一种火炮交流随动系统电机功率过载保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及火炮随动系统，尤其涉及火炮交流随动系统的保护控制。
【背景技术】
[0002] 交流随动系统在高炮、地炮、火箭炮等武器系统中得到了广泛的应用，随着电力电 子技术和计算机技术的发展，交流随动系统的执行电机广泛采用永磁同步电机，控制上由 电流环、速度环和位置环组成。在随动系统启动过程或克服负载阻力的过程中，随动系统的 电机往往工作在功率过载的模式下，即超过了电机的额定功率。过载对于电机来说短时间 是允许的，但功率过载超过一定的限度，如长时间过载，将会加大电机的损耗，甚至烧毁电 机，造成不可逆转的后果。因此，必须对电机的功率过载进行一定条件的限制。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种火炮交流随动系统电机功率过载保护 方法，能够对电机的功率过载进行限制。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
[0005] 第一步，设定持续过载初始值U(k-l) = 0 ;
[0006] 第二步，采集当前时刻k的电机三相定子电流iA(k)、iB(k)、i e(k)，或者采集任意 两相电流通过iA (k) +iB (k) +ie (k) = 0来计算第三相的电流；
[0007] 第三步，计算电机的电流有效值
[0008] 第四步，采集当前时刻k的电机转子的转速ω (k);
[0009] 第五步，计算电机功率过载判定条件，包括以下步骤：
[0010] 第 I 步，计算持续过载 u(k) = u(k-l) + [CTI"s(k) ω (k)-Prated]Ts，其中，Prated为电 机额定功率，Τα为电机功率过载时间，T s为采样周期，CTS电机力矩电流系数；
[0011] 第 II 步，如果 u(k) < 0,则令 u(k) = 0 ;
[0012] 第III步，如果u(k) > (a -l)PratedT。，则向系统输出功率过载保护信号，其中，α为 电机功率过载倍数，Τα为电机功率过载时间；
[0013] 第IV步：令 U(k-l) = u(k)，返回第二步。
[0014] 所述电机功率过载倍数和电机功率过载时间的取值范围为1. 5 < α < 5,（ α -1) Τα彡30s，采样周期Ts< 50ms。
[0015] 本发明的有益效果是：当随动系统工作时，如果遇到负载阻力过大等因素导致电 机输出功率超过额定功率至一定程度，将会输出电机功率过载保护信号，用于随动系统的 警报指示，或者使随动系统停止工作，能有效避免因长时间功率过载损毁电机的风险。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0017] 本发明公开了一种火炮交流随动系统电机功率过载保护实现方法，设电机的额 定功率为Prated，电机功率过载倍数为α，电机功率过载时间为Τα，α和Τα取值范围为 1.5彡α彡5,（α-1)Τα彡30s，采样周期为^'^^(^^，电机力矩电流系数为^火炮 随动系统电机功率过载保护具体实现步骤为：
[0018] 第一步：设定持续过载初始值u(k-l) = 0 ;
[0019] 第二步：采集当前时刻（k时刻）电机三相定子电流iA(k)、iB(k)、i c(k)，或者采集 任意两相电流通过iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0来计算第三相的电流。
[0020] 第三步：计算电机的电流有效值
[0022] 第四步，采集当前时刻（k时刻）电机转子的转速ω (k)
[0023] 第五步：计算电机功率过载判定条件，该步骤分四个小步骤实现：
[0024] 第I步：计算持续过载表达式
[0026] 其中，Prated为电机额定功率。
[0027] 第II步：如果u (k) < 0,则令
[0028] u(k) = 0
[0029] 第III步：如果u(k) > (a -l)PMtedT。，则向系统输出功率过载保护信号；
[0030] 第IV步：令 u(k-l) = u(k)，返回第二步。
[0031] 实施例1 :
[0032] 设电机的额定功率PMted= 2kW，电机功率过载倍数a = 1. 5,电机功率过载时间 Τα = 60s，电机力矩电流系数C τ= 0. 601Nm/A，采样周期T s= 5ms，则火炮随动系统电机功 率过载保护具体实现步骤为：
[0033] 第一步：设定持续过载初始值u(k-l) = 0 ;
[0034] 第二步：采集当前时刻（k时刻）电机三相定子电流iA(k)、iB(k)、i c(k)，或者采集 任意两相电流通过iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0来计算第三相的电流。
[0035] 第三步：计算电机的电流有效值
[0037] 第四步，采集当前时刻（k时刻）电机转子的转速ω (k)
[0038] 第五步：计算电机功率过载判定条件，该步骤分四个小步骤实现：
[0039] 第I步：计算持续过载表达式
[0040] u(k) = u(k-l) + [0. 601 Irns(k) ω (10-2000] X0. 005
[0041 ] 其中，Prate为电机额定功率。
[0042] 第II步：如果u (k) < 0,则令
[0043] u(k)=(
[0044] 第III步：如果u(k) > (a -l)PMtedTa = 60000J，则向系统输出功率过载保护信号；
[0045] 第IV步：令 u(k-l) = u(k)，返回第二步。
[0046] 实施例2 :
[0047] 设电机的额定功率Prated= 2kW，电机功率过载倍数α = 5,电机功率过载时间Τ α=7. 5s，电机力矩电流系数CT= 0. 601Nm/A，采样周期Ts= 5ms，则火炮随动系统电机功率 过载保护具体实现步骤为：
[0048] 第一步：设定持续过载初始值u(k-l) = 0 ;
[0049] 第二步：采集当前时刻（k时刻）电机三相定子电流iA(k)、iB(k)、i e(k)，或者采集 任意两相电流通过iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0来计算第三相的电流。
[0050] 第三步：计算电机的电流有效值
[0052] 第四步，采集当前时刻（k时刻）电机转子的转速ω (k)
[0053] 第五步：计算电机功率过载判定条件，该步骤分四个小步骤实现：
[0054] 第I步：计算持续过载表达式
[0055] u(k) = u(k-l) + [0. 601 Irns(k) ω (10-2000] X0. 005
[0056] 其中，为电机额定功率。
[0057] 第II步：如果u (k) < 0,则令
[0058] u(k) = 0
[0059] 第III步：如果u(k) > (a -l)P_dTa = 60000J，则向系统输出功率过载保护信号；
[0060] 第IV步：令 U(k-l) = u(k)，返回第二步。
【主权项】
1. 一种火炮交流随动系统电机功率过载保护方法，其特征在于包括下述步骤： 第一步，设定持续过载初始值U化-1) =O ; 第二步，采集当前时刻k的电机S相定子电流i,化)、ie化)、ic似，或者采集任意两相 电流通过Ia似+ie似+it似=O来计算第；相的电流； 第=步，计算电机的电流有效值第四步，采集当前时刻k的电机转子的转速O化）； 第五步，计算电机功率过载判定条件，包括W下步骤： 第I步，计算持续过载u(k)=U(k-l)+[CTlfms似《似-PutjTs，其中，Pfated为电机额 定功率，T。为电机功率过载时间，Tg为采样周期，CT为电机力矩电流系数； 第II步，如果U似< 0,则令U似=O; 第III步，如果u(k)>(a-1化。tpdT。，则向系统输出功率过载保护信号，其中，a为电机 功率过载倍数，T。为电机功率过载时间； 第IV步：令U化-1) =UGO，返回第二步。2. 根据权利要求1所述的火炮交流随动系统电机功率过载保护方法，其特征在于：所 述电机功率过载倍数和电机功率过载时间的取值范围为1. 5《a《5,（a-1)T。^ 30s， 采样周期50ms。
【专利摘要】本发明提供了一种火炮交流随动系统电机功率过载保护方法，当随动系统工作时，如果遇到负载阻力过大等因素导致电机输出功率超过额定功率至一定程度，将会输出电机功率过载保护信号，用于随动系统的警报指示，或者使随动系统停止工作，能有效避免因长时间功率过载损毁电机的风险。
【IPC分类】H02H7/085
【公开号】CN105375440
【申请号】CN201510718370
【发明人】李长红
【申请人】中国兵器工业集团第二O二研究所
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月30日