一种永磁同步电机退磁检测方法、装置、终端及储存介质与流程

本发明涉及一种永磁同步电机退磁检测方法、装置、终端及储存介质，属于电机驱动控制。

背景技术：

1、永磁同步电机凭借效率高、功率密度高、调速性能好等显著优势在电动工程机械车辆、矿用卡车、新能源商用车得到了广泛应用。

2、然而，永磁同步电机转子永磁体对温度较为敏感。当电机发生频繁堵转、过载运行、温度检测失效等不利因素，定子线圈产生的高温传导到转子永磁体可能会使得永磁体发生不可逆失磁现象甚至完全退磁。其次，恶劣行驶、作业条件下的强振动冲击会引起永磁体内部磁畴方向发生变化，也会导致永磁体发生退磁。另外，当电机运行在极高转速，过大的弱磁电流同样会造成永磁体退磁。永磁同步电机发生退磁故障会导致电机性能严重降低、报废电机等后果。对于将永磁同步电机用作电动车辆驱动电机的场合，电机退磁会严重影响车辆转矩安全，危害驾驶员及周围人员、财产安全，因此通常需要对于永磁同步电机进行退磁检测工作。

3、现有技术的永磁同步电机退磁检测方法，通常需要外置罗氏线圈来精确采集电流信息，硬件成本较高，实现较为困难，且无法实现快速检测工作，影响方法的实用性，不便于推广应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种永磁同步电机退磁检测方法、装置、终端及储存介质，解决现有技术的永磁同步电机退磁检测方法，通常需要外置罗氏线圈来精确采集电流信息，硬件成本较高，实现较为困难，且无法实现快速检测工作，影响方法的实用性的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种永磁同步电机退磁检测方法，包括以下步骤：

4、在永磁同步电机启动前，通过电机驱动器中主控芯片生成正负对称的高频方波电压检测信号；

5、通过电机驱动器中逆变单元将高频方波电压检测信号注入到电机旋转坐标系d-q的d轴；

6、通过电流传感器采集永磁同步电机的三相电流，通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q，并获取d轴的单周期饱和电流差值；

7、持续注入一定周期，根据单周期饱和电流差值计算饱和电流累加值；

8、将饱和电流累加值与设定阈值进行比较，根据比较结果判定永磁同步电机是否发生电磁故障，以完成永磁同步电机的退磁检测工作。

9、进一步的，所述高频方波电压检测信号如下式：

10、

11、式中：为注入电压信号的幅值，t为时间，为高频信号的注入周期，为注入信号的周期序号，为高频方波电压检测信号。

12、进一步的，所述将高频方波电压检测信号注入到电机旋转坐标系d-q的d轴，如下式：

13、

14、式中：为电机旋转坐标系d-q的d轴下注入的高频电压激励信号；为电机旋转坐标系d-q的q轴下注入的高频电压激励信号。

15、进一步的，所述通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q具体包括：

16、将三相电流变换到两相静止坐标系，并获取两相静止坐标系下的电流信号；

17、将两相静止坐标系下的电流信号变换到电机旋转坐标系d-q。

18、进一步的，所述通过电流传感器采集永磁同步电机的三相电流，通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q，并获取d轴的单周期饱和电流差值，具体包括：

19、在预设的时刻进行电流采样，通过电流传感器采集永磁同步电机的三相电流、和；

20、通过如下坐标变换，将、和两相静止坐标系：

21、

22、式中：、为两相静止坐标系下电流信号；

23、通过如下坐标变换，将、变换到电机旋转坐标系d-q：

24、

25、式中：为电机旋转坐标系d-q下d轴的电流信号，为电机旋转坐标系d-q下q轴的电流信号，为转子磁极位置信号；

26、在的时刻进行电流采样，并通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q，获取d轴电流；

27、在的时刻进行电流采样，并通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q，获取d轴电流；

28、所述d轴的单周期饱和电流差值采用下式计算：

29、

30、式中：为d轴的单周期饱和电流差值。

31、进一步的，所述持续注入一定周期，根据单周期饱和电流差值计算饱和电流累加值，具体包括：

32、在第一个注入周期，n为1：

33、

34、连续执行m个注入周期，得到、、………；将、、………进行累加，获取饱和电流累加值。

35、进一步的，所述将饱和电流累加值与设定阈值进行比较，根据比较结果判定永磁同步电机是否发生电磁故障，具体包括：

36、若饱和电流累加值不小于设定阈值，则判定永磁同步电机未发生电磁故障；

37、若饱和电流累加值小于设定阈值，则判定永磁同步电机发生电磁故障。

38、第二方面，本发明提供了一种永磁同步电机退磁检测装置，所述装置包括：

39、生成模块：在永磁同步电机启动前，通过电机驱动器中主控芯片生成正负对称的高频方波电压检测信号；

40、输入模块：通过电机驱动器中逆变单元将高频方波电压检测信号注入到电机旋转坐标系d-q的d轴；

41、第一计算模块：通过电流传感器采集永磁同步电机的三相电流，通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q，并获取d轴的单周期饱和电流差值；

42、第二计算模块：持续注入一定周期，根据单周期饱和电流差值计算饱和电流累加值；

43、检测模块：将饱和电流累加值与设定阈值进行比较，根据比较结果判定永磁同步电机是否发生电磁故障，以完成永磁同步电机的退磁检测工作。

44、第三方面，本发明提供一种终端，包括处理器及存储介质；

45、所述存储介质用于存储指令；

46、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。

47、第四方面，计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。

48、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

49、1、该一种永磁同步电机退磁检测方法，本发明可以准确地实现对永磁同步电机永磁体健康状况的诊断；本发明可以在车辆运行前几百毫秒内完成退磁检测，不影响车辆运行、作业，同时本发明对硬件要求不高，可在常规硬件拓扑的电机驱动器上完成，便于工程实现及推广应用；

50、2、该一种永磁同步电机退磁检测方法，可以在不使用任何额外辅助设备仪器的条件下实现对永磁同步电机永磁体退磁情况的有效检测，市场上现有主流的电机驱动器不具备永磁同步电机退磁故障的诊断能力，本方案对于提高车辆转矩安全、降低事故率、提高产品竞争力起到积极作用。

技术特征：

1.一种永磁同步电机退磁检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机退磁检测方法，其特征在于，所述高频方波电压检测信号如下式：

3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机退磁检测方法，其特征在于，所述将高频方波电压检测信号注入到电机旋转坐标系d-q的d轴，如下式：

4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机退磁检测方法，其特征在于，所述通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q具体包括：

5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机退磁检测方法，其特征在于，所述通过电流传感器采集永磁同步电机的三相电流，通过坐标变换将采集的三相电流变换到电机旋转坐标系d-q，并获取d轴的单周期饱和电流差值，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机退磁检测方法，其特征在于，所述持续注入一定周期，根据单周期饱和电流差值计算饱和电流累加值，具体包括：

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机退磁检测方法，其特征在于，所述将饱和电流累加值与设定阈值进行比较，根据比较结果判定永磁同步电机是否发生电磁故障，具体包括：

8.一种永磁同步电机退磁检测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种终端，其特征在于，包括处理器及存储介质；

10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1~7任一项所述方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种电机驱动控制技术领域的永磁同步电机退磁检测方法、装置、终端及储存介质，旨在解决现有技术中通常需要外置罗氏线圈来精确采集电流信息，硬件成本较高，实现较为困难，且无法实现快速检测工作的问题。其包括在永磁同步电机启动前，通过电机驱动器中主控芯片生成正负对称的高频方波电压检测信号；通过电机驱动器中逆变单元将高频方波电压检测信号注入到电机旋转坐标系d‑q的d轴；本发明可以准确地实现对永磁同步电机永磁体健康状况的诊断；本发明可以在车辆运行前几百毫秒内完成退磁检测，不影响车辆运行，同时本发明对硬件要求不高，可在常规硬件拓扑的电机驱动器上完成，便于工程实现及推广应用。技术研发人员：杨旭,韩冰冰,朱枫受保护的技术使用者：江苏徐工工程机械研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12