[发明专利]电动机定子绕组温度估算

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电动机系统，更具体地涉及用于估算电动机中定子绕组的温度的方法和装置。 

背景技术

在永磁体电动机的定子绕组的温度过热时，电动机系统中的永磁体电动机可能损坏。通常，定子绕组的温度由安装在电动机定子绕组一个相位上的温度测量传感器测量，如热敏电阻器。假设平衡的三相电流在定子绕组中流动，单个温度测量传感器可以适当地估算所有三个相位的温度。然而，在处于或接近0速度时，可能没有电流在安装有传感器的电动机定子绕组的相位中流动，或在某些速度时，不平衡的电流可能在定子绕组的三个相位中流动。在这些状况下，单个温度测量传感器将不能正确地报告电动机的实际温度，因而电动机可能由于过热损坏。 

因而，希望提供一种防止电动机定子绕组过热损坏的方法和装置。此外，希望提供在包括处于或接近0速度的所有速度时的电动机的温度感测。另外，本发明的其它希望特征和特性从随后的详细描述和所附权利要求结合附图以及前述技术领域和背景技术将变得显而易见。 

发明内容

提供一种防止永磁体电动机定子绕组过热损坏的温度估算控制器。所述温度估算控制器包括低速温度估算模块、过渡(转变)模块和依赖于温度的扭矩指令降低方块(command derater block)。所述低速温度估算模块响应于多个相位中的每个相位相对于热中性点(thermal neutral)测量的第一热阻抗确定永磁体电动机的所述多个相位中的每个相位的定子温度。所述过渡模块连接到所述低速温度估算模块，且当永磁体电动机的检测速度小于第一预定速度时输出所述低速温度估算模块确定的永磁体电动机多个相位中的每个相位的定子温 度。所述依赖于温度的扭矩指令降低方块连接到所述过渡模块，且响应于所述多个相位中的一个或更多相位的定子温度降低扭矩指令。 

提供一种控制扭矩指令以防止永磁体电动机多个相位中的一个或更多相位过热的方法。所述方法包括步骤：确定永磁体电动机的检测速度是否小于第一预定速度；当永磁体电动机的检测速度小于第一预定速度时响应于所述多个相位中的每个相位相对于热中性点测量的第一热阻抗确定所述多个相位中的每个相位的定子温度；和响应于所述多个相位中的一个或更多相位的定子温度降低扭矩指令。 

附图说明

本发明将在下文结合以下附图描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，且 

图1示出了根据本发明实施例的电动机系统的框图； 

图2示出了根据本发明实施例的低速温度估算算法的电路图； 

图3示出了根据本发明实施例的图1的电动机系统的温度估算控制器的更详细的示图； 

图4示出了根据本发明实施例的图3的电动机系统的温度估算控制器的过渡模块的操作流； 

图5示出了根据本发明实施例的图3的电动机系统的过渡模块的操作曲线图； 

图6示出了根据本发明实施例的图3的电动机系统的温度估算控制器的操作流程图；和 

图7示出了在采用根据本发明实施例的图3的电动机系统的机动车辆操作期间产生的波形。 

具体实施方式

以下详细说明性质上仅为示范性的，且并不打算限定本发明或其应用及用途。另外，并非打算受限于前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明确的或隐含的理论。 

参考图1，根据本发明实施例的电动机系统100包括三相交流(AC)同步电机110，如同步磁阻电机或永磁体电动机，电机110 响应于来自逆变器120的信号操作。为电动机110提供电力控制的逆变器120连接在功率源140的直流(DC)总线135之间。逆变器120包括晶体管122-127，如绝缘栅双极晶体管(IGBT)，且响应于从电流调节扭矩控制器150到其栅极的信号进行操作，以提供电压给电动机110的每个相位115，每个晶体管对122/125，123/126和124/127形成逆变器120的相脚。热敏电阻器118连接到一个相位115，以测量该相位115的绕组的温度。冷却剂155，如机油，环绕电动机110并在电动机110操作期间冷却电动机110，温度信号发生器156从冷却剂155内的热电偶157确定冷却剂155的温度，并提供表示线路158上冷却剂155的温度的数字信号。