一種火炮交流隨動系統(tǒng)電機功率過載保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及火炮隨動系統(tǒng)，尤其涉及火炮交流隨動系統(tǒng)的保護控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 交流隨動系統(tǒng)在高炮、地炮、火箭炮等武器系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，隨著電力電 子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，交流隨動系統(tǒng)的執(zhí)行電機廣泛采用永磁同步電機，控制上由 電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)組成。在隨動系統(tǒng)啟動過程或克服負(fù)載阻力的過程中，隨動系統(tǒng)的 電機往往工作在功率過載的模式下，即超過了電機的額定功率。過載對于電機來說短時間 是允許的，但功率過載超過一定的限度，如長時間過載，將會加大電機的損耗，甚至燒毀電 機，造成不可逆轉(zhuǎn)的后果。因此，必須對電機的功率過載進行一定條件的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種火炮交流隨動系統(tǒng)電機功率過載保護 方法，能夠?qū)﹄姍C的功率過載進行限制。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：
[0005] 第一步，設(shè)定持續(xù)過載初始值U(k-l) = 0 ;
[0006] 第二步，采集當(dāng)前時刻k的電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、i e(k)，或者采集任意 兩相電流通過iA (k) +iB (k) +ie (k) = 0來計算第三相的電流；
[0007] 第三步，計算電機的電流有效值
[0008] 第四步，采集當(dāng)前時刻k的電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ω (k);
[0009] 第五步，計算電機功率過載判定條件，包括以下步驟：
[0010] 第 I 步，計算持續(xù)過載 u(k) = u(k-l) + [CTI"s(k) ω (k)-Prated]Ts，其中，Prated為電 機額定功率，Τα為電機功率過載時間，T s為采樣周期，CTS電機力矩電流系數(shù)；
[0011] 第 II 步，如果 u(k) < 0,則令 u(k) = 0 ;
[0012] 第III步，如果u(k) > (a -l)PratedT。，則向系統(tǒng)輸出功率過載保護信號，其中，α為 電機功率過載倍數(shù)，Τα為電機功率過載時間；
[0013] 第IV步：令 U(k-l) = u(k)，返回第二步。
[0014] 所述電機功率過載倍數(shù)和電機功率過載時間的取值范圍為1. 5 < α < 5,（ α -1) Τα彡30s，采樣周期Ts< 50ms。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：當(dāng)隨動系統(tǒng)工作時，如果遇到負(fù)載阻力過大等因素導(dǎo)致電 機輸出功率超過額定功率至一定程度，將會輸出電機功率過載保護信號，用于隨動系統(tǒng)的 警報指示，或者使隨動系統(tǒng)停止工作，能有效避免因長時間功率過載損毀電機的風(fēng)險。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。
[0017] 本發(fā)明公開了一種火炮交流隨動系統(tǒng)電機功率過載保護實現(xiàn)方法，設(shè)電機的額 定功率為Prated，電機功率過載倍數(shù)為α，電機功率過載時間為Τα，α和Τα取值范圍為 1.5彡α彡5,（α-1)Τα彡30s，采樣周期為^'^^(^^，電機力矩電流系數(shù)為^火炮 隨動系統(tǒng)電機功率過載保護具體實現(xiàn)步驟為：
[0018] 第一步：設(shè)定持續(xù)過載初始值u(k-l) = 0 ;
[0019] 第二步：采集當(dāng)前時刻（k時刻）電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、i c(k)，或者采集 任意兩相電流通過iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0來計算第三相的電流。
[0020] 第三步：計算電機的電流有效值
[0022] 第四步，采集當(dāng)前時刻（k時刻）電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ω (k)
[0023] 第五步：計算電機功率過載判定條件，該步驟分四個小步驟實現(xiàn)：
[0024] 第I步：計算持續(xù)過載表達(dá)式
[0026] 其中，Prated為電機額定功率。
[0027] 第II步：如果u (k) < 0,則令
[0028] u(k) = 0
[0029] 第III步：如果u(k) > (a -l)PMtedT。，則向系統(tǒng)輸出功率過載保護信號；
[0030] 第IV步：令 u(k-l) = u(k)，返回第二步。
[0031] 實施例1 :
[0032] 設(shè)電機的額定功率PMted= 2kW，電機功率過載倍數(shù)a = 1. 5,電機功率過載時間 Τα = 60s，電機力矩電流系數(shù)C τ= 0. 601Nm/A，采樣周期T s= 5ms，則火炮隨動系統(tǒng)電機功 率過載保護具體實現(xiàn)步驟為：
[0033] 第一步：設(shè)定持續(xù)過載初始值u(k-l) = 0 ;
[0034] 第二步：采集當(dāng)前時刻（k時刻）電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、i c(k)，或者采集 任意兩相電流通過iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0來計算第三相的電流。
[0035] 第三步：計算電機的電流有效值
[0037] 第四步，采集當(dāng)前時刻（k時刻）電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ω (k)
[0038] 第五步：計算電機功率過載判定條件，該步驟分四個小步驟實現(xiàn)：
[0039] 第I步：計算持續(xù)過載表達(dá)式
[0040] u(k) = u(k-l) + [0. 601 Irns(k) ω (10-2000] X0. 005
[0041 ] 其中，Prate為電機額定功率。
[0042] 第II步：如果u (k) < 0,則令
[0043] u(k)=(
[0044] 第III步：如果u(k) > (a -l)PMtedTa = 60000J，則向系統(tǒng)輸出功率過載保護信號；
[0045] 第IV步：令 u(k-l) = u(k)，返回第二步。
[0046] 實施例2 :
[0047] 設(shè)電機的額定功率Prated= 2kW，電機功率過載倍數(shù)α = 5,電機功率過載時間Τ α=7. 5s，電機力矩電流系數(shù)CT= 0. 601Nm/A，采樣周期Ts= 5ms，則火炮隨動系統(tǒng)電機功率 過載保護具體實現(xiàn)步驟為：
[0048] 第一步：設(shè)定持續(xù)過載初始值u(k-l) = 0 ;
[0049] 第二步：采集當(dāng)前時刻（k時刻）電機三相定子電流iA(k)、iB(k)、i e(k)，或者采集 任意兩相電流通過iA(k)+iB(k)+ie(k) = 0來計算第三相的電流。
[0050] 第三步：計算電機的電流有效值
[0052] 第四步，采集當(dāng)前時刻（k時刻）電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ω (k)
[0053] 第五步：計算電機功率過載判定條件，該步驟分四個小步驟實現(xiàn)：
[0054] 第I步：計算持續(xù)過載表達(dá)式
[0055] u(k) = u(k-l) + [0. 601 Irns(k) ω (10-2000] X0. 005
[0056] 其中，為電機額定功率。
[0057] 第II步：如果u (k) < 0,則令
[0058] u(k) = 0
[0059] 第III步：如果u(k) > (a -l)P_dTa = 60000J，則向系統(tǒng)輸出功率過載保護信號；
[0060] 第IV步：令 U(k-l) = u(k)，返回第二步。
【主權(quán)項】
1. 一種火炮交流隨動系統(tǒng)電機功率過載保護方法，其特征在于包括下述步驟： 第一步，設(shè)定持續(xù)過載初始值U化-1) =O ; 第二步，采集當(dāng)前時刻k的電機S相定子電流i,化)、ie化)、ic似，或者采集任意兩相 電流通過Ia似+ie似+it似=O來計算第；相的電流； 第=步，計算電機的電流有效值第四步，采集當(dāng)前時刻k的電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速O化）； 第五步，計算電機功率過載判定條件，包括W下步驟： 第I步，計算持續(xù)過載u(k)=U(k-l)+[CTlfms似《似-PutjTs，其中，Pfated為電機額 定功率，T。為電機功率過載時間，Tg為采樣周期，CT為電機力矩電流系數(shù)； 第II步，如果U似< 0,則令U似=O; 第III步，如果u(k)>(a-1化。tpdT。，則向系統(tǒng)輸出功率過載保護信號，其中，a為電機 功率過載倍數(shù)，T。為電機功率過載時間； 第IV步：令U化-1) =UGO，返回第二步。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火炮交流隨動系統(tǒng)電機功率過載保護方法，其特征在于：所 述電機功率過載倍數(shù)和電機功率過載時間的取值范圍為1. 5《a《5,（a-1)T。^ 30s， 采樣周期50ms。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種火炮交流隨動系統(tǒng)電機功率過載保護方法，當(dāng)隨動系統(tǒng)工作時，如果遇到負(fù)載阻力過大等因素導(dǎo)致電機輸出功率超過額定功率至一定程度，將會輸出電機功率過載保護信號，用于隨動系統(tǒng)的警報指示，或者使隨動系統(tǒng)停止工作，能有效避免因長時間功率過載損毀電機的風(fēng)險。
【IPC分類】H02H7/085
【公開號】CN105375440
【申請?zhí)枴緾N201510718370
【發(fā)明人】李長紅
【申請人】中國兵器工業(yè)集團第二O二研究所
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月30日