電機(jī)參數(shù)測(cè)量——永磁同步電機(jī)控制

永磁同步電機(jī)的電壓方程、磁鏈方程和力矩方程如圖1所示。

測(cè)量方法1:使用電橋進(jìn)行測(cè)量，使用電橋測(cè)試定子電阻時(shí)，設(shè)置測(cè)量頻率為100HZ為佳，測(cè)量DQ軸電感時(shí)，設(shè)置測(cè)量頻率為1kHZ或10kHZ為佳。

1.測(cè)量?jī)?nèi)阻時(shí)，用電橋連接電機(jī)的任意兩相，定子電阻為測(cè)量值的一半。

2.測(cè)量電感時(shí)，同樣用電橋連接電機(jī)的任意兩相，同時(shí)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子，待轉(zhuǎn)子穩(wěn)定再后讀取電橋測(cè)量結(jié)果，D軸電感為數(shù)值較小者的一半，Q軸電感為數(shù)值較大者一半，大多數(shù)的表貼式永磁同步電機(jī)的DQ軸電感值近似相等。

測(cè)量方法2:在沒有電橋的情況下，還可以借助電機(jī)驅(qū)動(dòng)器測(cè)量定子電阻(R)和DQ軸電感(L)。

1.向逆變器施加(d,q)坐標(biāo)系下于兩相坐標(biāo)系下alfa軸相重疊的電壓矢量ud=常數(shù)，uq=0，穩(wěn)態(tài)時(shí)電機(jī)靜止，電壓方程中電角速度為0，同時(shí)電流微分也為0，測(cè)出此時(shí)的電流id，根據(jù)電壓方程可得定子相電阻。實(shí)際上，為了消除死區(qū)的影響和功率器件的導(dǎo)通壓降，經(jīng)常采用差分算法來辨識(shí)電阻，具體做法就是就是向逆變器施加兩組不同幅值的電壓矢量ud1=常數(shù)，uq1=0、ud2=常數(shù)，uq2=0，然后測(cè)得兩組電流id1、id2，最后可得相電阻的計(jì)算公式：

在差分辨識(shí)電阻的時(shí)候，給定電壓是要小心選擇的，最好是電流的線性關(guān)系和電壓的線性關(guān)系一致，比如給定電壓是呈2倍關(guān)系，那么電流也應(yīng)該大致呈2倍關(guān)系，如果偏差太大，說明選取的給定電壓不太合適。

2.在向逆變器施加(d,q)坐標(biāo)系下電壓矢量ud=常數(shù)，uq=0時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子是不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的，此時(shí)的電機(jī)d軸就是一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，時(shí)間常數(shù)為L(zhǎng)/R。記錄下此時(shí)d軸電流i的上升曲線，根據(jù)一階慣性環(huán)節(jié)的性質(zhì)，當(dāng)d軸電流從0上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2%時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間t剛好等于時(shí)間常數(shù)L/R，在得到定子電阻(R)值，可根據(jù)時(shí)間常數(shù)t得到電感(L)值：

反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)和永磁體磁鏈其實(shí)表征同一個(gè)概念，指電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鏈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系，反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)kv的單位為V.s/rad，而永磁體磁鏈單位為Wb，兩個(gè)單位可以互相轉(zhuǎn)化。

測(cè)量方法：測(cè)量反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)時(shí)，需要借助示波器。

1.用示波器探頭連接電機(jī)的任意兩相，測(cè)量反電動(dòng)勢(shì)的線電壓；

2.因?yàn)榉措妱?dòng)勢(shì)值一般較小，盡量以較快速度轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，然后捕獲此時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)波形；

3.根據(jù)公式計(jì)算電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)；

正規(guī)電機(jī)廠家電機(jī)出廠時(shí)，都會(huì)配有詳細(xì)參數(shù)的規(guī)格書，但現(xiàn)在市面上大部分電機(jī)沒有相應(yīng)規(guī)格書，為了得到更好的控制性能，有必要對(duì)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。無論是電橋測(cè)得參數(shù)(受測(cè)量設(shè)備精度影響)，還是逆變器測(cè)得參數(shù)(受逆變器非線性、采樣精度等影響)，測(cè)量所得參數(shù)都可能具有一定誤差，在電機(jī)調(diào)試過程中，不要迷信測(cè)量所得參數(shù)，有必要時(shí)需要進(jìn)行不斷的修正。