一种电机失步检测方法与流程

    专利查询2025-04-19  30


    本发明涉及电机控制领域。更具体地说,本发明涉及一种电机失步检测方法。


    背景技术:

    1、永磁同步电机是一种新型高效的电动机,其主要特点是采用永磁体提供励磁,无需外部激励,具有结构简单、运行可靠、效率高等优点。近年来,随着电子电力技术、永磁材料技术及电机控制理论等的发展,永磁同步电机得到广泛的应用及深入研究。其中,foc(field-oriented control,磁场定向控制)控制是一种更为精确、先进的控制方式,它将电机的空间磁场分解成水平和垂直两个分量,然后对这两个磁场分量分别进行控制,从而实现对电机的精确控制。

    2、现有的控制器失步检测大多依据公式eq=uq-r*iq计算得到电机的实时反向电动势;判断电机当前的运动状态,即加速或减速状态;依据当前电机运动状态得到该电机反向电动势的最大值;判断电机是否失步;若判断结果为电机不失步,则让该电机继续工作;若判断结果为电机失步,则停止该电机工作。实时反电动势检测电机失步的方法主要基于电机在运转时产生的反电动势来推测电机的运行状态,进而判断是否存在失步现象。然而,这种方法存在一些问题,当电机速度波动较大,如负载变化较大的场合,直接反电动势法的检测误差会急剧增大。由于直接反电动势法本身不具备自调节能力,这可能导致较大的误差,进而造成电机振荡甚至失步。并且直接反电动势法的结论基于几个基本假定,但在实际生产中,这些假定往往无法满足。例如,电机或多或少存在电枢反应、齿槽效应以及三相不平衡的情况,这些因素都会降低反电动势法的精度。当电机低速运行时,反电动势也相应较小,难以得到有效的转子位置信号。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种电机失步检测方法,能够有效检测电机是否出现失步现象,从而及时采取相应的措施,避免电机因失步而受到损坏,提高了电机的运行稳定性和使用寿命。

    2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种电机失步检测方法,包括以下步骤:

    3、计算电机的定子电压的理论值uqcal;

    4、获取电机的定子电压的实际值uqpi;

    5、将uqcal和uqpi带入下式(1)中:

    6、

    7、上式中,n为设定阈值,0<n<1;

    8、若上式(1)成立,则判断电机控制器出现失步。

    9、进一步的,所述的一种电机失步检测方法中,n=0.5。

    10、进一步的,所述的一种电机失步检测方法中,uqcal的计算方法如下:

    11、uqcal=riq+fke

    12、(2)

    13、上式中,r为定子电阻;iq为定子电流的q轴分量;f为电机频率;ke为反电动势系数。

    14、本发明还提供一种电机失步检测装置,包括:

    15、计算模块,用于计算电机的定子电压的理论值uqcal;

    16、获取模块,用于获取电机的定子电压的实际值uqpi;

    17、比较模块,用于比较uqcal和uqpi,当uqcal和uqpi满足时,则判断电机控制器出现失步。

    18、进一步的,所述的一种电机失步检测装置中,n=0.5。

    19、进一步的,所述的一种电机失步检测装置中,所述计算模块计算uqcal的方法如下:

    20、将定子电阻、定子电流的q轴分量、电机频率和反电动势系数带入到下式(3)中进行计算:

    21、uqcal=riq+fke

    22、(3)

    23、上式中,r为定子电阻;iq为定子电流的q轴分量;f为电机频率;ke为反电动势系数。

    24、本发明还提供一种伺服电机,包括:上述任一项所述的电机失步检测装置,或执行失步检测时采用上述任一项所述的电机失步检测方法。

    25、本发明的有益效果是:

    26、1、本发明的电机失步检测方法能够有效检测电机是否出现失步现象,从而及时采取相应的措施,避免电机因失步而受到损坏,提高了电机的运行稳定性和使用寿命。

    27、2、本发明的电机失步检测方法在处理转子励磁电流、电压严重欠励磁等问题时,通过计算uqcal,能够有效防止转子磁场衰减,电磁转矩减小,进而导致电机失去力矩平衡,产生失步现象,提高了电机的控制精度和运行效率。

    28、3、本发明的电机失步检测方法在处理负载突变或电机堵转等问题时,通过计算uqcal,能够有效防止电机出现失步现象,从而保证电机的稳定运行,提高了电机的控制精度和运行效率。

    29、4、本发明的电机失步检测方法在无感的控制状态下进行故障检测,能够更准确地判断电机是否出现故障,从而及时进行维修或更换,避免电机因故障而受到损坏,提高了电机的运行稳定性和使用寿命。

    30、5、本发明的电机失步检测方法可广泛的应用在电机控制系统、电动汽车、风力发电、工业自动化设备等领域。首先,本技术方案可以有效解决电机失步的问题,提高电机的运行稳定性和使用寿命,对于电机控制系统来说具有重要的意义。其次,随着电动汽车市场的快速发展,对电机的性能和可靠性提出了更高的要求,本技术方案的应用可以提高电动汽车的驾驶性能和安全性。再次,风力发电等领域也需要高性能的电机,本技术方案的应用可以提高风力发电的效率和稳定性。最后,工业自动化设备的广泛应用也对电机的性能提出了更高的要求,本技术方案的应用可以提高工业自动化设备的运行效率和精度。因此,本发明的电机失步检测方法具有广阔的市场需求和良好的应用前景。

    31、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。



    技术特征:

    1.一种电机失步检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种电机失步检测方法,其特征在于,n=0.5。

    3.如权利要求1所述的一种电机失步检测方法,其特征在于,uqcal的计算方法如下:

    4.一种电机失步检测装置,其特征在于,包括:

    5.如权利要求4所述的一种电机失步检测装置,其特征在于,n=0.5。

    6.如权利要求4所述的一种电机失步检测装置,其特征在于,所述计算模块计算uqcal的方法如下:

    7.一种伺服电机,其特征在于,包括:权利要求4-6任一项所述的电机失步检测装置,或执行失步检测时采用权利要求1-3任一项所述的电机失步检测方法。


    技术总结
    本发明公开了一种电机失步检测方法,包括以下步骤:计算电机的定子电压的理论值U<subgt;qcal</subgt;;获取电机的定子电压的实际值U<subgt;qpi</subgt;;计算U<subgt;qcal</subgt;和U<subgt;qpi</subgt;的差值与U<subgt;qcal</subgt;的比例,并比较其是否大于阈值n,当其大于n时则判断电机控制器出现失步。本发明提供一种电机失步检测方法,能够有效检测电机是否出现失步现象,从而及时采取相应的措施,避免电机因失步而受到损坏,提高了电机的运行稳定性和使用寿命。

    技术研发人员:王豪,李庆旭,吴作柱,殷立晋,唐鑫波
    受保护的技术使用者:浙江电驱动创新中心有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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