永磁同步电机转子温度如何检测？

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电机转子温度是一个对电机性能和安全性有重要影响的关键因素。然而，目前很多电驱并不具备转子温度评估的功能。在整车厂对控制精度要求越来越高的背景下，转子温度估算显得尤为重要。



转子结构

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为什么需要转子温度估算

转子温度对扭矩产生影响

永磁同步电机转子温度与扭矩的关系可以简单描述为：

扭矩（T）=电流（I）×磁通（Φ）

其中，电流（I）是电机的输入量，磁通（Φ）与转子温度有关。当转子温度升高时，磁钢的Br会下降，磁通（Φ）会减小，从而影响扭矩（T）的输出。因此，转子温度与扭矩之间存在负相关关系，即随着转子温度的升高，扭矩输出会降低。



电机温度与扭矩关系图

估算转子温度有助于保护转子不退磁

水冷电机对转子的冷却效果有限，因此常常出现定子温度冷却下来后转子温度依旧很高的现象。转子温度过高会对磁钢产生退磁现象，影响电机性能。如果能有效知道转子的温度，可以对转子做一些保护策略，防止转子过热带来的退磁影响。



磁钢退磁曲线

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电控对温度估算的难点



电机扭矩控制示意图

?  标定要求增加：如上所述，如果加入温度变量，就需要非常精确地知道转子的温度。目前大家对转子温度测量的方式是红外遥感，这个方式要非常注意屏蔽，不然温度出来精确度不高，也就等于白标定了。

?   对控制要求较高：控制的磁链是事先写好的，但是由于每台电机存在差异每台电机的磁链必然有所不同，如果控制算法的冗余性不高或者原材料一致性得不到保证其实有没有这个意义也不大因为估算的温度也不准。

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总结

为了提高电机性能和安全性，控制器需要具备对转子温度的监测和调控能力。通过精确地监测和控制转子的温度我们可以保护永磁体免受高温损害维持电机的稳定运行。此外通过对转子温度的监控我们还可以预测电机的性能变化及时发现并解决潜在问题。

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