一种用于瞬时过载的盘式无铁芯永磁电机控制方法与流程

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种用于瞬时过载的盘式无铁芯永磁电机控制方法。

背景技术：

1、随着电力电子技术的发展和永磁材料的进步，盘式无铁芯永磁电机控制技术应运而生，有效解决瞬时过载问题，提高电机的性能和效率，减少能源浪费和设备损坏，为电机的应用提供了更广阔的空间和可能性。

2、中国专利申请公开号：cn113765258a，公开了如下内容，该发明公开了一种复合多向无铁芯盘式电机，包括定子绕组，所述定子绕组采用线圈连接而成；电机转子，所述电机转子包括镜像设置的永磁体、设置在所述永磁体上的转子磁轭，所述定子绕组设置在所述永磁体之间；通过采用两组阿尔法线圈连接作为定子绕组，相对传统利茨线圈拥有无铁芯这一特点，可以有效地提高电机的过载能力，增强其功率，相对于传统的具有铁芯的盘式电机，该发明具有重量轻、散热好、功率密度高等特点，且相对现有技术，其噪声大大减小。

3、但是，现有技术中还存在以下问题：

4、在现有技术中，在盘式无铁芯永磁电机驱动压缩机关节运行时，在靠近运行终点时受到压缩机内气体的运动惯性的影响，易发生瞬时过载，进而对电机以及压缩机产生不良影响，现有的盘式无铁芯永磁电机未考虑上述因素，自适应调整对电机的供电能力，提高电机对瞬时过载的适应能力，保障电机的正常运行，进而提高压缩机运行的稳定性。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种用于瞬时过载的盘式无铁芯永磁电机控制方法，用以克服现有技术中盘式无铁芯永磁电机驱动压缩机关节运行时，在靠近运行终点时受到压缩机内气体的运动惯性的影响，易发生瞬时过载，对电机以及压缩机产生不良影响的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种用于瞬时过载的盘式无铁芯永磁电机控制方法，其包括：

3、步骤s1，获取用以驱动所述压缩机动作的盘式电机的运行参数，以及，获取设置在所述压缩机内用以检测所述压缩机输出气体的压力的压力检测单元所检测的压力值；

4、步骤s2，基于所述压力检测单元所检测的压力值以及所述盘式电机的运行参数计算载荷表征系数，基于所述载荷表征系数确定是否需对所述盘式电机的供电参数进行调整，所述运行参数包括所述盘式电机的实际转速以及输出的力矩，所述供电参数包括对所述盘式电机的供电电流以及供电电压；

5、步骤s3，对所述盘式电机的供电参数进行调整，其中，

6、在所述压缩机执行预定动作前，获取所述压缩机的活动压缩单元执行所述预定动作的预定运行轨迹，基于所述载荷表征系数确定安全调整距离，并基于所述安全调整距离以及所述预定运行轨迹的末端节点从所述预定运行轨迹中确定惯性影响节点，并确定所述惯性影响节点的空间坐标；

7、以及，在所述压缩机的活动压缩单元的末端实际运行至所述惯性影响节点对应的空间坐标时基于所述载荷表征系数调整所述盘式电机的供电参数；

8、步骤s4，在所述压缩机的末端运行至所述惯性影响节点对应的空间坐标时，通过红外图像采集所述盘式电机的温度，基于温度变化速率判定是否需进行过载保护，并在需进行过载保护时控制所述盘式电机执行过载保护动作。

9、进一步地，所述步骤s2中，基于所述压力检测单元所检测的压力值以及所述盘式电机的运行参数根据公式(1)计算载荷表征系数k，

10、

11、公式(1)中，f表示盘式电机输出的力矩，f0表示预设的力矩阈值，v表示盘式电机的实际转速，v0表示预设的转速阈值，m表示所述压力检测单元所检测的压力值，m0表示预设的压力阈值。

12、进一步地，所述步骤s2中，基于所述载荷表征系数确定是否需对所述盘式电机的供电参数进行调整，其中，

13、将所述载荷表征系数与预设的第一载荷表征系数对比阈值进行对比，

14、若所述载荷表征系数大于预设的第一载荷表征系数对比阈值，则判定需对所述盘式电机的供电参数进行调整。

15、进一步地，所述步骤s3中，获取所述压缩机的活动压缩单元执行所述预定动作的预定运行轨迹，其中，

16、选定坐标系原点，以所述坐标系原点为基准构建空间坐标系，在所述空间坐标系中构建预定运行轨迹。

17、进一步地，所述步骤s3中，基于所述载荷表征系数确定安全调整距离，其中，

18、设有基于所述载荷表征系数确定所述安全调整距离的若干安全调整距离确定方式，各所述安全调整距离确定方式所确定的安全调整距离不同。

19、进一步地，所述步骤s3中，基于所述安全调整距离以及所述预定运行轨迹的末端节点从所述预定运行轨迹中确定惯性影响节点，其中，

20、逐个从所述预定运行轨迹中选定轨迹点，并计算所选定轨迹点与所述末端节点间预定运行轨迹段的长度，若所述预定运行轨迹段的长度与所述安全调整距离相同，则将所选定轨迹点确定为惯性影响节点。

21、进一步地，所述步骤s3中，基于所述载荷表征系数调整所述盘式电机的供电参数，其中，

22、调整所述盘式电机的供电电压，所述盘式电机的供电电压的调整量为基于所述载荷表征系数所确定；

23、以及，调整所述盘式电机的供电电流，所述盘式电机的供电电流的调整量为基于所述载荷表征系数所确定。

24、进一步地，所述步骤s4中基于温度变化情况判定是否需进行过载保护，其中，

25、获取所述盘式电机的温度变化速率，将所述温度变化速率与预设的温度变化速率阈值进行对比，

26、若所述温度变化速率大于预设的温度变化速率阈值，则判定需进行过载保护。

27、进一步地，所述步骤s4中，控制所述盘式电机执行过载保护动作，其中，

28、执行过载保护动作时包括切断所述盘式电机的电源。

29、进一步地，所述步骤s3中，还包括实时采集所述压缩机末端的实际空间坐标，以判定所述压缩机末端是否运行至所述惯性影响节点对应的空间坐标。

30、与现有技术相比，本发明通过获取驱动压缩机动作的盘式电机的运行参数，以及，获取检测压缩机输出气体的压力的压力检测单元所检测的压力值，基于压力值以及盘式电机的运行参数计算载荷表征系数，以确定是否需对盘式电机的供电参数进行调整，对盘式电机的供电参数进行调整，在压缩机的末端运行至惯性影响节点对应的空间坐标时，通过红外图像采集盘式电机的温度，基于温度变化速率判定是否需进行过载保护，并在需进行过载保护时控制所述盘式电机执行过载保护动作，提高了电机对瞬时过载的适应能力，减少惯性影响，保障电机的正常运行，进而提高压缩机运行的稳定性。

31、尤其，本发明中，基于压缩机输出气体的压力值以及盘式电机的运行参数计算载荷表征系数，载荷表征系数考虑了压缩机输出气体的压力值以及盘式电机的运行参数，压缩机输出气体的压力值表征了压缩机内气体运动惯性的大小，盘式电机的运行参数表征了盘式电机在运行时所承受的载荷，在实际情况中，若压缩机内气体运动惯性越大，盘式电机在运行时所承受的载荷越大，在运行至终点进行停止的过程中盘式电机越易发生瞬时过载，因此，本发明通过载荷表征系数将上述情况数据化，便于提前预知盘式电机是否会发生瞬时过载以提前采取措施，进而提高电机对瞬时过载的适应能力。

32、尤其，本发明中，基于载荷表征系数确定安全调整距离，在实际情况中，若载荷表征系数越大，盘式电机发生的瞬时过载的强度越大，削弱瞬时过载所需的时间越长，即从采取削弱瞬时过载措施至压缩机到达预定运行轨迹的末端节点之间所需的时间越长，在压缩机的活动压缩单元执行预定动作的移动速度一定的情况下，采取削弱瞬时过载措施时对应的预定运行轨迹的节点与末端节点之间的距离，即安全调整距离越大，保证了对盘式电机瞬时过载的处理效果，提高了电机对瞬时过载的适应能力，减少惯性影响，提高了压缩机运行的稳定性。

33、尤其，本发明中，基于载荷表征系数调整盘式电机的供电参数，在实际情况中，若载荷表征系数越大，盘式电机发生的瞬时过载的强度越大，应增大对盘式电机的供电参数，以提供更多的电流和转矩，使得盘式电机能够应对瞬时过载，保证电机的正常运行，避免因瞬时过载而导致的故障和损坏。

34、尤其，本发明中，基于温度变化速率判定是否需进行过载保护，在实际情况中，当盘式电机承受瞬时过载时，内部的电流和功率会急剧增加，导致盘式电机的温度迅速升高，损坏盘式电机，通过采取过载保护措施，可以及时停止盘式电机的运行，防止盘式电机因瞬时过载而过热，保护盘式电机的绝缘材料、轴承和绕组等关键部件，延长盘式电机的使用寿命，提高盘式电机的可靠性和安全性以及压缩机运行的稳定性。