永磁同步電機(jī)參數(shù)測量試驗(yàn)方法

1、永磁同步電機(jī)參數(shù)測量實(shí)驗(yàn)永磁同步電機(jī)參數(shù)測量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測量永磁同步電機(jī)定子電阻、交軸電感、直軸電感、轉(zhuǎn)子磁鏈以及轉(zhuǎn)動慣量。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.掌握永磁同步電機(jī)dq坐標(biāo)系下的電氣數(shù)學(xué)模型以及機(jī)械模型。2.了解三相永磁同步電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。3.確定永磁同步電機(jī)定子電阻、交軸電感、直軸電感、反電勢系數(shù)以及轉(zhuǎn)動慣量。三、擬需實(shí)驗(yàn)器件1.待測永磁同步電機(jī)1臺；2.示波器1臺；3.西門子變頻器一臺；4.測功機(jī)一臺及導(dǎo)線若干；5.電壓表、電流表各一

2、件；四、實(shí)驗(yàn)原理1.定子電阻的測量定子電阻的測量采用直流實(shí)驗(yàn)的方法檢測定子電阻。通過逆變器向電機(jī)通入一個(gè)任意的空間電壓矢量Ui(例如U1)和零矢量U0同時(shí)記錄電機(jī)的定子相電流緩慢增加電壓矢量Ui的幅值直到定子電流達(dá)到額定值。如圖1所示為實(shí)驗(yàn)的等效圖A、B、C為三相定子繞組Ud為經(jīng)過斬波后的等效低壓直流電壓。Id為母線電流采樣結(jié)果。當(dāng)通入直流時(shí)，電機(jī)狀態(tài)穩(wěn)定以后，電機(jī)轉(zhuǎn)子定位，記錄此時(shí)的穩(wěn)態(tài)相電流。因此，定子電阻值的計(jì)算公式為：(1)12

3、adbcdIIIII????(2)23dsdURI?ABCUdIdO圖1電路等效模型2直軸電感的測量直軸電感的測量在做直流實(shí)驗(yàn)測量定子電阻時(shí)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(shí)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(jī)處于自由5轉(zhuǎn)動慣量的測量轉(zhuǎn)動慣量的測量根據(jù)簡化的電機(jī)運(yùn)動方程：(9)eLTTJt?????在電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行過程中，測量時(shí)間內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，即可計(jì)算得轉(zhuǎn)動慣量。t???保持永磁電機(jī)

4、定子端開路，首先用測功機(jī)以恒定轉(zhuǎn)矩拖動電機(jī)加速運(yùn)行，分別記錄t1與t2時(shí)刻轉(zhuǎn)速ω1與ω2；然后讓電機(jī)自由停機(jī)，并分別記錄t3與t4時(shí)刻的轉(zhuǎn)速ω3與ω4。列寫方程組：(10)21021430430mJTTttJTtt?????????????????????式中Tm為測功機(jī)施加給永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，可由測功機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速求得，即Tm=P（npω），T0為空載轉(zhuǎn)矩。解方程組即可得轉(zhuǎn)動慣量J。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.給電機(jī)施加直流電壓，緩慢增加電壓矢

5、量，使得定子電流達(dá)到額定值，記錄直流側(cè)等效電壓。利用公式(2)計(jì)算出定子電阻。IN為電機(jī)的額定電流表一：Id20%IN40%IN60%IN80%IN100%INUd2.待測試完定子電阻電機(jī)靜止后，繼續(xù)按順序施加步驟1中的電壓矢量，其幅值為步驟1中的額定電流下的電壓幅值，此時(shí)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，利用示波器記錄直流母線電流波形，并讀取電流上升至穩(wěn)態(tài)值的0.632倍時(shí)所需的時(shí)間利用公式(5)計(jì)算出直軸電感值。表二：UdU1U2U3U4U5t注：

6、U1為母線電流為電機(jī)額定電流的20%時(shí)所需的等效直流電壓，其他依次內(nèi)推。3.利用變頻器施加一個(gè)60和120合成矢量產(chǎn)生所需的超前d軸90的q軸電壓矢量，并且合成矢量的作用時(shí)間必須盡可能小，避免電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動，利用示波器記錄直流母線電流波形，并分別讀取電流上升至穩(wěn)態(tài)值的0.2、0.4、0.632、0.8倍時(shí)所需的時(shí)間。利用公式(7)計(jì)算交軸電感值。表三：電流與穩(wěn)態(tài)值之比0.20.40.6320.8所需時(shí)間t4.利用測功機(jī)帶動待測電機(jī)轉(zhuǎn)動，記