一種改進型火炮交流隨動系統(tǒng)電機電流過載保護方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及火炮隨動系統(tǒng)，尤其涉及火炮交流隨動系統(tǒng)的保護控制。
【背景技術】
[0002] 交流隨動系統(tǒng)在高炮、地炮、火箭炮等武器系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，隨著電力電 子技術和計算機技術的發(fā)展，交流隨動系統(tǒng)的執(zhí)行電機廣泛采用永磁同步電機，控制上由 電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)組成。在隨動系統(tǒng)啟動過程或克服負載阻力的過程中，隨動系統(tǒng)的 電機往往工作在電流過載的模式下，即超過了電機的額定電流，過載對于電機來說短時間 是允許的，但電流過載超過一定的限度，如長時間過載，將會加大電機的損耗，甚至燒毀電 機，造成不可逆轉(zhuǎn)的后果，因此，必須對電機的電流過載進行一定條件的限制。
[0003] 在中國專利"一種火炮交流隨動系統(tǒng)過載保護方法"（專利號：201318001239. 7) 中，發(fā)明了一種電流過載保護方法，給出了電流過載超過一定門限的條件，但其門限值并非 按過載時的等效發(fā)熱進行選取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種改進型火炮交流隨動系統(tǒng)電機電流過 載保護方法，根據(jù)發(fā)熱條件對過載判定表達式和過載門限進行設計，實現(xiàn)電機電流過載保 護。
[0005] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：
[0006] 第一步，設定持續(xù)過載初始值U(k-l) = 0 ;
[0007]第二步，采集當前時刻k的電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、ie(k)，或者采集任意 兩相電流通過iA (k) +iB (k) +ie (k) = 0來計算第三相的電流；
[0009] 第四步，計算電機電流過載判定條件，步驟如下：
[0010] 第I步，計算持續(xù)過載表達式"⑷二⑷-匕，其中，irated為電機 額定線電流，Irated為電機的額定線電流，Ts為采樣周期；
[0011] 第II步，如果u(k) < 0,則令u(k) = 0 ;
[0012] 第III步，如果《(/<)>(?:-1)匕乂，則向系統(tǒng)輸出電流過載保護信號，其中，α為電 機電流過載倍數(shù)，τα為電機電流過載時間；
[0013] 第IV步，令u(k-l) =u(k)，返回第二步。
[0014] 所述的電機電流過載倍數(shù)和電機電流過載時間的取值范圍為1.5$α<5， (α-1)2Τα 彡 50s，采樣周期K50ms。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：當隨動系統(tǒng)工作時，如果遇到負載阻力過大等因素導致電 機輸出電流超過額定電流至一定程度，將會輸出電機電流過載保護信號，用于隨動系統(tǒng)的 警報指示，或者使隨動系統(tǒng)停止工作，能有效避免因長時間電流過載損毀電機的風險?！揪唧w實施方式】
[0016] 下面結合實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。
[0017] 本發(fā)明公開了一種火炮交流隨動系統(tǒng)電機電流過載保護實現(xiàn)方法，設電機的額 定線電流為IMted，電機電流過載倍數(shù)為α，電機電流過載時間為Τα，α和Τα取值范圍為 1.5彡α彡5,（α-1)2Τα彡50s，采樣周期為Ts(Ts<50ms)，火炮隨動系統(tǒng)電機電流過載 保護具體實現(xiàn)步驟為：
[0018] 第一步：設定持續(xù)過載初始值u(k-l) = 0 ;
[0019] 第二步：采集當前時刻（k時刻）電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、ic(k)，或者采集 任意兩相電流通過iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0來計算第三相的電流。
[0020] 第三步：計算電機的電流有效值
[0022] 第四步：計算電機電流過載判定條件，該步驟分四個小步驟實現(xiàn)：
[0023] 第I步：計算持續(xù)過載表達式
[0025] 其中，Irated為電機額定線電流（有效值）。
[0026] 第II步：如果u(k) < 0,則令
[0027] u(k)=(
[0028] 第ΠΙ步：如果》辦>似2-1)/二1；.，則向系統(tǒng)輸出電流過載保護信號；
[0029] 第IV步：令u(k-l) =u(k)，返回第二步。
[0030] 實施例1 :
[0031] 設電機的額定線電流Iratf3d= 10A(有效值），電機電流過載倍數(shù)a= 1. 5,電機電 流過載時間Ta = 40s，采樣周期Ts= 5ms，則火炮隨動系統(tǒng)電機電流過載保護具體實現(xiàn)步 驟為：
[0032] 第一步：設定持續(xù)過載初始值u(k-l) = 0 ;
[0033] 第二步：采集當前時刻（k時刻）電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、ic(k)，或者采集 任意兩相電流通過iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0來計算第三相的電流。
[0034] 第三步：計算電機的電流有效值
[0036] 第四步：計算電機電流過載判定條件，該步驟分四個小步驟實現(xiàn)：
[0037] 第I步：計算持續(xù)過載表達式
[0038] u(k)=u(k-i) +[/；；TO(k) -100]x().()()5
[0039] 第II步：如果u(k) < 0,則令
[0040] u(k)=(
[0041]第III步：如果i/(/〇>(f-DdJ:, =5000A:.s，則向系統(tǒng)輸出電流過載保護信號；
[0042]第IV步：令u(k-l) =u(k)，返回第二步。
[0043] 實施例2 :
[0044] 設電機的額定線電流Irated= 10A(有效值），電機電流過載倍數(shù)α= 5,電機電流 過載時間Τα = 2. 083s，采樣周期Ts= 5ms，則火炮隨動系統(tǒng)電機電流過載保護具體實現(xiàn)步 驟為：
[0045] 第一步：設定持續(xù)過載初始值u(k-l)=0 ;
[0046]第二步：采集當前時刻（k時刻）電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、ic(k)，或者采集 任意兩相電流通過iA(k)+iB(k)+ie(k)= 0來計算第三相的電流。
[0047] 第三步：計算電機的電流有效值
[0049]第四步：計算電機電流過載判定條件，該步驟分四個小步驟實現(xiàn)：
[0050] 第I步：計算持續(xù)過載表達式
[0052] 第II步：如果u(k)<0,則令
[0053] u(k)=(
[0054] 第III步：如果如7〇><?: -D/iA=:5000A2_S，則向系統(tǒng)輸出電流過載保護信號；
[0055]第IV步：令u(k-l) =u(k)，返回第二步。
【主權項】
1. 一種改進型火炮交流隨動系統(tǒng)電機電流過載保護方法，其特征在于包括下述步驟： 第一步，設定持續(xù)過載初始值U(k-l) = O ; 第二步，采集當前時刻k的電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、ie(k)，或者采集任意兩相 電流通過iA(k)+iB(k)+ie(k) = O來計算第三相的電流； 第三步，計算電機的電流有效值：第四步，計算電機電流過載判定條件，步驟如下： 第I步，計算持續(xù)過載表達式其中，Irated為電機額定 線電流，Irated為電機的額定線電流，T s為采樣周期； 第II步，如果u (k) < 0,則令u (k) = O ; 第III步，如果：I則向系統(tǒng)輸出電流過載保護信號，其中，α為電機 電流過載倍數(shù)，T α為電機電流過載時間； 第IV步，令u (k-1) =u (k)，返回第二步。2. 根據(jù)權利要求1所述的改進型火炮交流隨動系統(tǒng)電機電流過載保護方法，其特 征在于：所述的電機電流過載倍數(shù)和電機電流過載時間的取值范圍為1.5$ α <5， (α -1)2Τα 彡 50s，采樣周期 K 50ms。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種改進型火炮交流隨動系統(tǒng)電機電流過載保護方法，根據(jù)發(fā)熱條件對過載判定表達式和過載門限進行設計，當隨動系統(tǒng)工作時，如果遇到負載阻力過大等因素導致電機輸出電流超過額定電流至一定程度，將會輸出電機電流過載保護信號，用于隨動系統(tǒng)的警報指示，或者使隨動系統(tǒng)停止工作，能有效避免因長時間電流過載損毀電機的風險。
【IPC分類】H02H7/085
【公開號】CN105356419
【申請?zhí)枴緾N201510725268
【發(fā)明人】李長紅
【申請人】中國兵器工業(yè)集團第二O二研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月30日