永磁同步电机转子温度的高精度实时预测

在电动车长时间、高负荷运行的过程中，永磁同步电机的转子温度控制成为了一个不容忽视的问题。过高的转子温度不仅会影响电机的性能和寿命，甚至可能引发安全事故。

01  永磁同步电机面临的挑战

在电动车的运行过程中，控制器收到的温度监测信号只有定子的温度，然而转子在高速运行工况下，转子的温度可能会迅速上升，如果电机散热方式是水冷散热，且此时进入ASC，在强大电流下，退磁现象很有可能发生。

02  转子温度高精度实时预测方法

为了解决上述问题，各大电控的厂家开始开发转子温度高精度实时预测方法。该方法通过实时监测永磁同步电机的运行数据，实现了对转子温度的实时预测和控制。

具体来说，该方法主要包括以下几个步骤：

1 数据采集

首先，通过传感器实时采集永磁同步电机在运行时定子在两相静止坐标系中的电流和电压数据。这些数据是后续计算和分析的基础。

2 定子磁链计算

根据采集到的电流和电压数据，利用电机的工作原理和数学模型，计算出定子在两相静止坐标系中对应的参考定子磁链。然后，将这一参考定子磁链转换为在dq坐标系的d轴上的定子磁链，作为当前定子磁链。

3 转子磁链确定

基于当前定子磁链和电机的数学模型，利用特定的算法和计算方法，确定出永磁同步电机的转子对应的当前转子磁链。

4 转子温度估算

最后，根据永磁同步电机的转子温度为参考温度时的参考转子磁链以及当前转子磁链，结合电机的磁链温度系数等参数，其中此联温度系数需要通过标定来得到，标定需要做特殊转子监控温度，示意图如下。通过特定的算法和计算公式，估算出永磁同步电机在运行时的当前转子温度。

在整个过程中，数据的采集和处理、定子磁链的计算、转子磁链的确定以及转子温度的估算等各个环节都紧密相连、相互依存，形成了一个完整的闭环控制系统。通过这个系统，可以实现对永磁同步电机转子温度的实时预测和控制，确保电机在复杂的工作环境中稳定运行，下图是实际结果。 

03  技术优势与实际应用

转子温度高精度实时预测方法具有显著的技术优势。

▶  首先，该方法实现了对转子温度的实时预测和控制，为电机的温度监控和预警提供了重要支持。

▶  其次，该方法可以应用于不同类型的永磁同步电机和不同的工作环境，具有较强的通用性和可扩展性。

▶  最后，通过转子温度时时预测，可建立多花样的降额策略，这样可以适当降低磁钢牌号，达到降本目的。

总体而言，转子温度的高精度实时预测能力已成为现代电控系统不可或缺的关键技术之一。在这一领域，联电凭借其早期的进入和丰富的数据积累，展现出了显著的优势。联电作为先行者，不仅起步早，而且积累了丰富的实践经验，使其在这一技术上处于领先地位。尽管其他公司也在努力研发类似的技术，但效果尚未达到理想状态。这主要是因为实现高精度预测需要对复杂的数据进行精确的标定，而这一过程颇具挑战性，因此导致部分公司的技术表现相对逊色。