DE102015103175B4

DE102015103175B4 - Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE102015103175B4
Application number: DE102015103175.2A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Senoo
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: US9528882B2; JP2015173572A; JP5877860B2; US20150263509A1; CN104913861B; CN104913861A; DE102015103175A1

Abstract

Überhitzungsschutzvorrichtung (20, 21) für einen Elektromotor (5), umfassend: einen Stromdetektor (16), der dazu ausgebildet ist, einen Stromwert des Stroms, der zu dem Elektromotor (5) geführt wird, zu erkennen;einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor (12), der dazu ausgebildet ist, eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors (5) zu erkennen;einen Speicher (14), der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern;einen Rotortemperaturschätzer (13), der dazu ausgebildet ist, auf Basis des Stromwerts, der Umdrehungsgeschwindigkeit und des Koeffizienten die Temperatur eines Rotors (52) des Elektromotors (5) zu schätzen; undeine Überhitzungsbestimmungseinheit (15), die dazu ausgebildet ist, aus der Rotortemperatur, die durch den Rotortemperaturschätzer (13) geschätzt wurde, zu bestimmen, ob sich der Elektromotor (5) in einem überhitzten Zustand befindet,wobei die Überhitzungsbestimmungseinheit (15) dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit gleich oder geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, auf Basis der unter der Annahme, dass der Motor (5) mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird, die dem Schwellenwert gleich ist, geschätzten Temperatur des Rotors (52) bestimmt, ob sich der Elektromotor (5) in einem überhitzten Zustand befindet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Elektromotor ist aus einem Rotor und einem Stator gebildet. Wenn die Temperatur des Rotors des Elektromotors hoch wird, wird die Wärme zu dem angetriebenen Körper übertragen, so dass die Gefahr besteht, dass es zu verschiedenen Arten von nachteiligen Einflüssen wie etwa einer Wärmeausdehnung des angetriebenen Körpers kommt. Da ein Rotor Dauermagnete verwendet, besteht außerdem die Möglichkeit, dass die Dauermagnete bei einer hohen Temperatur entmagnetisiert werden könnten. Daher muss die Steuervorrichtung des Elektromotors über die Funktion verfügen, eine Überhitzung des Rotors zu verhindern.
Als ein Verfahren, um die Überhitzung des Rotors eines Elektromotors zu verhindern, gibt es ein bekanntes Verfahren, bei dem die Temperatur des Rotors des Elektromotors aus der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Strom des Elektromotors geschätzt wird (siehe z.B. die Japanische Patentschrift JP 5149431 B2 , die nachstehend als „Patentdokument 1“ bezeichnet werden wird). Die obige Erfindung ist grob in zwei Temperaturschätzverfahren unterteilt.

(i) Es erfolgt eine Schätzung des Kernverlusts, und der geschätzte Kernverlust wird verwendet, um die Rotortemperatur zu schätzen.
(ii) Die Rotortemperatur wird geschätzt, indem zusätzlich die Wärmeübertragung von dem Stator berücksichtigt wird.

Hier ist im Hinblick auf die Erklärung (ii) die Formel für die Temperaturschätzung wie folgt definiert: $T_{r} (t + Δ t) = T_{r} (t) + \frac{p (t) + k_{1} (T_{c} (t) - T_{r} (t)) - k_{2} (T_{r} (t) - T_{s})}{C} Δ t$
wobei
t, Δt, t+Δt die Zeit der Anlegung eines Wechselstroms an den Elektromotor ist;
T_r(t) die Rotortemperatur zu der Zeit t ist;
T_r(t+Δt) die Rotortemperatur zu der Zeit (t+Δt) ist;
T_c(t) die Wicklungstemperatur zu der Zeit t ist;
p(t) der Kernverlust zu der Zeit t ist;
T_S die Umgebungstemperatur um den Elektromotor ist; und
k₁, k₂, C Konstante sind, die gemäß der Form und dem Material des Elektromotors und dem Kühlzustand des Stators festgelegt sind.
Wie in der obigen Formel ist die Gleichung kompliziert, und weist dieses Verfahren daher das Problem auf, dass nicht nur jeder Koeffizient in der Formel schwer festzulegen ist, sondern auch die Gültigkeit jedes Koeffizienten schwer zu bestätigen ist.
Andererseits ist im Hinblick auf die Erklärung (i) die Formel zur Schätzung der Temperatur wie folgt definiert: $T_{r} (t + Δ t) = T_{r} (t) + \frac{p (t) - k (T_{r} (t) - T_{s})}{C} Δ t$
wobei
t, Δt, t+Δt die Zeit der Anlegung eines Wechselstroms an den Elektromotor ist;
T_r(t) die Rotortemperatur zu der Zeit t ist;
T_r(t+Δt) die Rotortemperatur zu der Zeit (t+Δt) ist;
p(t) der Kernverlust zu der Zeit t ist;
T_S die Umgebungstemperatur um den Elektromotor ist; und
k, C Konstante sind, die gemäß der Form und dem Material des Elektromotors und dem Kühlzustand des Stators festgelegt sind.
Die Bestimmung der Koeffizienten und die Bestätigung ihrer Gültigkeit sind bei (i) im Vergleich zu (ii) leichter, doch besteht bei (i) das Problem, dass die Genauigkeit der Schätzung geringer als jene bei (ii) ist, da keine Berücksichtigung der Wärmeübertragung von dem Stator erfolgt.
Nun wird der Grund beschrieben werden, warum die Genauigkeit der Schätzung bei dem Verfahren (i) abnimmt. Es ist möglich, die Formel zur Schätzung des Kernverlusts zu vereinfachen, indem ein D-Phasen-Strom so zum Fließen gebracht wird, dass der Wirbelstrom minimiert wird, während darauf geachtet wird, dass der Hystereseverlust ausreichend gering ist. Im Besonderen kann dann, wenn in der nachstehend gezeigten Formel für die Schätzung des Kernverlusts beim Stand der Technik (siehe das Patentdokument 1) $p = {a {| I_{q} |}^{α} + b {| c + I_{d} |}^{α}} ω^{2} + {e {| I_{q} |}^{β} + f {| c + I_{d} |}^{β}} ω$
I_d = -c ist, e = 0 ist, und f = 0 ist, die Formel zur Schätzung des Kernverlusts wie folgt geschrieben werden: $p = a {| I_{q} |}^{α} ω^{2}$
Ferner kann der Index α empirisch auf 2 gesetzt werden, und wenn berücksichtigt wird, dass der Q-Phasen-Strom I_q zu dem Drehmoment proportional ist, und dass die Leistung des Elektromotors durch Multiplizieren des Drehmoments mit der Umdrehungsgeschwindigkeit erhalten werden kann, kann der Kernverlust nach der Vereinfachung wie folgt ausgedrückt werden: $p = k P^{2}$
wobei
P die Leistung des Elektromotors ist, und
kein Proportionalitätskoeffizient ist.
Auf der Basis des Obigen ist es möglich, ein Verfahren zur fortlaufenden Schätzung der Temperatur des Rotors durch Überwachen der Ausgangsleistung (oder des Q-Phasen-Stroms x der Umdrehungsgeschwindigkeit) des Elektromotors in Betracht zu ziehen.
Doch wenn die Temperatur des Stators hoch ist und daher eine große Menge an Wärme von dem Stator zu dem Rotor übertragen wird, lässt sich sagen, dass die nur auf der Leistung des Elektromotors beruhende Temperaturschätzung für den Rotor im Vergleich zu dem obigen Verfahren (ii) eine geringere Genauigkeit zeigt.
Das obige Problem wird durch Bereitstellen eines konkreten Beispiels erklärt werden. Es wird ein Vergleich zwischen einer Umdrehungsgeschwindigkeit von ω bei einem Drehmoment von 2T und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 2ω bei einem Drehmoment von T vorgenommen werden. In beiden Fällen ist die Ausgangsleistung 2Tω, weshalb die geschätzten Kernverluste gleich sind. Doch in dem Fall, in dem die Umdrehungsgeschwindigkeit ω beträgt, wird verglichen mit dem Fall, in dem die Umdrehungsgeschwindigkeit 2ω beträgt, das doppelte Drehmoment erzeugt. Daher muss ein verdoppelter Q-Phasen-Strom fließen. Entsprechend wird bei Berücksichtigung des Kupferverlusts des Stators der Kupferverlust bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von ω größer als der Kupferverlust bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 2ω. Entsprechend wird die Statortemperatur (die Wicklungstemperatur) hoch, so dass eine größere Menge an Wärme von dem Stator zu dem Rotor übertragen wird. Als Ergebnis lässt sich sagen, dass die tatsächliche Temperatur des Rotors im Zustand der gleichen Leistung und des gleichen Kernverlusts umso höher wird, je geringer die Geschwindigkeit ist, obwohl die geschätzte Temperatur des Rotors die gleiche ist.
Es wird eine ausführlichere Erklärung im Hinblick auf die Beziehung zwischen der geschätzten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur beim Antrieb des Elektromotors mit einer geringen Umdrehungsgeschwindigkeit und mit einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit gegeben werden. 1A und 1B sind Diagramme, die die geschätzte Temperatur und die tatsächliche Temperatur eines Rotors darstellen, wenn ein Elektromotor mit einer geringen Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. mit einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird. Wie in 1A dargestellt wird festgestellt, dass die tatsächliche Temperatur des Rotors höher als die geschätzte Temperatur wird, wenn der Elektromotor mit einer geringen Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird. Andererseits wird wie in 1B dargestellt festgestellt, dass die tatsächliche Temperatur des Rotors niedriger als die geschätzte Temperatur wird, wenn der Elektromotor mit einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird. Auf diese Weise lässt sich sagen, dass die tatsächliche Temperatur des Rotors umso höher wird, je geringer die Geschwindigkeit ist, mit der der Elektromotor angetrieben wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor bereitzustellen, die eine verbesserte Genauigkeit der Temperaturschätzung erzielen können, indem einfach ein Koeffizient zur Berechnung der geschätzten Temperatur des Rotors festgelegt wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine Überhitzungsschutzvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Offenbart ist ferner eine Rotortemperaturbestimmungsvorrichtung für einen Elektromotor, umfassend einen Leistungsberechner, der dazu ausgebildet ist, die Leistung eines Elektromotors zu berechnen; einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor, der dazu ausgebildet ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors zu erkennen; einen Speicher, der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern; und einen Rotortemperaturschätzer, der dazu ausgebildet ist, auf Basis der Leistung und des Koeffizienten die Temperatur des Rotors des Elektromotors zu schätzen.
Eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor umfasst einen Leistungsberechner, der dazu ausgebildet ist, die Leistung eines Elektromotors zu berechnen; einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor, der dazu ausgebildet ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors zu erkennen; einen Speicher, der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern; einen Rotortemperaturschätzer, der dazu ausgebildet ist, auf Basis der Leistung und des Koeffizienten die Temperatur des Rotors des Elektromotors zu schätzen; und eine Überhitzungsbestimmungseinheit, die dazu ausgebildet ist, aus der Rotortemperatur, die durch den Rotortemperaturschätzer geschätzt wurde, zu bestimmen, ob sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet.
Eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Stromdetektor, der dazu ausgebildet ist, den Stromwert des Stroms, der zu dem Elektromotor geführt wird, zu erkennen; einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor, der dazu ausgebildet, ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors zu erkennen; einen Speicher, der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern; einen Rotortemperaturschätzer, der dazu ausgebildet ist, auf Basis des Stromwerts, der Umdrehungsgeschwindigkeit und des Koeffizienten die Temperatur des Rotors des Elektromotors zu schätzen; und eine Überhitzungsbestimmungseinheit, die dazu ausgebildet ist, aus der Rotortemperatur, die durch den Rotortemperaturschätzer geschätzt wurde, zu bestimmen, ob sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet, und ist so aufgebaut, dass die Überhitzungsbestimmungseinheit dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit gleich oder geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, auf Basis der unter der Annahme, dass der Motor mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird, die dem Schwellenwert gleich ist, geschätzten Temperatur des Rotors bestimmt, ob sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet.
Figurenliste
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen vorgenommen wird, besser verstanden werden, wobei

1A ein Diagramm zum Vergleich der geschätzten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur des Rotors bei Antrieb des Motors mit einer geringen Umdrehungsgeschwindigkeit ist;
1B ein Diagramm zum Vergleich der geschätzten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur des Rotors bei Antrieb des Motors mit einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit ist;
2 ein Blockdiagramm ist, das ein Elektromotorantriebssystem zeigt, das eine Temperaturbestimmungsvorrichtung umfasst;
3 ein Diagramm ist, das die Umdrehungsgeschwindigkeitsabhängigkeit von ϕ(ω)/maxϕ(ω), den durch maxϕ(ω) normalisierten Wert des geschwindigkeitsabhängigen Koeffizienten ϕ(ω), darstellt;
4 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung der betrieblichen Schritte einer Temperaturbestimmungsvorrichtung ist;
5 ein Blockdiagramm ist, das ein Elektromotorantriebssystem zeigt, das eine Überhitzungsschutzvorrichtung umfasst;
6 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung der betrieblichen Schritte einer Überhitzungsschutzvorrichtung ist;
7 ein Blockdiagramm ist, das ein Elektromotorantriebssystem zeigt, das eine Überhitzungsschutzvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst; und
8 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung der betrieblichen Schritte einer Überhitzungsschutzvorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Unter nun erfolgender Bezugnahme auf die Zeichnungen werden eine Temperaturbestimmungsvorrichtung für den Rotor eines Elektromotors und eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor beschrieben werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch ihre Ausführungsweisen beschränkt wird, sondern die durch die Ansprüche und Entsprechungen definierten Erfindungen umfasst.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Temperaturbestimmungsvorrichtung beschrieben werden. 2 ist ein Blockdiagramm eines Elektromotorantriebssystems, das eine Temperaturbestimmungsvorrichtung umfasst. Eine Temperaturbestimmungsvorrichtung 10 umfasst einen Leistungsberechner 11, der dazu ausgebildet ist, die Leistung eines Elektromotors 5 zu berechnen; einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12, der dazu ausgebildet ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 5 zu erkennen; einen Speicher 14, der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern; und einen Rotortemperaturschätzer 13, der dazu ausgebildet ist, auf Basis der Leistung des Elektromotors und eines Koeffizienten die Temperatur eines Rotors 52 des Elektromotors 5 zu schätzen.
Das in 2 gezeigte Elektromotorantriebssystem umfasst eine Wechselstromversorgung 1, einen Stromrichter 2, einen Glättungskondensator 3, einen Inverter 4, einen Elektromotor 5 und eine Temperaturbestimmungsvorrichtung 10.
Der Stromrichter 2 wandelt die von der Wechselstromversorgung 1 gelieferte Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung, die ausgegeben werden soll, um. Die ausgegebene Gleichstromspannung wird durch den Glättungskondensator 3 geglättet und zu dem Inverter 4 geliefert. Der Inverter 4 wandelt die eingegebene Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung um und liefert die Spannung über Widerstände r_u , r_v und r_w zu dem Elektromotor 5. Der Elektromotor 5 treibt durch die Leistung, die von dem Inverter 4 geliefert wird, einen angetriebenen Körper 6 an.
Der Elektromotor 5 umfasst einen Rotor 52, der sich um eine Drehachse 51 dreht, und einen Stator 53. Der Rotor 52 ist mit Dauermagneten 54a, 54b, 54c und 54d ausgeführt. Der Stator 53 ist mit Wicklungen 55u, 55v und 55w ausgeführt. Der Rotor 52 dreht sich durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld, das durch die Ströme, die durch die Wicklungen 55u, 55v und 55w fließen, erzeugt wird, und dem Magnetfeld, das durch die Dauermagnete 54a, 54b, 54c und 54d erzeugt wird.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors 52 kann durch einen Codierer 7, der für den Elektromotor 5 bereitgestellt ist, erkannt werden.
Die Temperaturbestimmungsvorrichtung 10 umfasst einen Leistungsberechner 11, einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12, einen Speicher 14 und einen Rotortemperaturschätzer 13.
Der Leistungsberechner 11 erkennt den u-Phasen-Strom I_u , den v-Phasen-Strom I_v und den w-Phasen-Strom I_w , die von dem Inverter 4 zu dem Elektromotor 5 geliefert werden, und berechnet auf Basis der erkannten Werte für I_u , I_v und I_w die Ausgangsleistung des Elektromotors. Alternativ, wenn das Trägheitsmoment des Paars aus dem Rotor und dem angetriebenen Körper bekannt ist, ist es möglich, die Ausgangsleistung des Elektromotors durch Multiplizieren des Trägheitsmoments mit der Umdrehungsgeschwindigkeit und der Winkelbeschleunigung zu berechnen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit kann durch den Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12 erhalten werden. Die Winkelbeschleunigung kann durch die Veränderung der Umdrehungsgeschwindigkeit in Bezug auf die Zeit erhalten werden.
Der Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12 erhält Signale von dem Codierer 7 und erkennt aus den erhaltenen Signalen die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors 52.
Der Speicher 14 speichert Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen. Hier speichert der Speicher 14 Koeffizienten in der Form einer Tabelle, die die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten darstellt. Doch das Speicherverfahren ist nicht darauf beschränkt. Es kann ein Beziehungsausdruck gespeichert werden, der die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten darstellt.
Der Rotortemperaturschätzer 13 schätzt unter Verwendung der Leistung des Elektromotors 5 und des in dem Speicher 14 gespeicherten Koeffizienten die Temperatur des Rotors 52 des Elektromotors 5. Das Verfahren zur Schätzung der Rotortemperatur wird ausführlich beschrieben werden.
Die Temperatur des Rotors wird auf Basis des mit dem Koeffizienten, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt, multiplizierten Quadrats der Leistung des Elektromotors (oder des Q-Phasen-Stroms x der Umdrehungsgeschwindigkeit) geschätzt. Das heißt, der Ausdruck der Kernverlustschätzung wird unter Verwendung der folgenden Gleichung als die Wärme, die in dem Rotor erzeugt wird oder diesem vermittelt wird, umgeschrieben. $W = P^{2} ϕ (ω)$
wobei
W die Wärme ist, die in dem Rotor erzeugt oder diesem vermittelt wird;
P die Leistung des Elektromotors ist; und
ϕ(ω) der geschwindigkeitsabhängige Koeffizient ist (der mit der Verringerung der Geschwindigkeit größer wird).
Das weitere Verfahren zur Schätzung der Wärme mit Ausnahme der Weise der Bestimmung der obigen Schätzformel für die Wärme kann genauso wie bei dem Stand der Technik ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Kernverlust p(t) in der obigen Formel zur Schätzung der Temperatur von Gleichung (1) durch W in dem obigen Ausdruck ersetzt werden. $T_{r} (t + Δ t) = T_{r} (t) + \frac{W - k (T_{r} (t) - T_{s})}{C} Δ t$
wobei
t, Δt, t+Δt die Zeit der Anlegung eines Wechselstroms an den Elektromotor ist;
T_r(t) die Rotortemperatur zu der Zeit t ist;
T_r(t+Δt) die Rotortemperatur zu der Zeit (t+Δt) ist;
W die Wärme ist, die in dem Rotor erzeugt wird oder diesem vermittelt wird;
T_S die Umgebungstemperatur um den Elektromotor ist; und
k, C Konstante sind, die gemäß der Form und dem Material des Elektromotors und dem Kühlzustand des Stators festgelegt sind.
Verglichen mit dem herkömmlichen Ausdruck (1), der unter der Annahme formuliert ist, dass der Kernverlust die einzige Wärmequelle ist, kann das Problem des Stands der Technik, dass „trotz des Umstands, dass die geschätzten Temperaturen stets den gleichen Wert annehmen, die Temperatur des Rotors in der Praxis umso mehr ansteigt, je geringer die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors ist“, gelöst werden. Das heißt, wenn die Ausgangsleistungen des Motors gleich sind, ist es möglich, für einen Elektromotor, der mit einer niedrigeren Geschwindigkeit angetrieben wird, eine höhere Rotortemperatur zu schätzen, anstatt die gleiche Rotortemperatur zu schätzen.
Als nächstes wird das Verfahren zur Bestimmung des geschwindigkeitsabhängigen Koeffizienten ausführlich beschrieben werden. Da die weitere Beschreibung mit Ausnahme des Verfahrens zur Bestimmung des geschwindigkeitsabhängigen Koeffizienten ϕ(ω) die gleiche wie jene für den Stand der Technik (siehe Patentdokument 1) ist, wird auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet. Nachstehend wird das Verfahren zur Bestimmung des geschwindigkeitsabhängigen Koeffizienten ϕ(ω) anhand eines Beispiels beschrieben werden.
Zuerst wurde im Voraus eine Vorrichtung oder ein anderes Element zur direkten Erkennung der Temperatur des Rotors angebracht. Vorzugsweise kann die Vorrichtung den erkannten Wert drahtlos übertragen, um die Abtastung des erkannten Werts selbst dann zu gestatten, wenn der Rotor mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird. Diese Vorrichtung wird nur für den Versuchsmotor zur Bestimmung des geschwindigkeitsabhängigen Koeffizienten ϕ(ω) verwendet. Das heißt, nach der Bestimmung des geschwindigkeitsabhängigen Koeffizienten ϕ(ω) ist es nicht nötig, die Vorrichtung für die direkte Erkennung der Temperatur des Rotors bereitzustellen.
Die Sättigungstemperatur des Rotors, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors fest ist, also die Ausgangsleistung konstant ist, wird gemessen. Diese Messung wird unter Veränderung der Umdrehungsgeschwindigkeit wiederholt.
Aus der Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Temperaturanstieg des Rotors wird bestimmt, wie sich der geschwindigkeitsabhängige Koeffizient ϕ(ω) verändert. Zum Beispiel verändert sich unter der Annahme, dass ϕ(ω) zu dem Temperaturanstieg proportional ist, während ϕ(ω) bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 500 [min^-1] den Höchstwert von ϕ(ω) maxϕ(ω)) erreicht, ϕ(ω)/maxϕ(ω) für den Fall, in dem der Temperaturanstieg in der nachstehenden Tabelle beobachtet wird, wie in 3 gezeigt in Bezug auf die U md rehungsgeschwindigkeit.
Beispiel: Ausgangsleistung: 50 [kW], Raumtemperatur: 20 [°]

Umdrehungsgeschwindigkeit Rotorsättigungstemperatur Rotortemperaturanstieg

500 [min^-1] 80 [°C] 60 [°C]

1000 [min^-1] 60 [°C] 40 [°C]

2000 [min^-1] 50 [°C] 30 [°C]
Obwohl der Grad der Veränderung wie oben bestimmt werden kann, muss der Absolutwert unter Verwendung der folgenden Gleichung mit bestimmten Werten durch Verändern der Leistung oder durch den Ansatz der Finite-Elemente-Analyse bestimmt werden. $T_{r} (t + Δ t) = T_{r} (t) + \frac{W - k (T_{r} (t) - T_{s})}{C} Δ t$
Da dies ähnlich wie bei der oben beschriebenen vereinfachten Gleichung (2) für den Kernverlust dem Prozess der Bestimmung des Koeffizienten „a“ in der folgenden Gleichung gleichwertig ist, kann die Berechnung ohne Schwierigkeit vorgenommen werden. $p = a P^{2}$
Um die Umdrehungsgeschwindigkeit zu erkennen, können verschiedene Verfahren verwendet werden. Zum Beispiel kann die Umdrehungsgeschwindigkeit durch Differenzieren des erkannten Werts des Winkeldetektors nach der Zeit bestimmt werden. Doch bei einem Synchronmotor ist die Umdrehungsgeschwindigkeit zu der Frequenz des Stroms proportional, so dass es auch möglich ist, ein Verfahren zu verwenden, bei dem der Strom überwacht wird und durch Berechnen in die Umdrehungsgeschwindigkeit umgewandelt wird. Dies bedeutet, dass der Winkeldetektor nicht das einzige Verfahren ist.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 4 die betrieblichen Vorgänge der Temperaturbestimmungsvorrichtung beschrieben werden. Zuerst berechnet der Leistungsberechner 11 in Schritt S101 die Leistung des Elektromotors 5. Die Leistung des Elektromotors wird durch Bereitstellen eines Beispiels einer Berechnung auf Basis des Stroms, der zu dem Elektromotor geliefert wird, berechnet. Doch die Berechnung der Leistung des Elektromotors ist nicht darauf beschränkt, sondern kann durch ein anderes Verfahren vorgenommen werden.
Als nächstes erkennt der Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12 in Schritt S102 auf Basis der Signale von dem Codierer 7 die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 5.
Als nächstes wird in Schritt 103 ein Koeffizient, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt, bestimmt. Dies erfolgt, indem der Rotortemperaturschätzer 13 einen Koeffizienten, welcher im Zusammenhang mit der Umdrehungsgeschwindigkeit in dem Speicher 14 gespeichert ist, aus dem Speicher 14 liest. Hier speichert der Speicher 14 Koeffizienten in einem Tabellenformat, das die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten darstellt. Doch ohne Beschränkung darauf kann ein Beziehungsausdruck, der die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten darstellt, gespeichert sein.
Als nächstes schätzt der Rotortemperaturschätzer 13 in Schritt 104 auf Basis der berechneten Leistung des Elektromotors 5 und des Koeffizienten, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt und in dem Speicher 14 gespeichert ist, die Temperatur des Rotors 52 des Elektromotors 5. Somit ist das Verfahren zur Schätzung der Temperatur des Rotors wie oben beschrieben gestaltet.
Als nächstes wird in Schritt 105 die geschätzte Temperatur des Rotors, die durch den Rotortemperaturschätzer 13 geschätzt wurde, an einer Anzeigevorrichtung, die für die Temperaturbestimmungsvorrichtung 10 bereitgestellt ist, oder einer Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt), die außerhalb der Temperaturbestimmungsvorrichtung 10 bereitgestellt ist, angezeigt.
Die Verwendung der Temperaturbestimmungsvorrichtung macht die Koeffizientenbestimmung einfach und löst das Problem des Stands der Technik, dass „trotz des Umstands, dass die geschätzten Temperaturen stets den gleichen Wert annehmen, die Temperatur des Rotors in der Praxis umso mehr ansteigt, je geringer die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors ist“.
Als nächstes wird eine Überhitzungsschutzvorrichtung beschrieben werden. 5 ist ein Blockdiagramm eines Elektromotorantriebssystems, das eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor umfasst. Eine Überhitzungsschutzvorrichtung 20 für einen Elektromotor umfasst einen Leistungsberechner 11, der dazu ausgebildet ist, die Leistung eines Elektromotors 5 zu berechnen; einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12, der dazu ausgebildet ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 5 zu erkennen; einen Speicher 14, der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern; einen Rotortemperaturschätzer 13, der dazu ausgebildet ist, auf Basis der Leistung des Elektromotors und des Koeffizienten die Temperatur eines Rotors 52 des Elektromotors 5 zu schätzen; und eine Überhitzungsbestimmungseinheit 15, die dazu ausgebildet ist, auf Basis der Rotortemperatur, die durch den Rotortemperaturschätzer 13 geschätzt wurde, zu bestimmen, ob sich der Elektromotor 5 in einem überhitzten Zustand befindet. Der weitere Aufbau des Elektromotorantriebssystems ist der gleiche wie jener, der bei 2 beschrieben wurde, weshalb auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
Die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 kann so aufgebaut sein, dass sie einen Alarm erzeugt, wenn bestimmt wird, dass sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet. Zum Beispiel ist es möglich, eine Anzeige (nicht dargestellt) außerhalb der Überhitzungsschutzvorrichtung 20 so anzupassen, dass sie einen Alarm anzeigt. Auf diese Weise ist der Benutzer in der Lage, zu bestimmen, dass sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet.
Als nächstes werden unter Verwendung des Ablaufdiagramms, das in 6 angegeben ist, die betrieblichen Vorgänge der Überhitzungsschutzvorrichtung beschrieben werden. Zuerst berechnet der Leistungsberechner 11 in Schritt S201 die Leistung des Elektromotors 5. Das Verfahren zur Berechnung der Leistung des Elektromotors ist das gleiche wie jenes bei 4.
Als nächstes erkennt der Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12 in Schritt S202 auf Basis der Signale von dem Codierer 7 die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 5.
Als nächstes wird in Schritt 203 ein Koeffizient, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt, vorbereitet. Dies erfolgt durch den Rotortemperaturschätzer 13, der einen Koeffizienten, welcher im Zusammenhang mit der Umdrehungsgeschwindigkeit in dem Speicher 14 gespeichert ist, aus dem Speicher 14 liest. Hier speichert der Speicher 14 Koeffizienten in einem Tabellenformat, das die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten angibt. Doch ohne Beschränkung darauf kann ein Beziehungsausdruck, der die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten angibt, gespeichert sein.
Als nächstes schätzt der Rotortemperaturschätzer 13 in Schritt 204 auf Basis der berechneten Leistung des Elektromotors 5 und des Koeffizienten, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt und in dem Speicher 14 gespeichert ist, die Temperatur des Rotors 52 des Elektromotors 5. Das Verfahren zur Schätzung der Temperatur des Rotors wird wie oben beschrieben ausgeführt.
Als nächstes bestimmt die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 in Schritt 205, ob die durch den Rotortemperaturschätzer 13 geschätzte Rotortemperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte Schwellenwerttemperatur ist. Diese vorbestimmte Schwellenwerttemperatur wurde ebenfalls in dem Speicher 14 gespeichert, um der Überhitzungsbestimmungseinheit 15 zu gestatten, sie aus dem Speicher 14 abzurufen.
Wenn die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 bestimmt hat, dass die geschätzte Rotortemperatur gleich oder höher als die Schwellenwerttemperatur ist, wird in Schritt S206 bestimmt, dass sich der Elektromotor 5 in einem überhitzten Zustand befindet, und wird die Steuerung beendet.
Wenn die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 andererseits bestimmt hat, dass die geschätzte Rotortemperatur geringer als die Schwellenwerttemperatur ist, wird in Schritt S207 bestimmt, dass sich der Elektromotor 5 nicht in einem überhitzten Zustand befindet, und kehrt die Steuerung zu Schritt S201 zurück, damit der Prozess der Schätzung der Temperatur des Rotors wiederholt wird.
Da die Überhitzungsschutzvorrichtung wie oben beschrieben die Überhitzungsbestimmungseinheit umfasst, die auf Basis der geschätzten Rotortemperatur bestimmt, ob sich der Rotor in einem überhitzten Zustand befindet, ist es möglich, einen überhitzten Zustand des Rotors richtig zu erfassen und dadurch zu verhindern, dass der Rotor durch Überhitzung beschädigt oder verschlechtert wird.
Als nächstes wird eine Überhitzungsschutzvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 7 ist ein Blockdiagramm, das ein Elektromotorantriebssystem darstellt, welches eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Eine Überhitzungsschutzvorrichtung 21 für einen Elektromotor nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Stromdetektor 16, der dazu ausgebildet ist, den Stromwert des Stroms, der zu einem Elektromotor 5 geliefert wird, zu erkennen; einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12, der dazu ausgebildet ist, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 5 zu erkennen; einen Speicher 14, der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern; einen Rotortemperaturschätzer 13, der dazu ausgebildet ist, auf Basis des Stromwerts, der Umdrehungsgeschwindigkeit und des Koeffizienten die Temperatur des Rotors des Elektromotors zu schätzen; und eine Überhitzungsbestimmungseinheit 15, die dazu ausgebildet ist, auf Basis der Rotortemperatur, die durch den Rotortemperaturschätzer 13 geschätzt wurde, zu bestimmen, ob sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet, und wobei die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit gleich oder geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, auf Basis der unter der Annahme, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit dem Schwellenwert gleich ist, geschätzten Rotortemperatur bestimmt, ob sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet.
Elektromotoren, die die Wicklungen schützen, indem sie die Ströme überwachen, um zusätzlich zu jener des Rotors die Temperatur der Wicklungen zu schätzen, sind allgemein bekannt. Wenn zusätzlich zu der Schätzung der Wicklungstemperatur durch das obige Mittel die Rotortemperatur geschätzt wird, müssen zwei Umstände geschätzt werden, was zu einer Erhöhung der Menge der sequentiellen Berechnungen führt. Da die Menge der Berechnungen in der Umgebung, in der die Steuerung von Elektromotoren kompliziert wird, vorzugsweise reduziert wird, ist die Überhitzungsschutzvorrichtung nach der Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass sie nur durch Verwenden eines einzelnen Umstands für die Temperaturschätzung sowohl die Wicklungen als auch den Rotor schützt.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Strom überwacht wird, ist es möglich, (die Drehmomentkonstante) x (dem Q-Phasen-Strom) x (der Umdrehungsgeschwindigkeit) als Alternative für die Leistung des Elektromotors zu verwenden. Das heißt, die Formel zur Schätzung der Wärme kann durch den folgenden Ausdruck gegeben sein: $W = {(K_{t} I_{q} ω)}^{2} ϕ (ω)$
wobei
K_t die Drehmomentkonstante ist,
I_q der Q-Phasen-Strom ist, und
ω die Umdrehungsgeschwindigkeit ist.
Wenn der Elektromotor mit hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten angetrieben wird, wird der durch den Stator fließende Strom durch einen Schutz für den Rotor auf Basis von W = (K_tI_qω)²ϕ(ω) geschützt, und wird daher selten in Erwägung gezogen, dass die Wicklungen des Rotors überhitzt sind.
Doch wenn der Elektromotor mit geringen Umdrehungsgeschwindigkeiten angetrieben wird, zum Beispiel, wenn ω) ausreichend klein ist, wird W klein, auch wenn I_q und ϕ(ω) groß sind, so dass auf Basis des Werts für W kein Alarm erzeugt wird und eine Überhitzung für die Wicklungen nicht verhindert werden kann.
Um dieses Problem zu behandeln, wird der Umdrehungsgeschwindigkeit ein Schwellenwert zur Erzeugung eines Alarms zugewiesen, indem ω als fester Wert betrachtet wird, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit geringer als der Schwellenwert ist. Durch diese Gestaltung nimmt W für einen großen I_q zu, wenn ϕ(ω) passend gegeben ist, so dass es möglich ist, einen Alarm zu erzeugen, um eine Überhitzung der Wicklungen zu verhindern.
Als nächstes wird eine konkrete Erklärung gegeben werden. Beispielsweise wird der Schwellenwert für die Umdrehungsgeschwindigkeit auf 100 [min^-1] festgelegt. Zur Einfachheit wird ϕ(ω) bei 1 fixiert, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit gleich oder geringer als der Schwellenwert ist.
Bei dem Verfahren von 4 sind der geschätzte Wert für die Wärme in dem Fall, in dem der Motor mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 20 [min^-1] bei einem Drehmoment von 100 [Nm] angetrieben wird, und jener in dem Fall, in dem der Motor mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 100 [min^-1] bei einem Drehmoment von 20 [Nm] angetrieben wird, gleich. Doch der Kernverlust kann bei niedrigen Geschwindigkeiten vernachlässigt werden, während der Strom, der durch die Wicklungen fließt, so zu dem Drehmoment proportional ist, dass das Stromverhältnis zu 5 : 1 führt. Daher beträgt das Verhältnis der erzeugten Wärme in den Wicklungen 25 : 1. Dieses Ergebnis bestätigt das obige Ergebnis der Schätzung nicht.
Um dieses Problem zu behandeln, wird auch dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit 20 [min^-1] beträgt, was gleich oder geringer als der Schwellenwert ist, bei der Wärmeschätzung statt dessen die Schwellenwertumdrehungsgeschwindigkeit, d.h., 100 [min^-1], verwendet. Als Ergebnis wird das Leistungsverhältnis des Falls einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 20 [min^-1] bei einem Drehmoment von 100 [Nm] und des Falls einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 100 [min^-1] bei einem Drehmoment von 20 [Nm] als 5 : 1 bestimmt, obwohl die tatsächliche Leistung gleich ist. Entsprechend wird das Verhältnis der Wärme als 25 : 1 geschätzt, so dass das obige Problem gelöst werden kann.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm, das in 8 angegeben ist, die betrieblichen Vorgänge der Überhitzungsschutzvorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Zuerst erkennt in Schritt S301 der Stromdetektor 16 den Stromwert des Stroms, der zu dem Elektromotor 5 geliefert wird.
Als nächstes erkennt in Schritt S302 der Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor 12 auf Basis der Signale von dem Codierer 7 die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 5.
Als nächstes wird in Schritt 303 ein Koeffizient, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt, vorbereitet. Dies erfolgt durch den Rotortemperaturschätzer 13, der einen Koeffizienten, welcher im Zusammenhang mit der Umdrehungsgeschwindigkeit in dem Speicher 14 gespeichert ist, aus dem Speicher 14 liest. Hier speichert der Speicher 14 Koeffizienten in einem Tabellenformat, das die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten angibt. Doch ohne Beschränkung darauf kann ein Beziehungsausdruck, der die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Koeffizienten angibt, gespeichert sein.
Als nächstes schätzt der Rotortemperaturschätzer 13 in Schritt 304 auf Basis des erkannten Stromwerts des Elektromotors 5, der erkannten Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 5 und des Koeffizienten, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt und in dem Speicher 14 gespeichert ist, die Temperatur des Rotors 52 des Elektromotors 5.
Als nächstes setzt die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 in Schritt S305 dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit gleich oder geringer als der Schwellenwert ist, an, dass der Motor mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit, die dem Schwellenwert gleich ist, angetrieben wird. Dieses Bestimmungsverfahren wird wie oben beschrieben ausgeführt.
Als nächstes bestimmt die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 in Schritt 306, ob die geschätzte Temperatur des Rotors, die durch den Rotortemperaturschätzer 13 geschätzt wurde, gleich oder höher als eine vorbestimmte Schwellenwerttemperatur ist. Diese vorbestimmte Schwellenwerttemperatur wurde ebenfalls in dem Speicher 14 gespeichert, um der Überhitzungsbestimmungseinheit 15 zu gestatten, sie aus dem Speicher 14 abzurufen.
Auf die obige Weise bestimmt die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 in den Schritten S305 bis S306 auf Basis der unter der Annahme, dass der Motor mit der Schwellenwertumdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird, geschätzten Temperatur des Rotors, ob sich der Motor in einem überhitzten Zustand befindet, obwohl die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit gleich oder geringer als der Schwellenwert ist.
Wenn die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 bestimmt hat, dass die geschätzte Motortemperatur gleich oder höher als die Schwellenwerttemperatur ist, wird in Schritt S307 bestimmt, dass sich der Elektromotor 5 in einem überhitzten Zustand befindet, und wird die Steuerung beendet.
Wenn die Überhitzungsbestimmungseinheit 15 andererseits bestimmt hat, dass die geschätzte Rotortemperatur geringer als die Schwellenwerttemperatur ist, wird in Schritt S308 bestimmt, dass sich der Elektromotor 5 nicht in einem überhitzten Zustand befindet, und kehrt die Steuerung zu Schritt S301 zurück, damit der Prozess der Schätzung der Temperatur des Rotors wiederholt wird.
Die Überhitzungsbestimmungseinheit kann so aufgebaut sein, dass sie einen Alarm erzeugt, wenn bestimmt wurde, dass sich der Elektromotor in einem überhitzten Zustand befindet. Es ist auch möglich, eine Anzeige (nicht dargestellt) außerhalb der Überhitzungsschutzvorrichtung so anzupassen, dass sie anzeigt, dass sich der Rotor in einem überhitzten Zustand befindet.
Wie bisher beschrieben ist es nach der Überhitzungsschutzvorrichtung nach der Ausführungsform möglich, die geschätzte Temperatur des Rotors selbst dann richtig zu berechnen, wenn der Rotor mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird, die gleich oder geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, und kann aus dem erkannten Strom richtig bestimmt werden, ob sich der Rotor in einem überhitzten Zustand befindet.
Nach der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Überhitzungsschutzvorrichtung für einen Elektromotor bereitzustellen, die eine verbesserte Genauigkeit der Temperaturschätzung erreichen kann, indem einfach ein Koeffizient zur Berechnung der geschätzten Temperatur des Rotors bestimmt wird.

Claims

Überhitzungsschutzvorrichtung (20, 21) für einen Elektromotor (5), umfassend: einen Stromdetektor (16), der dazu ausgebildet ist, einen Stromwert des Stroms, der zu dem Elektromotor (5) geführt wird, zu erkennen; einen Umdrehungsgeschwindigkeitsdetektor (12), der dazu ausgebildet ist, eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors (5) zu erkennen; einen Speicher (14), der dazu ausgebildet ist, Koeffizienten, die von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängen, zu speichern; einen Rotortemperaturschätzer (13), der dazu ausgebildet ist, auf Basis des Stromwerts, der Umdrehungsgeschwindigkeit und des Koeffizienten die Temperatur eines Rotors (52) des Elektromotors (5) zu schätzen; und eine Überhitzungsbestimmungseinheit (15), die dazu ausgebildet ist, aus der Rotortemperatur, die durch den Rotortemperaturschätzer (13) geschätzt wurde, zu bestimmen, ob sich der Elektromotor (5) in einem überhitzten Zustand befindet, wobei die Überhitzungsbestimmungseinheit (15) dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit gleich oder geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, auf Basis der unter der Annahme, dass der Motor (5) mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird, die dem Schwellenwert gleich ist, geschätzten Temperatur des Rotors (52) bestimmt, ob sich der Elektromotor (5) in einem überhitzten Zustand befindet.