永磁电动机降级诊断系统的制作方法
【专利说明】永磁电动机降级诊断系统
【背景技术】
[0001] 永磁电动机为其中电动机用于驱动制冷压缩机的应用提供了明显的潜在益处，包 括增强的效率、功率密度和速度控制精度。运样的电动机也呈现出控制和诊断的挑战。必 须控制运样的电动机的磁性材料的溫度W避免来自可W例如由不适宜的冷却或增加的定 子或转子损耗引起的提升的溫度条件的损坏。另外，一些应用呈现出对磁体的化学或机械 攻击的风险。用于控制和诊断永磁电动机的常规技术忍受许多缺陷，除其它缺陷之外，包括 不精确性、计算复杂性和低效性、频率相关性、响应速度和微处理器负担划分操作。存在对 于本文所公开的独特且有创造性的控制和诊断的需要。
[000引 公开内容 为了清楚地、简明地且准确地描述本发明的示例性实施例、做出和使用所述示例性实 施例的方式和过程的目的，并且为了使得能够实践、做出和使用所述示例性实施例，现在将 对某些示例性实施例做出参考，包括在图中图示的那些，并且特定语言将被用于描述所述 示例性实施例。应当理解的是，没有由此创建对本发明的范围的限制，并且本发明包括并且 保护如本发明所设及的领域的技术人员将容易想到的示例性实施例的运样的更改、修改和 另外的应用。
【发明内容】
[0003] 公开了用于永磁电动机磁体降级和损坏控制和诊断的独特控制和诊断技术。某些 示例性实施例基于所感测到的电动机的电流和电压信息确定永磁电动机的q轴电流、d轴 电流、q轴电压和/或d轴电压，并且利用该信息确定通量信息。通量信息可W用在评估多 个电动机磁体的集体状态条件和评估多个电动机磁体的子集的局部化状态条件中。评估可 W用于标识可能作为提升的溫度条件、物理降级或化学降解的结果发生的对一个或多个磁 体的降级或损坏。另外的实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将从W下描述和附图 变得显而易见。
【附图说明】
[0004] 图1是示例性冷却器系统的示意图。
[0005] 图2是示例性可变频率驱动器和永磁电动机的示意图。
[0006] 图3和4是图示了示例性控制和诊断过程的流程图。
[0007] 图5是局部化通量信息的图表。
[0008] 图6是集体通量信息的图表。
【具体实施方式】
[0009] 参照图1，图示了示例性冷却器系统100,其包括包含压缩机110、冷凝器120和蒸 发器130的制冷剂回路。制冷剂在从压缩机110到冷凝器120到蒸发器130并且回到压缩 机110的闭合回路中流过系统100。各种实施例还可W包括附加的制冷剂回路元件，包括例 如用于控制制冷剂流动的阀口、制冷剂过滤器、节能器、油分离器和/或冷却部件W及用于 各种系统部件的流动路径。
[0010] 压缩机110由包括永磁电动机170的驱动单元150驱动，永磁电动机170由可变 频率驱动器155驱动。在所图示的实施例中，可变频率驱动器155被配置成输出=相PWM 驱动信号，并且电动机170是表面磁体永磁电动机。还设想到可变频率驱动器和永磁电动 机的其它类型和配置的使用，诸如内部磁体永磁电动机。应当领会的是，本文所公开的原理 和技术可W应用于多种多样的驱动器和永磁电动机配置。
[0011] 冷凝器120被配置成从接收自压缩机110的经压缩的冷凝剂转移热量。在所图示 的实施例中，冷凝器120是水冷冷凝器，其在入口 121处接收冷却水，从冷凝剂向冷却水转 移热量，并且在输出122处输出冷却水。还设想到可W利用其它类型的冷凝器，例如气冷冷 凝器或蒸发冷凝器。还应当领会的是，本文对水的引用包括包含附加组分的水溶液，除非W 其它方式进行限制。
[0012] 蒸发器130被配置成从冷凝器120接收制冷剂，使所接收的制冷剂膨胀W降低其 溫度并且将热量从经冷却的介质转移到制冷剂。在所图示的实施例中，蒸发器130被配置 为水冷却器，其接收提供到入口 131的水，将热量从水转移到制冷剂，并且在出口 132处输 出冷冻水。设想到可W利用许多特定类型的蒸发器和冷却器系统，尤其包括干膨胀式蒸发 器、液流类型蒸发器、裸管蒸发器、板表面蒸发器和翅片式蒸发器。
[0013] 冷却器系统100还包括向可变频率驱动器155输出控制信号W控制电动机170和 压缩机110的操作的控制器160。控制器160还接收关于驱动单元150的操作的信息。在 示例性实施例中，控制器160接收设及电动机电流、电动机端子电压和/或电动机的其它操 作特性的信息。应当领会的是，本文所描述的控制、控制例程和控制模块可W使用硬件、软 件、固件及其各种组合实现并且可W利用存储在非暂时性计算机可读介质或多个非暂时性 计算机可读介质中的可执行指令。还应当理解的是，控制器160可WW各种形式提供并且 可W包括许多硬件和软件模块W及诸如本文所公开的那些之类的部件。
[0014] 参照图2,图示了用于可变频率驱动器200的示例性电路图。驱动器200连接到电 力源210,例如400/480VAC公用电源，其向线路滤波器模块220提供S相AC电力。线路滤 波器模块220被配置成提供谐波阻尼W减轻可W由从驱动部件到电力源210的谐波反馈引 起的损耗。线路滤波器模块220向整流器290输出S相AC电力，整流器290将AC电力转换 成DC电力并且将DC电力提供给DC总线291。DC总线连接到反相器280。为了图示和描述 的清楚性，整流器290、DC总线291和反相器280被示出为分立的块。然而应当领会的是， 运些部件中的两个或更多可W提供在还可W包括各种附加电路和部件的公共模块、板或板 组件中。还应当理解的是，诸如12脉冲、18脉冲、24脉冲或30脉冲整流器之类的多个脉冲 整流器可W连同提供用于6脉冲、12脉冲、18脉冲、24脉冲或30脉冲操作的适当相位输入 的移相变压器一起使用。
[0015] 反相器模块280包括连接到DC总线291的正和负线的开关285、286和287。开关 285、286和287优选地配置为基于IGBT和二极管的开关，但是也可W利用其它类型的功率 电子学开关部件，诸如功率MOSFET或其它电学开关器件。开关285、286和287向电动机端 子275、276和277提供输出。电流传感器281、282和283被配置成检测从反相器模块280 流动到电动机270的电流并且向ID模块293发送电流信息。电压传感器也在操作上与电 动机端子275、276和277禪合并且被配置成从电动机端子向ID模块293提供电压信息。
[0016] ID模块293包括结合电流感测使用的负担电阻器W设置最终提供给模拟到数字 转换器W供进一步处理的电流信号上的缩放水平。ID模块293通过使用设置在ID模块293 上的硬件中的标识位告知V抑大小是多少（即在当前后ADC上使用什么类型的缩放)。ID模 块293还将电流和电压信息输出到口驱动模块250,并且还向口驱动模块250提供标识信 息，其标识口驱动模块250连接到的负载的类型和大小。ID模块293还可W向口驱动模块 250提供电流感测电源状态信息。在其它实施例中，ID模块293还可W提供用于诸如电压 或通量信号之类的其它参数的缩放功能。
[0017] 口驱动模块250向DSP模块260的模拟到数字转换器输入提供所感测到的电流和 电压信息。DSP模块260处理所感测到的电流和电压信息并且还向口驱动模块250提供控 制信号，n驱动模块250控制信号口驱动模块250向升压模块251、252和253输出电压，升 压模块251、252和253进而向开关285、286和287输出经升压的电压。提供给开关285、 286和287的信号进而控制提供给电动机270的端子275、276和277的输出。
[0018] 电动机270包括定子271、转子273和转子与定子之间的气隙272。电动机端子 275、276和277连接到提供在定子271中的绕组。转子273包括多个永磁体274。在所图 示的实施例中，磁体274被配置为定位在转子273的圆周附近的表面永磁体。典型地使用 永磁体W诸如在转子的表面处存在基本上恒定的磁通量的运种方式构造转子。在利用转子 的旋转的操作中，形成定子中的绕组的电导体布置成产生正弦磁链。其它实施例还设想到 其它磁体配置的使用，诸如内部磁体