一种伺服电机转子温度计算方法及电流泄放电路与流程

本发明涉及伺服电机领域，尤其涉及一种伺服电机转子温度计算方法及电流泄放电路。

背景技术：

1、伺服电机是一种能够在接收到控制信号时精确控制位置、速度和加速度的电机。它通常与位置传感器结合使用，以实现闭环控制系统，确保电机达到期望的位置或速度。伺服电机被广泛应用于自动化系统、机器人技术、数控设备、无人机等领域，要求高精度和可靠性的运动控制任务；

2、由于励磁磁场由永磁体提供，因此伺服电机的性能高度依赖于永磁体(pm)温度；当永磁体温度升高到一定值时，就会发生不可逆退磁，因此，检测转子中永磁体的温度对于防止伺服电机性能下降非常重要；

3、另外在伺服电机急停或是停止状态空转下，则会电流瞬间上升，因此对电流的泄放也较为重要，不然会因电流过大而烧坏伺服电机。

技术实现思路

1、鉴于以上技术问题，本发明提供了一种伺服电机转子温度计算方法及电流泄放电路，以解决现有技术中的问题。

2、本公开的其他特征和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

3、根据本发明的一方面，公开一种伺服电机转子温度计算方法，该方法包括：

4、根据转子在伺服电机的基本方程式描述为：

5、vd＝rid+pldid-ωlqiq，

6、vq＝riq+plqiq+ω(ldid+λm)，

7、其中，vd和vq分别是d轴和q轴电压，id和iq是d轴和q轴电流，p是微分算子，ld和lq是d轴和q轴定子电感，r为定子电阻，ω为转子电角速度，λm表示磁链；

8、由于λm只存在于q轴方程中，因此q轴电压方程可写为：

9、

10、磁链与永磁体pm温度之间的线性关系可表示为：

11、

12、其中tr和t0分别为转子温度和室温，和分别为室温和实际转子温度下的磁链，β为磁通热系数；

13、因此，转子内永磁体pm温度可表示为：

14、

15、则通过永磁体pm温度计算得出转子的温度。

16、进一步的，一种伺服电机转子温度计算方法还包括：绕组电阻与绕组温度之间的关系可表示如下：

17、r＝r0[1+α(t2-t0)]，

18、则，绕组电阻值与温度成线性关系，α为定子绕组的温度系数，t2和t0为实际绕组温度和室温，r和r0分别表示t2和t0时的绕组电阻值。

19、进一步的，计算所述定子电感的方程式可以为：

20、

21、其中，r是已知值，需要测量ω、id和iq的值。

22、进一步的，计算所述定子电感的方程式可以表示为：

23、

24、则有减去得到误差方程式：

25、

26、其中，ed和δ(1/l)分别表示参考模型和自适应模型之间d轴电流和电感的差异。

27、进一步的，计算所述磁链的方程式可以为：

28、

29、其中，λm是未知值，ω和vq是测量参数，iq和λm的计算值可以表示为：

30、

31、进一步的，通过所述减去可以得到以下方程式：

32、

33、其中，eq和δλm分别表示参考模型和自适应模型之间q轴电流和磁链的差异。

34、根据本公开的另一方面，提供一种伺服电机电流限放电路，包括如上述的方法，所述电流限放电路包括：

35、hdc端，所述hdc端包括为伺服电机急停产生的反向电动势电压，或伺服电机停止状态下空转产生的反向电动势电压；

36、比较电路，所述比较电路包括比较器、分压电路，所述分压电路将hdc端输入的反向电动势电压进行分压输入至比较器中，所述比较器对分压进行比较，则输出高电平或低电平；

37、第一开关电路，所述第一开关电路的输入端连接比较器的输出端，所述第一开关电路输入端输入高电平导通或输入低电平截止；

38、泄放电路，所述泄放电路包括第一mos管v1、多个泄放电阻；所述第一mos管v1的删极与第一开电路的输出端电性连接，多个所述泄放电阻的第一公共端与第一mos管v1的漏极电性连接，多个所述泄放电阻的另一公共端与hdc端电性连接，所述第一mos管v1的源极接地，

39、其中，在第一开关电路导通时，则第一mos管导通，所述hdc端的反向电动势电压经泄放电阻、第一mos管的漏极和源极到地进行泄放。

40、进一步的，多个所述泄放电阻包括电阻rs1、电阻rs2。

41、进一步的，所述hdc端还包括为输入伺服电机总电压。

42、进一步的，所述第一开关电路包括电阻r149和三极管q37组成的电路。

43、本公开的技术方案具有以下有益效果：

44、(1)、本发明通过磁链与永磁体pm温度之间的线性关系，从而得出转子内永磁体pm温度的计算公式，并通过公式得出转子的温度，而通转子的温度可以了解到伺服电机的运转性能情况；

45、(2)另外通过分压电路将hdc端输入的反向电动势电压进行分压输入至比较器中，所述比较器对分压进行比较，则输出高电平或低电平，第一开关电路输入端输入高电平导通或输入低电平截止，因此有第一开关电路导通时，则第一mos管导通，所述hdc端的反向电动势电压经泄放电阻、第一mos管的漏极和源极到地进行泄放，从而保证伺服电机在急停或是伺服电机停止状态下空转下对电机的保护；

46、综合(1)和(2)从而使伺服电机的正常运行或是出现急停或是伺服电机停止状态下，保证了高性的保护，从而提高伺服电机的使用寿命和高性能运行。

技术特征：

1.一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，一种伺服电机转子温度计算方法还包括：绕组电阻与绕组温度之间的关系可表示如下：

3.根据权利要求2所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，计算所述定子电感的方程式可以为：

4.根据权利要求3所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，计算所述定子电感的方程式可以表示为：

5.根据权利要求4所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，计算所述磁链的方程式可以为：

6.根据权利要求5所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，通过所述减去可以得到以下方程式：

7.一种伺服电机电流限放电路，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的一种伺服电机转子温度计算方法的电流限放电路，所述流限放电路包括：

8.根据权利要求1所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，多个所述泄放电阻包括电阻rs1、电阻rs2。

9.根据权利要求1所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，所述hdc端还包括为输入伺服电机总电压。

10.根据权利要求1所述的一种伺服电机转子温度计算方法，其特征在于，所述第一开关电路包括电阻r149和三极管q37组成的电路。

技术总结本发明属于新能源领域，提供了一种伺服电机转子温度计算方法及电流泄放电路。电流泄放电路包括：HDC端，所述HDC端包括为伺服电机急停产生的反向电动势电压，或伺服电机停止状态下空转产生的反向电动势电压；比较电路，所述比较电路包括比较器、分压电路，所述分压电路将HDC端输入的反向电动势电压进行分压输入至比较器中，所述比较器对分压进行比较，则输出高电平或低电平；第一开关电路，所述第一开关电路的输入端连接比较器的输出端，所述第一开关电路输入端输入高电平导通或输入低电平截止；泄放电路，所述泄放电路包括第一MOS管V1、多个泄放电阻。技术研发人员：郑广飞,陈耿坤,曾瑜受保护的技术使用者：深圳市天浩威科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25