一种永磁同步电机直轴电感和交轴电感测试方法
【技术领域】：
[0001] 本发明所涉及的是一种永磁同步电机直轴电感和交轴电感测试方法，属于永磁同 步电机参数求取方法领域。
【背景技术】：
[0002] 随着电力电子技术，电机设计技术以及稀土永磁材料的发展，永磁同步电机因其 结构简单，运行可靠，体积小，质量轻，损耗小，效率高，电机形状和尺寸可以灵活多样等诸 多特点，在航空航天，国防，工农业生产以及日常生活等各个领域应用极为广泛。对由永磁 同步电机组成的调速系统的研究也日益广泛和深入。在研究的过程中首先要解决的是电机 参数的求取问题，因为所有分析都必须以此为前提。公知的对于永磁同步电机系统的分析 主要建立在dq旋转坐标系下，电机参数中直轴电感和交轴电感是非常关键的参数，目前已 知的检测方法包括数值计算法和实验法。其中数值计算法要求知道电机内部详细的电磁参 数和机械结构参数，然而，这在绝大多数情况下是无法满足的。传统的实验法由于永磁体磁 场以及外加电源激励对气隙磁场的影响使得测试过程复杂，精度不高。
【发明内容】
：
[0003] 发明目的：克服现有永磁同步电机直轴电感和交轴电感检测方法的复杂性以及永 磁体磁场和外加电源激励对气隙磁场的影响。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：被测试电机通过联轴器和原动机相 连，原动机拖动被测试电机至额定转速，使被测试电机运行在发电机状态，通过切换开关控 制被测试电机实现空载和带载不同运行模式之间的切换。由原动机拖动电机空载运行，测 得电机的额定空载反电势。由原动机拖动电机带三相对称纯阻性负载运行，测得在相同的 转速条件下不同阻性负载时的电机电流。通过实测的电机空载反电势和带不同阻性负载时 的电机电流，结合电机运行相量图得到被测试电机的直轴同步电感和交轴同步电感。
[0005] 本发明的有益效果是：充分利用永磁同步电机永磁体磁场来求取电机直轴电感和 交轴电感，省去了额外的电源激励，只需要电阻负载就可以方便的检测出永磁同步电机的 直轴电感和交轴电感参数，装置结构简单，测试方法方便。
【附图说明】：
[0006] 图1是本发明的系统组成和结构框图。
[0007] 图2是本发明实施例带三相对称阻性负载时的电压相量图。
[0008] 图1中标号1.由变频器控制的原动机，2.联轴器，3.被测试永磁同步电机，4.转 换开关，5.三相对称电阻负载。
[0009] 图2中符号名称：, &，/分别为永磁同步电机定子电流的直轴分量，交轴分 量以及定子电流相量，Xd，Xq，ir分别为永磁同步电机直轴同步电抗，交轴同步电抗以及同 步电抗相量，r，ifl分别为永磁同步电机定子一相绕组回路电阻阻值和空载反电动势。其中R= (RS+RJ，札为永磁同步电机定子一相绕组电阻，L为所加的一相电阻负载阻值。
【具体实施方式】：
[0010] 在图1中，由变频器控制的原动机1通过联轴器2和被测试永磁同步电机3相连， 测试过程中由原动机1拖动被测试永磁同步电机3达到额定转速，使其作发电机运行。通 过控制转换开关4实现被测试永磁同步电机3在空载运行和带阻性负载运行之间切换。对 于三相对称电阻负载（5)，由于在测试过程中需要带不同电阻负载运行，每相电阻的最小 值由被测试永磁同步电机3的额定电压和额定电流决定。
[0011] 结合图2对本发明实施过程说明如下：
[0012] 控制转换开关4使电机空载运行，由原动机1通过联轴器2将被测试永磁同步电 机3拖动到额定转速，记此时永磁同步电机电角速度为ω。，对应的频率为f。，测得此时电机 空载电动势为A。控制转换开关4使电机在额定转速下带三相对称电阻负载5运行，记此 时每相电阻值为Ru，永磁同步电机定子电流为A，根据图2有如下关系式：
[0016] 根据测得的gg,Rs，Ru可得到如下方程式：
[0017]
[0018] 改变三相对称电阻负载（5)的电阻值，记此时每相电阻值为Ru，重复前述带载过 程，记此时永磁同步电机定子电流为$，同样的可以得到如下方程式：
[0019]
[0020] 联立不同电阻负载条件下的方程式可得到被测试永磁同步电机（3)直轴同步电 抗和交轴同步电抗。根据得到的直轴同步电抗和交轴同步电抗，被测试永磁同步电机（3) 直轴电感和交轴电感如下：
【主权项】
1. 一种永磁同步电机直轴同步电感和交轴同步电感测试方法，其特征在于：根据公式其中Xd，Xq分别为永磁同步电机直轴同步电抗，交轴同步电 抗，E。为永磁同步电机定子一相绕组空载反电动势，Rg为永磁同步电机定子一相绕组电阻， 町为所加的一相电阻负载阻值，将被测试永磁同步电机在发电机运行条件下分别进行空载 和带Ξ相对称阻性负载运行，根据得到的空载电动势W及带载运行时的电阻和负载电流值 并结合公式得到永磁同步电机直轴同步电感和交轴同步电感。2. 根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直轴同步电感和交轴同步电感测试方法， 其特征是：将被测试的永磁同步电机作发电机运行，通过空载和带阻性负载试验来求得永 磁同步电机的直轴同步电感和交轴同步电感。3. 根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直轴同步电感和交轴同步电感测试方法， 其特征是：被测试的永磁同步电机分别经过空载和带Ξ相对称阻性负载试验得到相关参数 后可W直接求出永磁同步电机的直轴同步电感和交轴同步电感，不需要中间变换环节。
【专利摘要】一种永磁同步电机直轴同步电感和交轴同步电感测试方法。测试装置主要由变频器控制的原动机，被测试永磁同步电机，三相对称阻性负载组成。原动机通过联轴器和被测试永磁同步电机相连，控制转换开关使得永磁同步电机实现空载运行和带阻性负载运行之间的转换。在测试过程中由原动机拖动永磁同步电机作发电机运行，根据空载试验和带载试验得到的相关参数就可以求得永磁同步电机的直轴电感和交轴电感。<!-- 2 -->
【IPC分类】G01R31/34, G01R27/26
【公开号】CN105242117
【申请号】CN201510583522
【发明人】杨建飞, 刘建, 邱鑫, 吴华仁, 张亚飞, 郭爱琴, 冯春梅, 杨继全, 钱伟行, 谢非
【申请人】南京师范大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月14日