永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度的高精度實時預(yù)測

在電動車長時間、高負(fù)荷運行的過程中，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子溫度控制成為了一個不容忽視的問題。過高的轉(zhuǎn)子溫度不僅會影響電機(jī)的性能和壽命，甚至可能引發(fā)安全事故。

01  永磁同步電機(jī)面臨的挑戰(zhàn)

在電動車的運行過程中，控制器收到的溫度監(jiān)測信號只有定子的溫度，然而轉(zhuǎn)子在高速運行工況下，轉(zhuǎn)子的溫度可能會迅速上升，如果電機(jī)散熱方式是水冷散熱，且此時進(jìn)入ASC，在強(qiáng)大電流下，退磁現(xiàn)象很有可能發(fā)生。

02  轉(zhuǎn)子溫度高精度實時預(yù)測方法

為了解決上述問題，各大電控的廠家開始開發(fā)轉(zhuǎn)子溫度高精度實時預(yù)測方法。該方法通過實時監(jiān)測永磁同步電機(jī)的運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子溫度的實時預(yù)測和控制。

具體來說，該方法主要包括以下幾個步驟：

1 數(shù)據(jù)采集

首先，通過傳感器實時采集永磁同步電機(jī)在運行時定子在兩相靜止坐標(biāo)系中的電流和電壓數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是后續(xù)計算和分析的基礎(chǔ)。

2 定子磁鏈計算

根據(jù)采集到的電流和電壓數(shù)據(jù)，利用電機(jī)的工作原理和數(shù)學(xué)模型，計算出定子在兩相靜止坐標(biāo)系中對應(yīng)的參考定子磁鏈。然后，將這一參考定子磁鏈轉(zhuǎn)換為在dq坐標(biāo)系的d軸上的定子磁鏈，作為當(dāng)前定子磁鏈。

3 轉(zhuǎn)子磁鏈確定

基于當(dāng)前定子磁鏈和電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，利用特定的算法和計算方法，確定出永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子對應(yīng)的當(dāng)前轉(zhuǎn)子磁鏈。

4 轉(zhuǎn)子溫度估算

最后，根據(jù)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子溫度為參考溫度時的參考轉(zhuǎn)子磁鏈以及當(dāng)前轉(zhuǎn)子磁鏈，結(jié)合電機(jī)的磁鏈溫度系數(shù)等參數(shù)，其中此聯(lián)溫度系數(shù)需要通過標(biāo)定來得到，標(biāo)定需要做特殊轉(zhuǎn)子監(jiān)控溫度，示意圖如下。通過特定的算法和計算公式，估算出永磁同步電機(jī)在運行時的當(dāng)前轉(zhuǎn)子溫度。

在整個過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理、定子磁鏈的計算、轉(zhuǎn)子磁鏈的確定以及轉(zhuǎn)子溫度的估算等各個環(huán)節(jié)都緊密相連、相互依存，形成了一個完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。通過這個系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度的實時預(yù)測和控制，確保電機(jī)在復(fù)雜的工作環(huán)境中穩(wěn)定運行，下圖是實際結(jié)果。 

03  技術(shù)優(yōu)勢與實際應(yīng)用

轉(zhuǎn)子溫度高精度實時預(yù)測方法具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢。

?  首先，該方法實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子溫度的實時預(yù)測和控制，為電機(jī)的溫度監(jiān)控和預(yù)警提供了重要支持。

?  其次，該方法可以應(yīng)用于不同類型的永磁同步電機(jī)和不同的工作環(huán)境，具有較強(qiáng)的通用性和可擴(kuò)展性。

?  最后，通過轉(zhuǎn)子溫度時時預(yù)測，可建立多花樣的降額策略，這樣可以適當(dāng)降低磁鋼牌號，達(dá)到降本目的。

總體而言，轉(zhuǎn)子溫度的高精度實時預(yù)測能力已成為現(xiàn)代電控系統(tǒng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。在這一領(lǐng)域，聯(lián)電憑借其早期的進(jìn)入和豐富的數(shù)據(jù)積累，展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢。聯(lián)電作為先行者，不僅起步早，而且積累了豐富的實踐經(jīng)驗，使其在這一技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。盡管其他公司也在努力研發(fā)類似的技術(shù)，但效果尚未達(dá)到理想狀態(tài)。這主要是因為實現(xiàn)高精度預(yù)測需要對復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的標(biāo)定，而這一過程頗具挑戰(zhàn)性，因此導(dǎo)致部分公司的技術(shù)表現(xiàn)相對遜色。