专利名称：一种内置式永磁同步电动机直轴电抗测试方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁同步电动机电抗参数测试方法，特别涉及一种内置式永磁同
步电动机直轴电抗参数测试方法，属于电机测试技术领域。
背景技术：
永磁电机与电励磁电机的不同点主要在于其磁场难以调节，电励磁电机中已 经十分成熟的参数测试方法在永磁电机中却无法应用，使永磁电机参数的测试原理与 测试方法的研究变得十分迫切和重要。通过相关检索看以找到电压积分法(专利号ZL 200520091050. 1)、直流衰减法(专利号ZL 200520091049. 9)，这两种永磁同步电动机电抗 参数的测试方法，但是这两种方法对试验装置依赖性很大。 以直流衰减法为例直流衰减法测量电抗参数时需要以下装置直流电源、变压 器、整流模块、数据采集卡、信号处理及保护模块、信号放大模块、计算机、继电器、无感电阻 等仪器，在操作时，将计算机发出的控制信号经由两个三极管组成的放大电路进行放大，来 控制继电器开断以实现直流衰减功能，其电源是由一个变压器经过整流模块获得；信号处 理及保护模块包括运算放大电路、控制开关、稳压管，当输入信号经过一个运算放大电路后 获得放大的电压信号，将此电压信号减去由两个控制开关获得的差模信号后，再通过一个 运算放大器进行放大，实现对衰减信号的放大，然后将放大的衰减送到数据采集卡；采集卡 将采集到的电压信号传送给计算机，然后在计算机中对电抗参数进行计算。这种试验方法 需要专门操作人员、专门的试验装置加以调节才能测试，因此，在电机生产厂家或电机使用 单位直流衰减法并不适用。 对于专门的研究机构，电压积分法、直流衰减法可以提高永磁同步电动机的参数
测量的准确度，但由于仪器、技术、人员方面的限制并不适合推广，因此，应该提出一种通过 简单的、节省人力、节省试验装置测量得到比较准确的电抗参数的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种内置式永磁同步电动机直轴电抗参数测试方法，该方法 通过简单的试验装置和仪表，便可简便的测量内置式永磁同步电动机直轴电抗参数。
为达到上述目的，本发明的技术方案是本发明的方法其步骤如下l)选用测试 设备和准备工作，2)测试流程，3)分析试验数据，计算得出直轴电抗参数。
本发明的试验原理如下 正弦波永磁同步电动机与电励磁凸极同步电动机有着相似的内部电磁关系，故可 以采用双反应理论来研究。电动机运行于同步转速时，根据双反应理论可写出永磁同步电 动机的电压方程^ = i。 + L i ' + j么X, + j/d Iad +止JT叫 =A。+),i i+j/dXd+j)qXq (1)
其中_五。为每相空载反电动势有效值； (j为外施相电压有效值；
h定子相电流有效值；
Ri为定子绕组相电阻； Xd直轴同步电抗； X,为交轴同步电抗。
由图2永磁同步电动机相量图可以看出在电机以电动机状态运行时有
Y —五o - "cos" /!《cos((9 一 ("
d
当以发电机状态运行时
q 永磁同步电动机稳态参数随电机运行状况改变而变化，当电枢电流变化时，Xd、 Xq 都有变化。因此在测量时一定要注意电机的工况。 当永磁同步电动机作发电机运行，且定子接三相纯电感负载(感应调压器或三相 自耦变压器作近似纯电感负载)，如忽略定子电阻，永磁同步发电机的运行相量图如图3所 示，由该相量图得到 Id=^^ (6) 通过改变纯电感负载的大小可得到不同去磁电流所对应的直轴电抗Xd。
本发明的有益效果该方法与现有技术的方法相比，可以通过简单的试验装置，更
加简便的测量内置式式永磁同步电动机直轴电抗参数，与电压积分法、直流衰减法等永磁
同步电动机电抗参数测试方法相比，不仅可以节省专业操作人员等人力资源，同时可以节
省大量试验装置，具有一定经济效益。 以下结合附图和实施例对本发明作比较详细地说明。
图1为本发明的测试过程步骤流程图；
图2永磁同步发电机电动机状态运行相量图；
图3永磁同步发电机发电机状态运行相量 图4纯电感负载法测试时接线图-1 ;
图5纯电感负载法测试时接线图-2。
具体实施例方式
参照图l，这是本发明的测试过程步骤流程图。
测试过程共分为以下几个步骤
1)选用测试设备和准备工作 a)试验仪器准备主要利用调压器、原动机、电流表、电压表。 纯电感负载法在测量时电机处于旋转状态，其中应注意①选取功率大的同步电 机作为原动机，防止在试验时发生过载的现象；②在没有合适的同步电机情况下可以按照 图5的接线方式，但要注意随着负载的增大，直流电机的转速会下降，要根据转速传感器调 整直流电机转速；③因为在试验时纯电感负载由调压器来代替，所以应尽量选取容量大的 调压器。 电压表和电流表的选择，宜选用测试精度较高的数字式电压、电流表，也可采用数
字存储示波器来读取电压、电流值并记录波形。
b)应测量空载反电动势数值，并记录室温。
2)测试过程 a)将电机按图4中接线方式把装于试验台；
b)选取适合量程的电压表、电流表；
c)调节纯电感负载(即调压器)； d)开始试验后，记录试验数据，在接近额定电流位置尽量缓慢调节，从而多记录几 点数据； e)记录结束后，迅速结束试验，防止调压器过热。 ①在试验过程中电流为非线性变化，即会出现在开始的一段时间内电流变化不 大，但在某以位置之后电流迅速增，所以在最初时间段尽量缓慢调节；②由于电流较大，纯 电感负载会发生过热等现象，所以在进行试验时应尽量縮短试验时间，在产生发焦的气味 时，建议立即中止试验；③纯电感负载法试验两次试验的间隔最好保持在6小时以上。
3)分析试验数据，由于电机的电阻和电抗值可以由电压值和电流值来得到，即* = Z = A + " (7) 在忽略电阻的情况下，可按以下公式直轴电抗Xd计算；Xrf=^=^ (8)
权利要求
一种内置式式永磁同步电动机电抗参数测试方法，用于永磁同步电动机电气参数测试，其特征在于所述的电抗参数测试方法，其步骤是1)选用测试设备和准备工作，2)测试过程，3)分析试验数据，计算直轴电抗参数；所述的选用测试设备和准备工作，是选用容量较大的调压器、电流表、电压表、原动机；所述的测试过程，调节纯电感负载如调压器，同时记录电压值、电流值；所述的分析试验数据，利用测试数据计算直轴电抗参数数值。
2. 根据权利要求1所述的内置式永磁同步电动机直轴电抗参数测试方法，其特征在 于所述的选用测试设备和准备工作，纯电感负载法在测量时电机处于旋转状态，为防止在 试验时发生过载的现象，选取功率大的同步电机作为原动机。
3. 根据权利要求1所述的内置式永磁同步电动机直轴电抗参数测试方法，其特征在 于所述的选用测试设备和准备工作，选用在没有合适的同步电机情况下，按照图5接线方 式，随着负载的增大，直流电机的转速会下降，根据转速传感器调整直流电机转速。
4. 根据权利要求1所述的内置式永磁同步电动机直轴电抗参数测试方法，其特征在 于所述的选用测试设备和准备工作，因为在试验时纯电感负载由调压器来代替，应尽量选 取容量大的调压器；利用纯电感负载使永磁同步电动机功角改变，从而得到永磁同步电动 机直轴状态电抗参数。
全文摘要
本发明涉及一种内置式永磁同步电动机直轴电抗参数测试方法，其步骤是1)选用测试设备和准备工作，2)测试过程，3)分析试验数据，计算出直轴电抗参数。所述的准备工作，是选取调压器等仪表；所述的测试过程，是测试前，测量电动机空载电压，测试时，通过调节调压器改变电压值与电流值，并记录，在接近额定电流位置尽量缓慢调节；所述的分析试验数据，电机的直轴电抗值由电抗参数表达式求得。与现有技术的方法相比，通过简单的试验装置，更加简便的测量直轴电抗参数，与电压积分法、直流衰减法等永磁同步电动机电抗参数测试方法相比，不仅可以节省专业操作人员等人力资源，同时可以节省大量试验装置，具有一定经济效益。
文档编号G01R27/08GK101699300SQ20091019779
公开日2010年4月28日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者姚丙雷, 张宝强, 徐全, 陈伟华 申请人:上海电器科学研究所(集团)有限公司