Temperature Prediction and Thermal Boundary Simulation Using Hardware-in-Loop Method for Permanent Magnet Synchronous Motors

Li Yun-Ze; Zhu Shun-Jie; Li Yunhua; Lu Qi

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Temperature Prediction and Thermal Boundary Simulation Using Hardware-in-Loop Method for Permanent Magnet Synchronous Motors

机译：永磁同步电动机的基于硬件在环法的温度预测和热边界模拟

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Permanent magnet synchronous motors (PMSMs) are usually kernel parts for industrial robots. This paper proposed a novel hardware-in-loop (HIL) method for the temperature prediction and thermal boundary simulation of the focused PMSMs in a more flexible and more accurate way, and this is necessary and important for the safe and efficient operation of the robot motors under complex working conditions. An equivalent motor conception, together with an equivalent thermal boundary simulator configuration, is established to accomplish the HIL-based temperature prediction. The approaches for the equivalent requirement analysis, key component implements, and system integrations are discussed and described in detail. A physical target system, which includes mechanical load simulator, is constructed for the validation purpose. The conducted validation experiments and application examples show that the proposed HIL method predicts the motor's operating temperature and its boundary heat flux as expected and within a maximum error of 3.0%.

机译：永磁同步电动机（PMSM）通常是工业机器人的核心部件。本文提出了一种新颖的硬件在环（HIL）方法，用于以更灵活，更准确的方式对聚焦的PMSM进行温度预测和热边界模拟，这对于机器人安全高效地运行是必要且重要的电机在复杂的工作条件下。建立了等效的电动机概念以及等效的热边界模拟器配置，以完成基于HIL的温度预测。详细讨论了等效需求分析，关键组件实现和系统集成的方法。为了验证的目的，构造了包括机械负载模拟器的物理目标系统。进行的验证实验和应用示例表明，所提出的HIL方法可以按预期且在3.0％的最大误差范围内预测电动机的工作温度及其边界热通量。

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来源
《Mechatronics, IEEE/ASME Transactions on》 |2016年第1期|276-287|共12页
作者
Li Yun-Ze; Zhu Shun-Jie; Li Yunhua; Lu Qi;
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作者单位

School of Aeronautic Science and Engineering, Beihang University, Beijing, China;

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Hardware-in-loop (HIL); PMSM; Temperature prediction; hardware-in-loop(HIL); industrial robot; permanent magnet synchronous motor (PMSM); simulation; temperature prediction; thermal boundary; thermal boundary simulation;

机译：硬件在环（HIL）;PMSM;温度预测;硬件在环（HIL）;工业机器人;永磁同步电动机（PMSM）;模拟;温度预测;热边界;热边界模拟;

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