永磁同步電機(jī)交直軸電感工程測(cè)量方法的探索

作者：李樂(lè)榮錢偉喆時(shí)間：2014-06-26 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：摘要：永磁同步電機(jī)的矢量控制主要依賴電機(jī)的電壓模型及其參數(shù)的準(zhǔn)確性，而電機(jī)的交直軸電感由于磁飽和會(huì)隨電流而變化，為了精準(zhǔn)地完成矢量控制，必須對(duì)電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)定。本文詳細(xì)介紹了兩種適合工程應(yīng)用的電感測(cè)量方法原理、步驟及優(yōu)缺點(diǎn)。直流暫態(tài)法原理簡(jiǎn)單，操作容易，但必須知道準(zhǔn)確的電機(jī)相對(duì)零位，并用外部夾具將電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在相對(duì)零位，所以相對(duì)零位的精確度會(huì)直接影響該方法的準(zhǔn)確性。

　　4 方法二：交流穩(wěn)態(tài)法

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/248897.htm

　　由于直流暫態(tài)法的局限性，所以有必要介紹另一種方法——交流穩(wěn)態(tài)法來(lái)彌補(bǔ)前者的不足。交流穩(wěn)態(tài)法的核心思路是測(cè)量反電動(dòng)勢(shì)與帶載后的相電壓之間的相位差，之后根據(jù)交直軸電壓公式，計(jì)算出對(duì)應(yīng)不同電流下的電感值^[4~5]。該方法步驟相對(duì)繁瑣，另外需要一個(gè)三相星形連接的純阻型電阻箱，但是能測(cè)得對(duì)應(yīng)不同電流下的電感值，另外也不需要精準(zhǔn)的相對(duì)零位信息。下面將詳細(xì)介紹該方法的操作步驟。

　　由于反電動(dòng)勢(shì)只能在電機(jī)作發(fā)電機(jī)(generator)運(yùn)行且空載時(shí)測(cè)得，而不可能與帶載時(shí)的相電壓同時(shí)獲得，所以測(cè)量需要分兩步進(jìn)行。

　　第一步，用一臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)被測(cè)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在某幾個(gè)速度下(如1000rpm、1500rpm、2000rpm)，然后測(cè)取反電動(dòng)勢(shì)與參考位置的相位差，以及反電動(dòng)勢(shì)的幅值。由于被測(cè)電機(jī)內(nèi)裝有旋變，所以我們可以將旋變信號(hào)經(jīng)解碼芯片如AD2S1210解碼后輸出的模擬零位作為參考位置。具體接線圖及測(cè)得的波形如圖5(a)。由于被測(cè)電機(jī)的中心點(diǎn)未被引出，所以我們測(cè)量相間電壓，相間電壓與相電壓之間有30度的相位差，在后面的相位計(jì)算時(shí)必須考慮在內(nèi)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，只要電機(jī)運(yùn)行在基速以下，反電動(dòng)勢(shì)與參考位置的相位差恒定，反電動(dòng)勢(shì)幅值與速度的比例系數(shù)恒定(由永磁體磁鏈決定)，所以第一步驟只需測(cè)幾個(gè)速度點(diǎn)(基速以下)，折算出相位差、反電動(dòng)勢(shì)幅值與速度的比例常數(shù)即可。

　　第二步，將被測(cè)電機(jī)的三相端子連接純阻性的星形負(fù)載，并用另一個(gè)電機(jī)帶到一定速度，然后用示波器測(cè)量相電壓、相電流，以及參考位置。具體接線及測(cè)得的波形如圖5(b)所示。用示波器實(shí)時(shí)計(jì)算相電壓幅值、相電流幅值、及相電壓與參考位置間的相位差。然后在不同機(jī)械速度下，重復(fù)以上步驟。因?yàn)樗俣仍礁撸a(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)越大，相同負(fù)載下相電流越大，所以能測(cè)得對(duì)應(yīng)不同電流下的電感參數(shù)。