[发明专利]一种同步电机试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步电机试验方法。

背景技术

通常永磁同步电机(以下简称PMSM)传动系统是指以PMSM为控制对象，通过调频调压方式控制永磁同步电机的转速和转矩的一种新型传动系统。相对于传动的以异步电机为控制系统的交流传动系统而言，PMSM传动系统有着结构简单、功率密度大，低速输出扭矩大，效率高，维护方便等一系列交流电机无法媲美的优势，正逐渐取代异步电机交流传动系统，成为未来的主流。

但不论任何应用场合，任何控制方式，电机的可靠性是基本的保障，因此，电机的设计相当的关键。在电机设计完成后，需要完成一些出厂试验来验证电机方案的有效性，包括，前期的反电动势测量，短路试验，温升试验等等。对电机性能最为关键的两个因素是，反电动势和短路电流。

传统的短路试验方法是：陪试电机和逆变器各一台，将测试电机的UVW三相绕组，按照短路试验电路图对接；开启逆变器，将陪试电机的转速拖动到试验电机的额定转速，在不同温度条件下，记录电流传感器电流值，完成短路电流测量，完成试验。此方法的缺点是：1、对于陪试验的电机有一定的要求，陪同试验电机的最高转速不能低于试验的额定转速，如果低于将要加入齿轮箱。使得试验成本增加，多一台电机的同时，还会需要配套的工装，且需要增加对陪试的电机的控制方案，使得试验人员增多，试验接线复杂，试验过程繁琐。；、如果按照现有方案进行短路试验，试验场地也有要求，需要至少1个能建立对拖台的试验场地，场地限制使得电机运输成本增加；3、而对于被试验电机而言，按照现有方案的作法，直接短接电机三相绕组，如果出现电机温度度过高，电机绝缘损坏的情况下，不能自动断开故障，只有陪试电机断开，隔断故障，因此，试验过程，试验电机处于不可控状态，没有故障隔断能力，给试验带来风险；4、传统方法试验时，由于短路状态下，试验电机形成的短路电流易产生较大的制动力矩，因此为了能够在短路的状态下将被试电机拖动，陪试电机需要的容量相对较大。

发明内容

本发明的目的是解决上述存在的问题，提供一种不仅能够单独对试验电机进行电机控制，当将试验电机启动到额定转速后，能对电机有效电压归0，使电机三相进行短暂短路的试验办法，而且不受场地限制，能够现场安全完成短路试验，同时通过逆变器的限制条件，即自动断开故障，又完成故障自动隔离的一种同步电机试验方法。

本发明的目的是以如下方式实现的：一种同步电机试验方法，包括如下步骤：

A、电联逆变器和永磁同步电机，将逆变器的上开关A1与下三管A2串联成第一条支路，所述逆变器的上开关B1与下三管B2串联成第二条支路，所述逆变器的上开关C1与下三管C2串联成第三条支路，所述永磁同步电机的三个接线端U、V、W分别连接在三条支路上，所述永磁同步电机的接线端U和V分别连接电流传感器；

B、在所述逆变器的主控芯片上引入空间矢量脉冲宽度调制的开环控制策略和电机控制算法；

C、开启逆变器，用基于空间矢量脉冲宽度调制的开环控制将永磁同步电机空载自启动到额定转速；

D、将给定电压幅值u_s=0，即调制比的电压为0，此时调制有效电压矢量为作用时间T₁=0，T₂=0，逆变器只保持0矢量和7矢量发生作用，且作用时间为开关频率的一半，T₀=T₇＝T_pwm／2，两种矢量发生作用时候，此时逆变器与永磁同步电机的电路等效短路；

E、记录上述状态下的电流传感器的电流值，完成短路试验。

上述的一种同步电机试验方法，所述的B步骤电机控制算法为给定f_s为定子电源供电频率，E_s为气隙磁通在定子每相中感应电动势有效值，N_s为定子每相绕组串联匝数，k_w为基波绕组系数，φ为每极气隙磁通，可以通过以下公式即电机端电压u_s与感应电动势E_s的关系为u_s=R·i_s+E_s，其中R定子电阻；

假设电机工况稳定，忽略定子电阻上的电压降，根据气隙磁通可表示为，