偏移位移；
S212：当标准点列和对应点列之间的偏移位移满足大于第一偏移位移小于第二偏移位移时，对其基于偏移角度的不同进行划分；以标准点列中的标准点为二维坐标原点逐个依次建立二维坐标系；当对应点位于二维坐标系的三四象限时作第二标记；当对应点位于二维坐标系的一二象限时作第三标记；累计第二标记、第三标记的个数；
S213：根据公式得到未重合率Q，公式为：Q＝a(T/K)×100％+b(R/K)×100％+c(D/T)×100％；其中，T表示第一标记的个数；R表示第二标记的个数；D表示第三标记的个数；K表示未重叠部分总的离散点个数；a，b，c表示权重因子，且满足1>a>b>c>0；
S300：根据步骤S200得到的比对数据计算得到比对偏差率，基于对比偏差率对永磁同步电机中转子发生了不可逆退磁现象还是正常退磁现象进行初步判断；
其中，步骤S300中比对偏差率的计算公式如下：F＝Q/(1-W)；当比对偏差率大于偏差阈值时初步判定永磁同步电机发生了不可逆退磁现象；当述比对偏差率小于偏差阈值时初步判定永磁同步电机发生了正常退磁现象；
S400：当步骤S300得到的初步判断结果显示永磁同步电机中转子发生了不可逆退磁现象时，控制系统接着对永磁同步电机中转子发生不可逆退磁现象进行进一步的现象确认；
其中，步骤S400中对永磁同步电机中转子发生不可逆退磁现象进行进一步现象判断包括：
S401：系统获取该永磁同步电机的空载反电动势，同时给电机施加激励使永磁同步电机重新运行，激励是指额定电流的1.2倍电流；
S402：在永磁同步电机运行阈值时间后撤销激励，系统获取该永磁同步电机在此时的新空载反电动势；
S403：将步骤S401测得的空载反电动势记为E，将步骤S402测得的新空载反电动势记为E’，根据公式得到不可逆退磁量Q＝E-E’；当不可逆退磁量大于正常阈值时，进一步判定电机中转子发生了不可逆退磁现象；当不可逆退磁量小于正常阈值时，进一步判定电机中转子发生了正常退磁现象；
S500：综合步骤S300和步骤S400得到的结果，控制系统对于永磁同步电机在运作过程中转子出现的消磁现象首先进行电机运转温度的排查和控制；接着基于排查结果和温度控制情况对转子进行磁场的补偿或者暂停电机运作进行电机维修。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)
1.一种永磁同步电机一体化驱动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括监测模块、比对模块、比对偏差率计算模块、退磁判断模块、控制指令生成模块；
所述监测模块，用于对永磁同步电机自运作时起同步对运作过程中的电流电压进行实时监测，根据监测数据计算得到电机实时反电动势波形图；所述比对模块，用于根据所述监测模块中得到的实时反电动势波形图与所述控制系统预先存储的标准反电动势波形图进行图形比对计算；所述比对偏差率计算模块，用于接收所述比对模块中进行比对时产生的比对数据，并基于所述比对数据得到两个反电动势波形图的比对偏差率；所述退磁判断模块，用于根据所述比对偏差率计算模块得到的计算结果进行退磁现象的初步判断和进一步现象确认；所述控制指令生成模块，用于根据所述退磁判断模块的判断结果生成不同的控制指令控制永磁同步电机的运行或者是维修；
所述退磁判断模块包括初步判断单元、现象确认单元；
所述初步判断单元，用于接收所述比对偏差率计算模块中得到的比对偏差率数据，并基于所述比对偏差率数据对电机判定发生了不可逆退磁现象或者正常退磁现象；所述现象确认单元用于对电机设置激励进行空载反电动势的计算，并基于空载反电动势在加上激励的前后变化数据对电机发生不可逆退磁现象进行进一步的确认。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机一体化驱动控制系统，其特征在于，所述比对模块包括：重合率计算单元、未重合率计算单元；所述重合率计算单元用于识别所述监测模块中的两个反电动势波形图的波形重合部分，并对所述波形重合部分进行重合率的计算；所述未重合率计算单元，用于识别所述监测模块中的两个反电动势波形图的波形未重合部分，并对所述波形未重合部分进行未重合率的计算。
3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机一体化驱动控制系统，其特征在于，所述重合率计算单元包括曲线轮廓提取单元、第一数据计算单元；所述未重合率计算单元包括离散化处理单元、坐标系建立单元、第二数据计算单元；
所述曲线轮廓提取单元，用于对所述监测模块中的两个反电动势波形图进行轮廓的提取，并将提取到的两个曲线轮廓进行重叠处理；所述第一数据计算单元用于根据所述曲线轮廓提取单元中曲线轮廓的重叠情况对重叠线段的占比进行计算得到重合率；所述离散化处理单元，用于将未被所述第一数据计算单元进行数据采集的两个反电动势波形中的剩余线段进行离散化处理得到两个相对应的点列；所述坐标系建立单元，用于对标准反电动势波形曲线轮廓得到的离散点逐个建立二维坐标系；所述第二数据计算单元，用于根据实时反电动势波形曲线轮廓得到的离散点在所述二维坐标系中的分布情况进行未重叠率的计算。
4.一种应用于权利要求1-3中任一项所述的永磁同步电机一体化驱动控制系统的永磁同步电机一体化驱动控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：
S100：通过在变频调速器上设置电机工作频率，控制永磁同步电机转速跟随变频调速器输出频率同步上升至电机工作频率，所述控制系统自永磁同步电机开始运作时起对运作过程中的电流电压进行实时监测用以实现对实时反电动势进行计算得到实时反电动势波形图；
S200：所述控制系统根据永磁同步电机的额定电流电压数据计算得到标准反电动势波形图；将步骤S100得到的所述实时反电动势波形图与所述标准反电动势波形图进行比对计算分别得到重合率W和未重合率Q；
S300：根据步骤S200得到的比对数据计算得到比对偏差率，基于所述比对偏差率对永磁同步电机中转子发生了不可逆退磁现象还是正常退磁现象进行初步判断；
S400：当所述步骤S300得到的初步判断结果显示永磁同步电机中转子发生了不可逆退磁现象时，所述控制系统接着对永磁同步电机中转子发生不可逆退磁现象进行进一步的现象确认；
S500：综合步骤S300和步骤S400得到的结果，控制系统对于永磁同步电机在运作过程中转子出现的消磁现象首先进行电机运转温度的排查和控制；接着基于排查结果和温度控制情况对转子进行磁场的补偿或者暂停电机运作进行电机维修；
所述步骤S300中比对偏差率的计算公式如下：F＝Q/(1-W)；当所述比对偏差率大于偏差阈值时初步判定永磁同步电机发生了不可逆退磁现象；当所述比对偏差率小于偏差阈值时初步判定永磁同步电机发生了正常退磁现象。
5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机一体化驱动控制方法，其特征在于，所述步骤S200中将实时反电动势波形图与标准反电动势波形图进行比对包括：
S201：将所述实时反电动势波形图与所述标准反电动势波形图分别进行轮廓曲线的提取；将两个反电动势波形图的轮廓曲线进行重叠；得到曲线整体的重合率W；
S202：提取两个反电动势波形图的轮廓曲线未重叠部分，将所述未重叠部分进行离散化处理；以标准反电动势波形图的轮廓曲线上的点为标准点列，以电机开始运作的时间点为匹配起点，在实时反电动势波形图的轮廓曲线上找寻对应点列；
S203：将步骤S202中标准点列和对应点列之间基于偏移位移和偏移角度进行未重叠部分的匹配，得到未重合率Q。
6.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机一体化驱动控制方法，其特征在于，所述步骤S400中对永磁同步电机中转子发生不可逆退磁现象进行进一步现象判断包括：
S401：所述系统获取该永磁同步电机的空载反电动势，同时给电机施加激励使永磁同步电机重新运行，所述激励是指额定电流的1.2倍电流；
S402：在永磁同步电机运行阈值时间后撤去所述激励，所述系统获取该永磁同步电机在此时的新空载反电动势；
S403：将所述步骤S401测得的空载反电动势记为E，将所述步骤S402测得的新空载反电动势记为E’，根据公式得到不可逆退磁量α＝E-E’；当所述不可逆退磁量大于正常阈值时，进一步判定电机中转子发生了不可逆退磁现象；当所述不可逆退磁量小于正常阈值时，进一步判定电机中转子发生了正常退磁现象。
7.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机一体化驱动控制方法，其特征在于，所述步骤S201中的重合率是指出现重叠的曲线线段占周期时间内整条曲线长度的百分比；重合率W公式如下：W＝(c/m)×100％，其中c表示重叠的曲线长度；m表示整条实时反电动势波形图的轮廓曲线的长度；且所述出现重叠是指两曲线在对应时间段内的第一偏移位移小于第一偏移位移阈值，所述第一偏移位移是指左右偏移位移。
8.根据权利要求7所述的一种永磁同步电机一体化驱动控制方法，其特征在于，步骤S203包括：
S211：当标准点列和对应点列之间的第二偏移位移满足大于第二偏移位移阈值时做第一标记；累计所述第一标记的个数；所述第二偏移位移是指上下偏移位移；
S212：当标准点列和对应点列之间的偏移位移满足大于所述第一偏移位移小于第二偏移位移时，对其基于偏移角度的不同进行划分；以所述标准点列中的标准点为二维坐标原点逐个依次建立二维坐标系；当所述对应点位于所述二维坐标系的三四象限时作第二标记；当所述对应点位于所述二维坐标系的一二象限时作第三标记；累计所述第二标记、第三标记的个数；
S213：根据公式得到未重合率Q，所述公式为：Q＝a(T/K)×100％+b(R/K)×100％+c(D/T)×100％；其中，T表示所述第一标记的个数；R表示所述第二标记的个数；D表示所述第三标记的个数；K表示未重叠部分总的离散点个数；a，b，c表示权重因子，且满足1>a>b>c>0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111318318.0A CN114047441B (zh) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111318318.0A CN114047441B (zh) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114047441A CN114047441A (zh) | 2022-02-15 |
| CN114047441B true CN114047441B (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=80207582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111318318.0A Active CN114047441B (zh) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114047441B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2403360A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-17 | Patrick J. Curran | Fault identification due to demagnetization for a motor in an electric or partially electric motor vehicle |
| JP2005012914A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動機のドライバ |
| CN102347723A (zh) * | 2010-07-23 | 2012-02-08 | 阿思科尔控股责任有限公司 | 启动永磁单相同步电机的方法及实施其的电子装置 |
| CN102944857A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-02-27 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 永磁同步电机转子失磁检测方法 |
| CN106208555A (zh) * | 2016-09-09 | 2016-12-07 | 西北工业大学 | 一种内置式无刷直流电机极弧系数的扩展方法 |
| CN108919117A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-11-30 | 苏州德能电机股份有限公司 | 一种测试永磁转子磁钢的设备及转子磁钢的测试方法 |
| CN110492689A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 河海大学 | 可检测永磁体退磁和转子偏心故障的永磁电机结构及方法 |
| CN209805708U (zh) * | 2019-04-25 | 2019-12-17 | 广东金霸智能科技股份有限公司 | 一种永磁同步电机的控制装置及电机系统 |
| CN111666651A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-15 | 浙江大学 | 永磁电机的退磁风险评估方法 |
| CN113030729A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-06-25 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种永磁电机退磁在线检测方法及系统 |
-
2021
- 2021-11-09 CN CN202111318318.0A patent/CN114047441B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2403360A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-17 | Patrick J. Curran | Fault identification due to demagnetization for a motor in an electric or partially electric motor vehicle |
| JP2005012914A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動機のドライバ |
| CN102347723A (zh) * | 2010-07-23 | 2012-02-08 | 阿思科尔控股责任有限公司 | 启动永磁单相同步电机的方法及实施其的电子装置 |
| CN102944857A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-02-27 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 永磁同步电机转子失磁检测方法 |
| CN106208555A (zh) * | 2016-09-09 | 2016-12-07 | 西北工业大学 | 一种内置式无刷直流电机极弧系数的扩展方法 |
| CN108919117A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-11-30 | 苏州德能电机股份有限公司 | 一种测试永磁转子磁钢的设备及转子磁钢的测试方法 |
| CN209805708U (zh) * | 2019-04-25 | 2019-12-17 | 广东金霸智能科技股份有限公司 | 一种永磁同步电机的控制装置及电机系统 |
| CN110492689A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 河海大学 | 可检测永磁体退磁和转子偏心故障的永磁电机结构及方法 |
| CN111666651A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-15 | 浙江大学 | 永磁电机的退磁风险评估方法 |
| CN113030729A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-06-25 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种永磁电机退磁在线检测方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 用半解析法计算永磁无刷直流电机齿槽定位转矩;薛波;章跃进;郑成勇;;电机技术;20081225(第06期);第17-20页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114047441A (zh) | 2022-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3752247B2 (ja) | 高周波数インピーダンス追跡型センサーレス・アルゴリズムのための振幅検出方法及び装置 | |
| CN104898055A (zh) | 电机状态判断方法及装置 | |
| EP3816803A1 (en) | Method for monitoring and identifying sensor failure in electric drive system | |
| EP2901546B1 (en) | Method for checking out-of-step of synchronous motor | |
| CN106817064B (zh) | 交流电机的驱动方法及应用其的电机驱动装置 | |
| CN111130074B (zh) | 基于电压首极值时间的直流输电线超高速保护系统及方法 | |
| CN110535392B (zh) | 一种基于lm算法的永磁同步电机参数辨识方法 | |
| KR102250100B1 (ko) | 전류센서의 고장을 감지하는 방법 및 그 장치 | |
| CN106411210A (zh) | 电动机控制装置、机械学习装置及其方法 | |
| CN114047441B (zh) | 一种永磁同步电机一体化驱动控制系统及方法 | |
| EP2493067B1 (en) | Method and apparatus for estimating rotor angle of synchronous reluctance motor | |
| SG183623A1 (en) | Method and apparatus for estimating rotor angle and rotor speed of synchronous reluctance motor at start-up | |
| CN113168601A (zh) | 一种对驱动部的可靠性指数检测方法 | |
| CN102857171B (zh) | 多电机同步控制系统 | |
| CN103238273A (zh) | 用于使汽车传动系的电机运行的方法和设备 | |
| KR100838990B1 (ko) | 유도 전동기의 고정자 저항 측정방법 | |
| CN106849776A (zh) | 电机的监视装置和监视方法及转子位置检测的装置和方法 | |
| CN103782504A (zh) | 电动机驱动装置 | |
| CN117769657A (zh) | 一种变压器的异常检测方法、装置和计算机可读存储介质 | |
| KR101229781B1 (ko) | 벡터제어를 위한 유도전동기의 파라미터 추정 방법 | |
| CN111064215A (zh) | 一种确定混合级联直流输电工程换相故障的方法和系统 | |
| DE112006001999T5 (de) | Wechselrichtervorrichtung | |
| CN110365270A (zh) | 用于交流永磁电机的旋变零偏整定方法 | |
| US11637517B2 (en) | Method and device for estimating individual phase resistance of an electric motor | |
| CN102497155B (zh) | 永磁同步电机转子磁极位置推定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213000 floor B-1, No. 98, Longxuan Road, Wujin national high tech Industrial Development Zone, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Changzhou longnai Intelligent Equipment Co.,Ltd. Address before: 213000 No. 190 Kechuang Road, Niutang Town, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant before: Changzhou longnai Electric Drive Technology Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |