永磁同步電機參數(shù)測量試驗方法

1、永磁同步電機參數(shù)測量實驗永磁同步電機參數(shù)測量實驗一、實驗目的1.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。二、實驗內(nèi)容1.掌握永磁同步電機dq坐標系下的電氣數(shù)學模型以及機械模型。2.了解三相永磁同步電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)。3.確定永磁同步電機定子電阻、交軸電感、直軸電感、反電勢系數(shù)以及轉(zhuǎn)動慣量。三、擬需實驗器件1.待測永磁同步電機1臺；2.示波器1臺；3.西門子變頻器一臺；4.測功機一臺及導線若干；5.電壓表、電流表各一

2、件；四、實驗原理1.定子電阻的測量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Ui(例如U1)和零矢量U0同時記錄電機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)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驗測量定子電阻時定子相電流達到穩(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)簡化的電機運動方程：(9)eLTTJt?????在電機恒轉(zhuǎn)矩運行過程中，測量時間內(nèi)電機轉(zhuǎn)速的變化，即可計算得轉(zhuǎn)動慣量。t???保持永磁電機

4、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t1與t2時刻轉(zhuǎn)速ω1與ω2；然后讓電機自由停機，并分別記錄t3與t4時刻的轉(zhuǎn)速ω3與ω4。列寫方程組：(10)21021430430mJTTttJTtt?????????????????????式中Tm為測功機施加給永磁電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，可由測功機的功率與轉(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、實驗步驟1.給電機施加直流電壓，緩慢增加電壓矢

5、量，使得定子電流達到額定值，記錄直流側(cè)等效電壓。利用公式(2)計算出定子電阻。IN為電機的額定電流表一：Id20%IN40%IN60%IN80%IN100%INUd2.待測試完定子電阻電機靜止后，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，此時電機處于靜止狀態(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倍時所需的時間利用公式(5)計算出直軸電感值。表二：UdU1U2U3U4U5t注：

6、U1為母線電流為電機額定電流的20%時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間必須盡可能小，避免電機發(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倍時所需的時間。利用公式(7)計算交軸電感值。表三：電流與穩(wěn)態(tài)值之比0.20.40.6320.8所需時間t4.利用測功機帶動待測電機轉(zhuǎn)動，記