[发明专利]一种高速永磁电机转子温度的实时监测方法

权利要求书

1.一种高速永磁电机转子温度的实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在高速永磁电机冷却至室温的状态下，测量并记录此时的环境温度，记为t₁；获取环境温度为t₁时永磁体剩余磁通密度B_r(t₁)，公式为：

B_r(t₁)＝[1+(t₁-20)α_Br]·B_r20

式中，温度系数α_Br表示永磁体材料的温度每升高1K剩余磁通密度下降的百分比；B_r20表示20℃时永磁体剩余磁通密度；

(2)获取高速永磁电机定子的三相相电流值并将其转化为两相坐标系下的直轴电流I_d、交轴电流I_q；获取高速永磁电机负载气隙电势E_δ；计算出高速永磁电机空载反电动势E₀，公式为：

式中，X_ad为直轴电枢反应电抗、X_aq为交轴电枢反应电抗；X_ad、X_aq为电机设计参数，在运行过程中不变化；

(3)根据高速永磁电机空载反电动势E₀获取空载主磁通φ_δ0，公式为：

E₀＝2.22fK_dpK_skK_φN_φφ_δ0

式中，f为电磁场频率，K_dp为绕组系数，K_sk为绕组分布系数，K_φ为气隙磁通波形系数，N_φ为每相绕组串联导体数；

(4)利用空载主磁通φ_δ0计算实时温度为t₂时永磁体剩余磁通密度B_r(t₂)，公式为：

式中，b_m0为永磁体空载工作点系数，S_m为每极下永磁体的面积，σ₀为空载漏磁系数；

(5)根据实时温度为t₂时永磁体剩余磁通密度B_r(t₂)，最终得到转子的实时温度t₂，公式为：

B_r(t₂)＝[1+(t₂-t₁)α_Br]·B_r(t₁)。

2.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子温度的实时监测方法，其特征在于，步骤(2)中获取高速永磁电机负载气隙电势E_δ具体为：

(2.1)在高速永磁电机的两个定子槽上分别安装一测量线圈，将两个测量线圈连接至一电压传感器上，采用电压传感器测量两个测量线圈的电压；所述的两个定子槽分别与轴心形成的两条连线之间的夹角为一个槽距角α；

式中，p表示极对数；Z表示电机定子槽数；

(2.2)设计一个调理电路，该调理电路将电压传感器得到的电压置换至0-3.3V范围内，并经过ADC转换为数字信号输出；

(2.3)采用DSP设备读取调理电路输出的电压值，该电压为高速永磁电机负载气隙电势E_δ。

3.根据权利要求2所述的高速永磁电机转子温度的实时监测方法，其特征在于，所述的测量线圈的匝数为1。