永磁同步電機的零速保護裝置及零速檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機技術領域，特別涉及一種永磁同步電機的零速保護裝置以及一種 永磁同步電機的零速檢測方法。
【背景技術】
[0002] 永磁同步電機因具有功率慣量比大、效率高、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點而得到越來越廣 泛的應用。永磁同步電機通常采用矢量控制以提高其效率。然而，矢量控制需要獲取永磁 同步電機轉子的位置信息，例如，可以通過編碼器、旋轉變壓器等角位置傳感器直接測量出 電機轉子的角度，但是，這些角度傳感器則會增加系統(tǒng)的成本。此外，在一些特殊的應用場 合，例如在壓縮機控制中，因其高溫、高壓的工況環(huán)境，角度傳感器無法安裝。因此，提出了 無位置傳感器的矢量控制，從而可以大大降低系統(tǒng)的成本。
[0003] 相關技術中，無位置傳感器的矢量控制通常根據(jù)永磁同步電機的電流、電壓檢測 值，并通過位置估計器來估算出轉子位置。但其存在的缺點是，永磁同步電機需要具有一定 的轉速，以保證反電勢或磁通變化率在可檢測范圍內(nèi)。一旦永磁同步電機的轉速為零，位置 估計器就無法估算出準確的位置估計值。若此時變頻模塊仍對永磁同步電機輸電，則可能 在錯誤的方向上對永磁同步電機輸入電壓，從而引起永磁同步電機過熱甚至是退磁現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術缺陷。
[0005] 為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種永磁同步電機的零速保護裝置。該永磁同 步電機的零速保護裝置能夠及時檢測出永磁同步電機的零速狀態(tài)，并在永磁同步電機處于 零速狀態(tài)時實施保護，從而避免永磁同步電機因零速而引起的過熱或退磁現(xiàn)象。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的在于提出一種永磁同步電機的零速檢測方法。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出的一種永磁同步電機的零速保護裝 置，包括：反電勢檢測模塊，用于實時檢測所述永磁同步電機的反電勢；零速判斷模塊，所 述零速判斷模塊與所述反電勢檢測模塊相連，用于對所述永磁同步電機的反電勢與預設閾 值進行比較，并根據(jù)比較結果判斷所述永磁同步電機是否處于零速狀態(tài)；零速保護模塊，所 述零速保護模塊與所述零速判斷模塊相連，當所述永磁同步電機處于所述零速狀態(tài)時，所 述零速保護模塊輸出零速保護信號以關閉輸入至所述永磁同步電機的控制信號。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的永磁同步電機的零速保護裝置，通過反電勢檢測模塊實 時檢測永磁同步電機的反電勢，并利用零速判斷模塊對永磁同步電機的反電勢與預設閾值 進行比較，根據(jù)比較結果判斷永磁同步電機是否處于零速狀態(tài)，當判斷永磁同步電機處于 零速狀態(tài)時，零速保護模塊輸出零速保護信號以關閉輸入至永磁同步電機的控制信號，從 而關閉變頻模塊的輸出，達到保護永磁同步電機的目的。因此，該永磁同步電機的零速保護 裝置能夠及時檢測出永磁同步電機的零速狀態(tài)，并在永磁同步電機處于零速狀態(tài)時實施保 護，從而避免永磁同步電機因零速而引起的過熱或退磁現(xiàn)象。
[0009] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述反電勢檢測模塊根據(jù)所述永磁同步電機的相電 流、相電壓和反電勢模型以對所述永磁同步電機的反電勢進行實時檢測。
[0010] 具體地，所述反電勢檢測模塊根據(jù)以下公式獲得所述永磁同步電機的反電勢：
【主權項】
1. 一種永磁同步電機的零速保護裝置，其特征在于，包括： 反電勢檢測模塊，用于實時檢測所述永磁同步電機的反電勢； 零速判斷模塊，所述零速判斷模塊與所述反電勢檢測模塊相連，用于對所述永磁同步 電機的反電勢與預設閾值進行比較，并根據(jù)比較結果判斷所述永磁同步電機是否處于零速 狀態(tài)；以及 零速保護模塊，所述零速保護模塊與所述零速判斷模塊相連，當所述永磁同步電機處 于所述零速狀態(tài)時，所述零速保護模塊輸出零速保護信號以關閉輸入至所述永磁同步電機 的控制信號。
2. 如權利要求1所述的永磁同步電機的零速保護裝置，其特征在于，所述反電勢檢測 模塊根據(jù)所述永磁同步電機的相電流、相電壓和反電勢模型以對所述永磁同步電機的反電 勢進行實時檢測。
3. 如權利要求2所述的永磁同步電機的零速保護裝置，其特征在于，所述反電勢檢測 模塊根據(jù)以下公式獲得所述永磁同步電機的反電勢： ~ ~ ^1/ + )" + (1；,) _ ~ ) 其中，EJ為所述永磁同步電機的反電勢，vY、vs為γ-δ軸坐標系下的γ軸電壓、 S軸電壓，iY、is為所述Y-δ軸坐標系下的Υ軸電流、δ軸電流，R為所述永磁同步電 機每相繞組的電阻值，L q為d-q軸坐標系下的q軸電感，?為所述永磁同步電機的轉子轉速 估計值。
4. 如權利要求3所述的永磁同步電機的零速保護裝置，其特征在于，所述γ-δ軸坐標 系為與所述永磁同步電機的轉子估計角度固連的坐標系。
5. 如權利要求3所述的永磁同步電機的零速保護裝置，其特征在于， 當所述永磁同步電機的反電勢小于等于所述預設閾值時，所述零速判斷模塊判斷所述 永磁同步電機處于所述零速狀態(tài)； 當所述永磁同步電機的反電勢大于所述預設閾值時，所述零速判斷模塊判斷所述永磁 同步電機處于正常運行狀態(tài)。
6. -種永磁同步電機的零速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 檢測所述永磁同步電機的相電流，并檢測直流母線電壓以獲得所述永磁同步電機的相 電壓； 根據(jù)所述永磁同步電機的相電流、相電壓和反電勢模型以對所述永磁同步電機的反電 勢進行實時檢測； 對所述永磁同步電機的反電勢與預設閾值進行比較，并根據(jù)比較結果判斷所述永磁同 步電機是否處于零速狀態(tài)。
7. 如權利要求6所述的永磁同步電機的零速檢測方法，其特征在于， 當所述永磁同步電機的反電勢小于等于所述預設閾值時，判斷所述永磁同步電機處于 所述零速狀態(tài)； 當所述永磁同步電機的反電勢大于所述預設閾值時，判斷所述永磁同步電機處于正常 運行狀態(tài)。
8. 如權利要求7所述的永磁同步電機的零速檢測方法，其特征在于，當所述永磁同步 電機處于所述零速狀態(tài)時，輸出零速保護信號以關閉輸入至所述永磁同步電機的控制信 號。
9. 如權利要求6所述的永磁同步電機的零速檢測方法，其特征在于，根據(jù)以下公式獲 得所述永磁同步電機的反電勢： D ^(v, - Ri., + (I)LqI i )2 + (vv - Rii - (hL^i..)_ 其中，EJ為所述永磁同步電機的反電勢，vY、vs為γ-δ軸坐標系下的γ軸電壓、 S軸電壓，iY、is為所述Y-δ軸坐標系下的Υ軸電流、δ軸電流，R為所述永磁同步電 機每相繞組的電阻值，L q為d-q軸坐標系下的q軸電感，?為所述永磁同步電機的轉子轉速 估計值。
10. 如權利要求9所述的永磁同步電機的零速檢測方法，其特征在于，所述Y-δ軸坐 標系為與所述永磁同步電機的轉子估計角度固連的坐標系。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種永磁同步電機的零速保護裝置，其包括：反電勢檢測模塊，用于實時檢測永磁同步電機的反電勢；零速判斷模塊，零速判斷模塊與反電勢檢測模塊相連，用于對永磁同步電機的反電勢與預設閾值進行比較，并根據(jù)比較結果判斷永磁同步電機是否處于零速狀態(tài)；零速保護模塊，零速保護模塊與零速判斷模塊相連，當永磁同步電機處于零速狀態(tài)時，零速保護模塊輸出零速保護信號以關閉輸入至永磁同步電機的控制信號。因此，該永磁同步電機的零速保護裝置能夠檢測出永磁同步電機的零速狀態(tài)，從而避免永磁同步電機在零速下通電而引起的過熱或退磁現(xiàn)象。本發(fā)明還公開了一種永磁同步電機的零速檢測方法。
【IPC分類】H02P25-02, H02H7-093, H02P21-14
【公開號】CN104660138
【申請?zhí)枴緾N201310591031
【發(fā)明人】張國柱
【申請人】廣東美的制冷設備有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月20日