[发明专利]一种基于电压积分法测试永磁电机电抗参数的方法

摘要

本发明公开了一种基于电压积分法测试永磁电机电抗参数的方法，首先通过永磁体磁场和电枢绕组产生的磁场的相互作用来调节转子直、交轴与电枢绕组合成磁动势方向重合，然后根据要测的直、交轴不同的电抗参数，对电机定子绕组选择不同的接线方式，在线路达到电桥平衡的状态下接通电压采集设备，采集电压信号的实时数据，接下来采用数值积分法对由电压采集设备采集到的离散电压信号进行积分，得到永磁电机的磁链参数，进而计算出永磁电机的电抗参数。本发明方法通过磁场的相互作用来调节转子直轴或交轴与电枢绕组合成磁动势方向重合以及通过电压采集设备直接采集电压信号的实时数据，解决了现有技术测量精度低的问题，测量精度高。

主权项

一种基于电压积分法测试永磁电机电抗参数的方法，其特征在于采用数值积分法对由电压采集设备采集到的离散电压信号进行积分，得到永磁电机的磁链参数，进而计算出永磁电机的电抗参数，具体的测试步骤为：第一步，将永磁电机的B、C两相绕组相连接，并从A相绕组输入，从B、C两相绕组输出电流I使永磁体带动转子RT定位，此时转子直轴与定子绕组合成磁动势的方向重合；第二步，将电机绕组的B、C两相短接，与A相共同构成一个电阻网络，其中A端通过电流表与滑动变阻器R3、Rm的一端相连接，Rm的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与滑动变阻器R2、滑动变阻器R4的一端相连，R2另一端与绕组网络的B、C端相连，R4的另一端与R3相连，电压表和电压采集装置相并联后，一端接到R3和R4的接线处，另一端接到R2和绕组网络B、C端的接线处；第三步，合上开关S，调节Rm使电流表示数为实验所需要的数值I01，然后调节滑动变阻器R2、R3、R4，使电压表示数为零，即电桥平衡；第四步，接通电压采集设备，断开开关S，用电压采集设备采集电压信号的实时数据；第五步，记开关S断开的时刻为0时刻，从采集到的电压信号中选取从0时刻到电压值减小至零时这段时间内的信号为有效信号，并按公式(1)计算磁链ψ′1 ψ 1 ′ = Σ k = 1 n u 1 ( k ) * Δt - - - ( 1 ) 其中u1(k)为回路中电阻R2和R4上的瞬时电压在各个采样点的值，Δt为采样间隔，n为采样点数；第六步，根据公式(2)计算定子绕组直轴电感Ld L d = ( R d + R 2 + R 3 + R 4 ) ψ ′ 1 ( R 2 + R 4 ) I 01 - - - ( 2 ) 其中公式(2)中Rd为电枢绕组连接而成的电阻网络的等效电阻；用公式(3)求出直轴电抗参数Xd X d = 2 ω s L d 3 - - - ( 3 ) 公式(3)中ωs为永磁同步电机实际运行的电角频率；第七步，将永磁电机的B、C两相绕组相连接，并从A相绕组输入，从B、C两相绕组输出电流I使永磁体带动转子RT定位，然后固定转子位置不动，改变定子绕组的接线方式，从B相输入，从C相输出电流I，此时转子交轴与定子绕组合成磁动势方向重合；第八步，将电机绕组的A相断开，B、C两相构成一个电阻网络，其中B端通过电流表，与R3、Rm的一端相连接，Rm的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与R2、R4一端相连，R2另一端与绕组网络的C端相连，R4的另一端与R3相连，电压表和电压采集装置相并联后，一端接到R3和R4的接线处，另一端接到R2和绕组网络C端的接线处；第九步，合上开关S，调节Rm使电流表示数为实验所需要的数值I02，然后调节滑动变阻器R2、R3、R4，使电压表示数为零，即电桥平衡；第十步，接通电压采集设备，断开开关S，用电压采集设备采集电压信号的实时数据；第十一步，记开关S断开的时刻为0时刻，从采集到的电压信号中选取从0时刻到电压为零的区间内的信号为有效信号，并按公式(4)计算磁链ψ′2 ψ 2 ′ = Σ k = 1 n u 2 ( k ) * Δt - - - ( 4 ) 其中u2(k)为测交轴电抗参数时回路中电阻R2和R4上的瞬时电压在各个采样点的值，Δt为采样间隔，n为采样点数；第十二步，根据公式(5)计算此时定子绕组交轴电感Lq L q = ( R q + R 2 + R 3 + R 4 ) ψ ′ 2 ( R 2 + R 4 ) I 02 - - - ( 5 ) 其中公式(5)中Rq为此时电枢绕组连接而成的电阻网络的等效电阻；用公式(6)求出交轴电抗参数Xq X q = ω s L q 2 - - - ( 6 ) 公式(6)中ωs为永磁同步电机实际运行的电角频率。