新能源与高效节能

本发明公开了直流无刷电机热保护方法，包括以下步骤：根据能量守恒定律计算电机绕组阻值，进而计算出电机绕组的温度；测得电机热力学模型，使用电机热力学模型估计电机绕组温度；结合计算出的电机绕组温度和电机热力学模型估计出的电机绕组温度，对电机绕组实时温度进行推定，并对下一时刻电机绕组温升进行预测；根据绕组温度推定值以及预测值判断是否达到电机绕组温度保护阈值范围；若达到温度保护条件，驱动器降低输出功率，降低电机绕组温升，保证电机绕组温度处于允许绝缘温度之下。本发明无需额外温度传感器、无需记录电机过载运行时间，实时推定电机绕组温度，在提升电机性能的基础上有效防止电机热损坏，增加电机使用寿命。

成果亮点

本发明的技术方案为一种直流无刷电机热保护方法，电机采用SVPWM调制方式驱动，位置、速度、力矩控制使用PID控制器，驱动器中内置温度保护单元，包括以下步骤： S1，根据能量守恒定律计算电机绕组阻值，进而计算出电机绕组的温度； S2，测得电机热力学模型，使用电机热力学模型估计电机绕组温度； S3，结合计算出的电机绕组温度和电机热力学模型估计出的电机绕组温度，对电机绕组实时温度进行推定，并对下一时刻电机绕组温升进行预测； S4，根据绕组温度推定值以及预测值判断是否达到电机绕组温度保护阈值范围； S5，若达到温度保护条件，驱动器降低输出功率，降低电机绕组温升，保证电机绕组温度处于允许绝缘温度之下。

一种直流无刷电机热保护方法的应用前景主要取决于以下几个方面：

技术成熟度：该热保护方法的技术成熟度越高，应用前景就越广阔。只有当技术成熟可靠时，才能保证热保护方法的稳定性和可靠性，从而保护电机不会因过热而损坏。

成本：热保护方法的应用前景也受到其成本的限制。如果热保护方法过于昂贵，那么它的应用将受到限制。因此，该热保护方法需要在保证其可靠性的前提下，降低其成本，以便更好地推广和应用。

功能和性能：该热保护方法需要具备良好的功能和性能，能够准确地监测电机的温度，并在电机过热时及时采取措施保护电机。只有当热保护方法的功能和性能得到充分保障时，才能提高其应用前景。

市场需求：该热保护方法的应用前景还受到市场需求的影响。如果市场对直流无刷电机的热保护有强烈的需求，那么该热保护方法的应用前景就会更加广阔。

综合考虑以上因素，直流无刷电机热保护方法的应用前景非常广阔。特别是在高转速、高转矩的应用场景中，该热保护方法可以有效地保护电机，提高电机的性能和可靠性，带来更好的用户体验。

本发明的有益效果如下：通过电机热力学模型对电机内部绕组温度实时推定并预测下一时刻温度，在电机达到绕组可承受最高温度阈值附近时启动绕组温度保护策略，使电机可继续运行直至达到热平衡状态，并可保证电机不被烧坏。该方法的优点在于电机热力学模型简单易测得，方便灵活，不需要在电机内部增加温度传感器节省电机内部空间及成本，而且只用控制器即可实现，可高效智能化应用在机器人关节控制器中，保证电机在多种工况下安全运行。