[发明专利]用于控制绕线式转子同步电动机的方法和系统

说明书

本发明提供了用于控制绕线式转子同步电动机的方法和系统。一种用于控制绕线式转子同步电动机的系统，包括：电流/电压确定器，配置为根据实时电动机操作信息，使用映射来确定最优转子电流，并且根据确定的最优转子电流来确定并输出转子电压；以及温度估计器，配置为使用根据针对每一个转子电流的转子电压与转子线圈温度之间的相关性方程式设定的转子线圈温度估计方程式，根据从电流/电压确定器输出的转子电压和最优转子电流来计算并输出转子线圈温度。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2016年11月22日提交的第10-2016-0155418号韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于控制绕线式转子同步电动机的方法和系统。更具体地，涉及一种用于根据绕线式转子同步电动机的操作信息实时估计转子线圈的温度来控制绕线式转子同步电动机的方法和系统。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可不构成现有技术。

近来，由于稀土资源的矿化和制造成本的上升以及稀土类永久磁铁材料的供应紧张，所以已经尝试扩展绕线式转子同步电动机的应用范围。

例如，内置式永磁同步电动机(IPMSM)已经被用作电动机(驱动电动机)，作为环保型车辆的驱动源，但是已经对于作为环保型车辆的驱动源而应用的具有缠绕线圈式转子和定子的绕线式转子同步电动机(WRSM)进行了积极地研究和开发。

众所周知，绕线式转子同步电动机是用于将电线圈代替永磁体应用至转子的电动机，并且配置为根据通过将线圈缠绕在转子周围并将直流电流(DC)施加至线圈以形成电场来与定子进行相互作用，从而产生扭矩。

如上所述，转子被线圈缠绕来代替永磁体的绕线式转子同步电动机附加地需要控制流经转子线圈的转子电流I_f，并且因此，当使用永磁同步电动机的传统控制方法时，可能发生由于矢量控制电流Id和Iq以及转子电流I_f的控制变量的组合而引起的控制中央处理单元(CPU)和大量图数据的过载。

另外，需要通过在绕线式转子同步电动机中输入DC电流来生成与永磁体的磁动势对应的力作为转子的电动势，因此由于转子线圈的铜损耗而频繁地发生加热和温升。

因此，当应用绕线式转子同步电动机时，由线圈缠绕的转子的温度升高，因此需要估计转子温度的技术。

当不应用用于根据负载工作条件防止转子线圈的温度升高并且保护转子线圈的逻辑(logic)时，可能发生转子线圈的铜损耗和对操作性能的限制。

特别地，根据负载操作条件，由于转子的损耗而在绕线式转子同步电动机中可能产生过多的热量。因此，由于转子的磁通量的减少而可能出现电动机性能的降低，并且发生转子线圈的损耗，以及由于转子过热而可能发生火灾。

根据相关技术，基于针对每一种操作条件而实际测量的转子线圈的温度来防止转子线圈温度上升并且保护转子线圈的逻辑通过以下内容进行配置：将根据操作条件/定子针对每一个电流实际测量的值存储在用于配置转子线圈电流控制图的数据库的表格中，然后从转子线圈电流控制图中导出现有输入变量的最优转子电流。

然而，可能导致由于矢量控制电流Id和Iq、转子电流I_f等的控制变量的过度组合而引起的庞大的转子线圈电流控制图以及由于控制CPU的过载而引起的处理速度的降低。

另外，为了抑制转子线圈中的损耗，可能导致过量的数据和将针对每一个转子电流的线圈的线圈温度存储在数据库的表格中所花费的过多的时间。

因此，虽然已经知道用于根据基于解译值的转子温度表来估计转子线圈温度的技术，但是不可能根据实时操作条件精确地测量转子线圈的温度。