永磁同步電機定子繞組溫度估計的信號注入策略優(yōu)化

劉平 王鑫 孫千志 黃守道 涂春鳴 陽維龍

摘?要：針對永磁同步電機定子繞組在線溫度估計策略與信號注入的優(yōu)化展開研究，分析電機的電氣、機械與熱特性等參數(shù)以及負載在信號注入下對溫度估計精度和輸出轉(zhuǎn)矩脈動的影響，提出直流電壓注入法3要素（信號注入大小、持續(xù)注入時長、注入時間間隔）的優(yōu)化設(shè)定策略，以及提出由頻率自適應(yīng)陷波器和低通濾波器組成的實時信號處理模型以提高估計精度，實現(xiàn)準確溫度觀測的同時降低信號注入對電機運行性能的影響。在不同工況下的研究結(jié)果驗證了理論分析的正確性與優(yōu)化策略的有效性，為基于信號注入法的永磁同步電機定子溫度在線觀測在工程上的應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：永磁同步電機;溫度估計;信號注入;優(yōu)化;信號處理

DOI：10.15938/j.emc.2019.11.003

中圖分類號：TM?341

文獻標志碼：A

文章編號：1007-449X（2019）11-0018-09

收稿日期：?2018-09-23

基金項目：國家自然科學基金（51507055）;湖南省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)科技攻關(guān)與重大成果轉(zhuǎn)化專項項目（2017GK4020）

作者簡介：劉?平（1983—）?，男，博士，講師，研究方向為電動汽車電力電子變換與電機驅(qū)動等;

王?鑫（1992—）?，男，碩士研究生，研究方向為電動汽車驅(qū)動電機控制;

孫千志（1993—）?，男，碩士研究生，研究方向為電動汽車驅(qū)動電機控制;

黃守道（1962—）?，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為電機與系統(tǒng)、新能源發(fā)電技術(shù)等;

涂春鳴（1976—）?，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為電力電子系統(tǒng)與控制等;

陽維龍（1958—）?，男，高級工程師，研究方向為電力變換系統(tǒng)及控制。

通信作者：劉?平

Signal?injection?strategy?optimization?of?stator?winding?temperature?estimation?for?permanent?magnet?synchronous?motor

LIU?Ping1，?WANG?Xin1，?SUN?Qianzhi1，?HUANG?Shoudao1，?TU?Chunming1，?YANG?Weilong2

（1.National?Electric?Power?Conversion?and?Control?Engineering?Technology?Research?Center，?Hunan?University，?Changsha?410082，?China;?2.?Zunyi?Changzheng?Electric?Switch?Equipment?Co.，?Ltd.，?Zunyi?563000，?China）

Abstract：

Optimization?of?the?online?temperature?estimation?strategy?and?signal?injection?of?the?stator?winding?of?permanent?magnet?synchronous?motor?was?carried?out.?The?influences?of?the?electrical，?mechanical?and?thermal?characteristics?of?the?motor?and?the?load?on?the?temperature?estimation?accuracy?and?output?torque?ripple?were?analyzed.?The?optimal?setting?strategy?of?the?three?elements?of?DC?voltage?injection?（signal?injection?size，?continuous?injection?duration，?injection?time?interval），?and?realtime?signal?processing?model?consisting?of?frequency?adaptive?notch?filter?and?lowpass?filter?was?proposed?to?improve?estimation?accuracy?and?accurate?temperature?observation?was?achieved?while?reducing?the?impact?of?signal?injection?on?motor?performance.?The?research?results?under?different?working?conditions?verify?correctness?of?the?theoretical?analysis?and?effectiveness?of?the?optimization?strategy.?It?provides?guidance?for?the?engineering?application?of?permanent?magnet?synchronous?motor?stator?temperature?based?on?signal?injection?method.