[发明专利]一种快速准确并综合温度影响的伺服电机特性的计算方法

说明书

一种快速准确并综合温度影响的伺服电机特性的计算方法，属于电机特性计算技术领域。构建计算方法的模型，利用模型获取电机在常温t₀时任意工况的运行性能、电机相关性能相对于常温t₀的一阶导数；依次计算电机温度t_s、温差Δt、温度导致的电机运行性能的变化量、电机温度t_s时的电机运行性能。本发明能够快速且准确的获取任意工况下的计算结果；通过两个温度t₀和t₁下的有限元计算结果，通过建立一阶导数的方法，能够快速且准确的获取任意温度下电机的运行性能，实现了温度和电机运行性能的快速且准确的耦合计算，完成了考虑温度影响的快速准确的伺服电机特性计算方法的建立。

技术领域

本发明涉及一种快速准确并综合温度影响的伺服电机特性的计算方法，属于电机特性计算技术领域。

背景技术

近年来，伺服电机在国防、航天、交通、机械制造、医疗等领域的应用越来越广泛，且新型应用领域被逐步开发。伺服电机的优秀特性来自于精确的特性计算，而目前电机的特性计算主要使用磁路法和电磁场有限元法。其中磁路法将电机内部电磁场分布等效为磁势、磁通和磁阻，使用路算方法进行计算，具有计算速度快的优点，但是其准确度较差。而电磁场有限元法是将电机内部电磁场分布划分为多个小网格，对每个网格内部的电磁场分布建立微分方程组并进行计算，所以其计算结果准确度极高，但是由于进行了大量的微分方程组求解，所以其计算速度较慢。在对电机特性进行计算时，上述两种方法均无法同时保证计算的速度和准确度，在电机精密控制等对计算速度和精度要求较高的领域无法满足应用要求。

此外，伺服电机在运行过程中，其运行性能与电机的温升呈现强耦合关系。一方面，伺服电机在运行过程中会产生损耗，从而导致电机温度升高，严重的情况可能会导致电机绝缘破损，电机烧毁。另一方面，电机温度的变化会导致电机部件材料性能的变化，从而引起电机运行性能的改变。而目前在进行电机运行过程的仿真以及运行性能的计算时，大多忽略温度影响，导致计算结果存在误差，难以实现高品质的电机控制。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种快速准确并综合温度影响的伺服电机特性的计算方法。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种快速准确并综合温度影响的伺服电机特性的计算方法，所述方法包括如下步骤：

S1：构建计算方法的模型；

S2：利用S1所构建的模型获取电机在常温t₀时任意工况的运行性能：d轴磁链ψ_dt0、q轴磁链ψ_qt0、损耗P_t0以及电磁转矩T_et0；

S3：利用S1所构建的模型获取电机相关性能相对于常温t₀的一阶导数，即Δψ_d0，Δψ_q0，ΔP₀，ΔT_e0；

S4：计算电机温度t_s；

S5：计算S4所述电机温度t_s与常温t₀之间的温差Δt；

S6：计算温度导致的电机运行性能的变化量Δt*Δψ_d0，Δt*Δψ_q0，Δt*ΔP₀，Δt*ΔT_e0；

S7：计算电机温度t_s时的电机运行性能ψ_dts，ψ_qts，P_ts以及T_ets。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：