專利名稱：一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法。
背景技術：
電機繞組溫度是電機設計與運行的一項重要指標，電機在運行過程中其最高溫度 需要小于其繞組絕緣等級規定的溫度，以防止損壞電機繞組絕緣材料。目前一般采用軟件算法來檢測電機繞組溫度，軟件算法檢測溫度的檢測原理主要是利用電機繞組電阻阻值大小與電機繞組溫度具有確定的比例關系，也可稱為電機繞阻材料的電阻溫度系數，通過電機繞組的電阻阻值的變化來計算電機繞組的溫度變化，具體為通過變頻器的功率模塊(功率模塊一般為IPM模塊或IGBT模塊)向電機繞組提供直流電壓，檢測該直流電壓下的直流電流，根據上述的電壓和電流值即可計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻，結合該溫度的電機繞組電阻和零溫度下的電機繞組標稱電阻，同時結合電機繞組材料的電阻溫度系數，便可計算得到電機繞組溫度，即為目標計算溫度。然而實際中，為了防止變頻器的功率模塊的上下橋臂直通，需要設置功率模塊的“死區”時間，而且功率模塊本身還具有導通壓降，“死區”時間和導通壓降均會導致變頻器向電機繞組的實際輸出直流電壓隨變頻器母線電壓的波動而波動，無法處于恒定狀態，因而使得變頻器功率模塊向電機繞組的實際輸出直流電壓與理論計算輸出直流電壓的差異，該差異會影響目標計算溫度下的電機繞組電阻阻值的檢測精度，從而導致對電機繞組溫度的檢測精度有較大影響。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，有效消除了變頻器死區時間和功率模塊導通壓降對目標計算溫度下的電機繞組阻值檢測精度的影響，大幅度提高了目標計算溫度下的電機繞組電阻阻值的檢測精度，從而有效提高了電機繞組溫度的檢測精度。本發明的技術方案為一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，應用于電源、變頻器、電機組成的系統，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其中，所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為計算或檢測變頻器向電機繞組輸出的直流電壓；計算或檢測電機繞組在該直流電壓下的直流電流；根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻。本發明所述的目標計算溫度即為最終計算得到電機繞組溫度的實際值。一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，應用于電源、變頻器、電機組成的系統，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其中，所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為檢測變頻器母線電壓；基于檢測的變頻器母線電壓大小確定變頻器母線電壓波動范圍；基于變頻器母線電壓波動范圍劃分多個不同的電壓范圍，并根據各個不同的電壓范圍的中心電壓確定各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出電壓的占空比，以盡量確保在各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓相等或接近相等，并根據該確定的占空比向電機繞組輸出直流電壓；通過反比例補償系數對各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓的大 小變化進行反比例補償；計算得到變頻器向電機繞組輸出的直流電壓；檢測并確定電機繞組在該直流電壓下的直流電流；根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻。本發明所述的變頻器向電機繞組輸出的直流電壓=各相應電壓范圍的中心電壓X占空比X反比例補償系數，有效確保了變頻器向電機繞組輸出的直流電壓接近于恒定狀態，有效消除了變頻器死區時間和功率模塊導通壓降對目標計算溫度下的電機繞組阻值檢測精度的影響。優選地，所述的檢測變頻器母線電壓的方法為根據變頻器母線采樣電壓AD值和預先確定的變頻器母線采樣電壓的分壓比計算得到變頻器母線電壓。優選地，采用變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數對變頻器母線電壓進行校正。優選地，所述的變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數的確定方法為向線路板提供恒定的交流輸入電壓，然后結合變頻器母線采樣電壓AD值與恒定的交流輸入電壓之間的比值，以得到變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數。進一步優選地，本發明所述的變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數的確定可以在變頻器線路板進行FCT (FunctionalCircuit Test的英文縮寫，意為功能測試)時進行，同時得到變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數保存到掉電保存器件中以備后用于對變頻器母線電壓進行校正。優選地，所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間可在5-15V左右，具體劃分可根據實際需求來選定。優選地，所述的反比例補償系數等于I/各相應電壓范圍的中心電壓，用于消除由于各電壓范圍的中心電壓差異而導致的各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓的大小變化。優選地，所述的檢測并確定電機繞組在該直流電壓下的直流電流是去除了電機繞組在變頻器零電流輸出時的電流采樣偏置AD值的直流電流。進一步優選地，所述的去除電機繞組在變頻器零電流輸出時的電流采樣偏置AD值的方法為預先檢測電機繞組在變頻器零電流輸出時的電流采樣偏置AD值，然后檢測其在該直流電壓下的電流采樣AD值，結合檢測得到的電流采樣偏置AD值和其在該直流電壓下的電流采樣AD值，以得到電機繞組在該直流電壓下的直流電流。本發明所述的功率模塊是指IPM模塊或IGBT模塊。
本發明所述的AD值是指單片機的AD轉換結果。本發明的工作原理和優點I、本發明通過對變頻器母線直流電壓的波動范圍設置多個不同的電壓范圍，然后根據各個電壓范圍的中心電壓確定各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出電壓的占空比，以盡量確保在各個電壓范圍內，變頻器向電機繞組輸出的直流電壓相等或接近相等，然后利用反比例補償系數對各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓的大小變化進行反比例補償，有效消除了變頻器死區時間和功率模塊導通壓降對目標計算溫度下的電機繞組阻值檢測精度的影響，雖然在各個電壓范圍內均以根據其各自范圍內的中心電壓來確定各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出電壓的占空比，但電壓范圍內的微量差異對電機繞組溫度精度的影響經大量實驗證明是完全可以被接受的，本發明通過設置不同電壓范圍和反比例校正系數來確保變頻器向電機繞組輸出的直流電壓接近恒定狀態，大幅度提高了目標計算溫度下的電機繞組電阻的檢測精度，由于電機繞組電阻阻值大小與繞組溫度具有確定的比例關系，即為電機繞阻材料的電阻溫度系數，因此即大幅度有效提高了本發明所 述電機繞組溫度的檢測精度。2、本發明為進一步提高電機繞組溫度的檢測精度，通過預先檢測電機繞組在零電流下的電流采樣偏置AD值，然后檢測其在該直流電壓下的電流采樣AD值，通過去除零電流下的電流采樣AD值，得到電機繞組在該直流電壓下的直流電流，本發明通過修正零偏置差異消除其對直流電流的檢測精度影響，有效提高了電機繞組電阻的檢測精度，即提高了本發明所述電機繞組溫度的檢測精度。3、本發明為進一步提高電機繞組溫度的檢測精度，本發明通過向線路板輸入恒定的交流輸入電壓，然后結合變頻器母線采樣電壓AD值與恒定的交流輸入電壓之間的比值，得到變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數，通過變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數對變頻器母線電壓進行校正，提高了變頻器母線電壓的檢測精度，從而提高了本發明所述電機繞組溫度的檢測精度。


附圖I是本發明的系統框圖；附圖2是本發明實施例17所述計算目標計算溫度下的電機繞組電阻步驟的模塊示意具體實施例方式實施例I、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，應用于電源、變頻器、電機組成的系統，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其中，所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為計算或檢測變頻器向電機繞組輸出的直流電壓；計算或檢測電機繞組在該直流電壓下的直流電流；根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻。實施例2、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，應用于電源、變頻器、電機組成的系統，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其中，所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為檢測變頻器母線電壓；基于檢測的變頻器母線電壓大小確定變頻器母線電壓波動范圍；基于變頻器母線電壓波動范圍劃分多個不同的電壓范圍，并根據各個不同的電壓范圍的中心電壓確定各個電壓范圍內變頻器向電機繞 組輸出電壓的占空比，以盡量確保在各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓相等或接近相等，并根據該確定的占空比向電機繞組輸出直流電壓；通過反比例補償系數對各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓的大小變化進行反比例補償；計算得到變頻器向電機繞組輸出的直流電壓；檢測并確定電機繞組在該直流電壓下的直流電流；根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻。實施例3、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的檢測變頻器母線電壓的方法為根據變頻器母線采樣電壓AD值和預先確定的變頻器母線采樣電壓的分壓比計算得到變頻器母線電壓，其余同實施例I或實施例2。實施例4、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中采用變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數對變頻器母線電壓進行校正，其余同實施例3。實施例5、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數的確定方法為向線路板提供恒定的交流輸入電壓，然后結合變頻器母線采樣電壓AD值與恒定的交流輸入電壓之間的比值，以得到變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數，其余同實施例4。實施例6、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為2V左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。實施例7、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為4V左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。實施例8、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為5V左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。實施例9、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為6V左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。實施例10、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為8V左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。實施例11、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為IOV左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。實施例12、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為12V左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。實施例13、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間為15V左右，其余同實施例2-5中的任意一種實施例。
實施例14、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的反比例補償系數等于I/各相應電壓范圍的中心電壓，其余同實施例2-13中的任意一種實施例。實施例15、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的檢測并確定電機繞組在該直流電壓下的直流電流是去除了電機繞組在變頻器零電流輸出時的電流采樣偏置AD值的直流電流，其余同實施例2-14中的任意一種實施例。實施例16、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其中所述的檢測并確定電機繞組在該直流電壓下的直流電流的方法包括預先檢測變頻器電機繞組在零電流輸出時的電流采樣偏置AD值，然后檢測其在該直流電壓下的電流采樣AD值，結合檢測得到的電流采樣偏置AD值和其在該直流電壓下的電流采樣AD值，以得到電機繞組在該直流電壓下的直流電流，其余同實施例15。實施例17、一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，應用于電源、變頻器、電機組成的系統，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻 和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其中所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為在變頻器線路板進行FCT(Functional Circuit Test的英文縮寫,意為功能測試)時，向線路板提供恒定的交流輸入電壓，然后結合變頻器母線采樣電壓AD值與恒定的交流輸入電壓之間的比值，以得到變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數；根據變頻器母線采樣電壓AD值和預先確定的變頻器母線采樣電壓的分壓比計算得到變頻器母線電壓，并通過變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數對變頻器母線電壓進行校正；基于計算得到的變頻器母線電壓大小確定變頻器母線電壓波動范圍；基于變頻器母線電壓波動范圍劃分多個不同的電壓范圍，并根據各個不同的電壓范圍的中心電壓確定各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出電壓的占空比，以盡量確保在各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓相等或接近相等，并根據該確定的占空比向電機繞組輸出直流電壓；通過反比例補償系數對各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓的大小變化進行反比例補償，所述的反比例補償系數等于I/各相應電壓范圍的中心電壓；計算得到變頻器向電機繞組輸出的直流電壓，變頻器向電機繞組輸出的直流電壓=各相應電壓范圍的中心電壓X占空比X反比例補償系數；預先檢測變頻器電機繞組在零電流輸出時的電流采樣偏置AD值，然后檢測其在該直流電壓下的電流采樣AD值，結合檢測得到的電流采樣偏置AD值和其在該直流電壓下的電流采樣AD值，以得到電機繞組在該直流電壓下的直流電流；根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻，其余同實施例2-16中的任意一種實施例。本實施例17所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的具體操作步驟順序可按照本說明書附圖2所示。由于本發明所述的變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數與未經過校正的檢測得到的變頻器母線電壓為比例關系，因此變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數只要在計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻步驟前對變頻器母線電壓進行校正即可，對于具體校正順序無具體限制。同樣原理，由于本發明所述的反比例補償系數用于電機繞組的直流電壓的校正，因此反比例補償系數只要在確定電機繞組的直流電壓步驟前進行校正即可，對于具體校正順序無具體限制。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，對本發明做出若干改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，應用于電源、變頻器、電機組成的系統，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其特征在于所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為 計算或檢測變頻器向電機繞組輸出的直流電壓； 計算或檢測電機繞組在該直流電壓下的直流電流； 根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻。
2.一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，應用于電源、變頻器、電機組成的系統，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其特征在于所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為 檢測變頻器母線電壓； 基于檢測的變頻器母線電壓大小確定變頻器母線電壓波動范圍； 基于變頻器母線電壓波動范圍劃分多個不同的電壓范圍，并根據各個不同的電壓范圍的中心電壓確定各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出電壓的占空比，以盡量確保在各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓相等或接近相等，并根據該確定的占空比向電機繞組輸出直流電壓； 通過反比例補償系數對各個電壓范圍內變頻器向電機繞組輸出的直流電壓的大小變化進行反比例補償； 計算得到變頻器向電機繞組輸出的直流電壓； 檢測并確定電機繞組在該直流電壓下的直流電流； 根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻。
3.如權利要求I或2所述的一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其特征在于所述的檢測變頻器母線電壓的方法為根據變頻器母線采樣電壓AD值和預先確定的變頻器母線采樣電壓的分壓比計算得到變頻器母線電壓。
4.如權利要求3所述的一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其特征在于 采用變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數對變頻器母線電壓進行校正。
5.如權利要求4所述的一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其特征在于 所述的變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數的確定方法為向線路板提供恒定的交流輸入電壓，然后結合變頻器母線采樣電壓AD值與恒定的交流輸入電壓之間的比值，以得到變頻器母線采樣電壓的分壓比校正系數。
6.如權利要求2所述的一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其特征在于 所述的劃分多個不同的電壓范圍的劃分空間可在5-15V左右。
7.如權利要求2所述的一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其特征在于 所述的反比例補償系數等于I/各相應電壓范圍的中心電壓。
8.如權利要求2所述的一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，其特征在于 所述的檢測并確定電機繞組在該直流電壓下的直流電流是去除了電機繞組在變頻器零電流輸出時的電流采樣偏置AD值的直流電流。
全文摘要
本發明涉及一種提高電機繞組溫度檢測精度的方法，包括計算目標計算溫度下的電機繞組電阻；基于零溫度下的電機繞組標稱電阻和電機繞阻材料的電阻溫度系數，得到電機繞組溫度，其中所述的計算目標計算溫度下的電機繞組電阻的方法為計算或檢測變頻器向電機繞組輸出的直流電壓；計算或檢測電機繞組在該直流電壓下的直流電流；根據確定的直流電壓和直流電流計算得到目標計算溫度下的電機繞組電阻，本發明有效消除了變頻器死區時間和功率模塊導通壓降對目標計算溫度下的電機繞組阻值檢測精度的影響，大幅度提高了目標計算溫度下的電機繞組電阻阻值的檢測精度，從而有效提高了電機繞組溫度的檢測精度。
文檔編號G01R27/08GK102661812SQ20121015138
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者何志明, 周文忠, 王明仁, 王紅興 申請人:無錫艾柯威科技有限公司