1、 3/3PMSM_Ld_Lq參數(shù)測量試驗 PMSM 參數(shù)測量實驗 測量永磁同步電機定子電阻、交軸電感、直軸電感、轉(zhuǎn)子磁鏈以及轉(zhuǎn)動慣量。 1. 定子電阻的測量 采用直流實驗的方法檢測定子電阻。通過逆變器向電機通入一個任意的空間電壓矢量U i (例如U 1)和零矢量U 0,同時記錄電機的定子相電流,緩慢增加電壓矢量U i 的幅值,直到定子電流達(dá)到額定值。如圖1所示為實驗的等效圖,A 、B 、C 為三相定子繞組,U d 為經(jīng)過斬波后的等效低壓直流電壓。I d 為母線電流采樣結(jié)果。當(dāng)通入直流時，電機狀態(tài)穩(wěn)定以后，電機轉(zhuǎn)子定位，記錄此時的穩(wěn)態(tài)相電流。因此，定子電阻值的計算公式為： 1 ,2 a d b

2、c d I I I I I =- (1) 23d s d U R I = (2) 圖1 電路等效模型 2 直軸電感的測量 在做直流實驗測量定子電阻時,定子相電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后,永磁轉(zhuǎn)子將旋轉(zhuǎn)到和定子電壓矢量重合的位置,也即此時的d 軸位置。測定定子電阻后,關(guān)斷功率開關(guān)管,永磁同步電機處于自由狀態(tài)。向永磁同步電機施加一個恒定幅值,矢量角度與直流實驗相同的脈沖電壓矢量(例如U 1),此時電機軸不會旋轉(zhuǎn)(=0),d 軸定子電流將建立起來，則d 軸電壓方程可以簡化為： d d d q q d di u Ri L i L dt =-+d d d d di u Ri L dt =+ (3) 對于d 軸電壓輸入

3、時的電流響應(yīng)為： ()(1)d R t L U i t e R -=- (4) 利用式(4)以及測量得到的定子電阻值和觀測的電流響應(yīng)曲線可以計算得到直軸電感值。 其中U /R 為穩(wěn)態(tài)時的電流反應(yīng)，R 為測得的電機定子電阻。由上式可知電流上升至穩(wěn)態(tài)值的0.632倍時，1d R t L - =-，電感與電阻的關(guān)系式可以寫成： 0.632d L t R =? (5) 其中t 0.632為電流上升至穩(wěn)態(tài)值0.632倍時所需的時間. 3 交軸電感的測量 測出L d 之后,在q 軸方向(d 軸加90)施加一脈沖電壓矢量。電壓矢量的作用時間一般選取的很短,小于電機的機械時間常數(shù),保證電機軸在電壓矢量作用期間

4、不會轉(zhuǎn)動。則q 軸電壓方程可以簡化為： q q q d d q di u Ri L i L dt =+ q q q q di u Ri L dt =+ (6) q 軸電流將按如下的指數(shù)形式建立: ()(1)q R t L U i t e R -=- (7) 利用測量直軸電感的方法同樣可以測量交軸電感。 此外，由于沒有正好超前d 軸90的電壓矢量，需要施加一個60和120合成矢量來完成等效q 軸電壓矢量的施加過程。并且在進(jìn)行脈沖電壓實驗的過程中,電壓幅值和作用時間 應(yīng)選擇適當(dāng)。電壓幅值選擇太小,影響檢測精度,過大可能使電流超過系統(tǒng)限幅值影響系統(tǒng)安全。作用時間過短,采樣點少,獲取的電流信息少,也會

5、影響檢測精度,作用時間過長,電流同樣可能過大影響系統(tǒng)安全，并且電機容易發(fā)生轉(zhuǎn)動。 4 反電勢系數(shù)的測量 采用空載實驗法，即用測功機帶動被測永磁同步電機以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時保持被測電機負(fù)載開路，測試此時的電機空載相電壓，即為反電勢電壓。結(jié)合轉(zhuǎn)速、反電勢可以計算得出相應(yīng)的反電勢系數(shù)，計算公式如下： 1000e E K n = ? (8) 式中：E 為反電勢，n 為轉(zhuǎn)速。電機的反電勢系數(shù)，其定義為每1000PRM 時電機每相繞組上的反電勢電壓的有效值（請注意不是線線電壓，是線到中性線的電壓，單位為：V/KRPM/相） 這種方法需要將被測電機運行至發(fā)電狀態(tài)，并且需要負(fù)載開路手動測試反電勢。 5 轉(zhuǎn)動慣量的測量 根據(jù)簡化的電機運動方程： e L T T J t ?-=? (9) 在電機恒轉(zhuǎn)矩運行過程中，測量時間t ?內(nèi)電機轉(zhuǎn)速的變化?，即可計算得轉(zhuǎn)動慣量。 保持永磁電機定子端開路，首先用測功機以恒定轉(zhuǎn)矩拖動電機加速運行，分別記錄t 1與t 2時刻轉(zhuǎn)速1與2；然后讓電機自由停機，并分別記錄t 3與t 4時刻的轉(zhuǎn)速3與4。列寫方程組： 21 021 430430m J T T t t J T t t -?=-?-?