一种永磁同步电机交直轴电感测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种永磁同步电机交直轴电感测量装置及方法，属于电机驱动控制领域，目的是解决传统的电压积分法测量交直轴电感需要使用磁通计等专用设备，提出了一种新的替代测量方案。本测量装置包括直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组R1、电流表A、电压表V、电压采集装置(如示波器)组成，本方法利用通用的电压采集装置(如示波器)进行数据采集，然后采用数值积分法对采集到的离散电压信号进行积分，计算出永磁同步电机的磁链参数，进而计算得到永磁同步电机的交直轴电感。该方案操作简便、且不需专用测试设备，易于实施。

Apparatus and method for measuring direct axis inductance of permanent magnet synchronous motor

The invention relates to a permanent magnet synchronous motor direct axis inductance measuring device and a method thereof, belonging to the field of motor control, the purpose is to solve the traditional voltage integral method for measuring AC d-axis inductance to use flux meter and other special equipment, presents a new alternative measurement scheme. The measuring device comprises a DC power supply switch E, S, R4, R3 fixed resistor, variable resistor R2 ', R2, R1, A armature winding current meter, voltage meter, V voltage acquisition device (such as oscilloscope), this method uses the voltage acquisition device of universal (such as oscilloscope) data acquisition, and then by using the numerical integral method of discrete voltage signal collected points, calculate the flux parameters of permanent magnet synchronous motor, and then calculate the permanent magnet AC synchronous motor direct axis inductance. The scheme is simple and convenient, and does not need special test equipment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种永磁同步电机的基本参数测量装置及方法，尤其涉及一种永磁同步电机交直轴电感测量装置及方法，属于电机驱动控制领域。
技术介绍
永磁同步电机交直轴电感是电压解耦控制、转矩估算以及电机稳态性能评估必不可少的输入参数，但是这些参数在用户手册中往往不易得到。为了实现对永磁同步电机更好的控制，在永磁同步电机进行控制之前，需要对永磁同步电机的电感参数进行辨识。测量永磁同步电机交直轴电感的装置及方法有直接负载法、电压积分法和直流衰减法等多种辨识方法。其中电压积分法原理简单、操作方便，因而应用更为广泛。但是该方法必须使用磁通计这一专用设备，考虑到目前实验室和工作现场的实际情况，提出了一种新的替代解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种永磁同步电机交直轴电感测量装置及方法，该方案能够实现对永磁同步电机交直轴电感的测量，方法简便快捷、不需磁通计等专用测试设备，易于实施。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案解决上述问题。测试方案原理如下：当电感中流过的电流为I时，产生的磁链为ψ，则电感为 L = ψ I ]]>由于定子绕组电阻较小，绕组电感在绕组电阻上产生的电压不易测量，为了测出电感中的磁链，可将电感通过电阻R短路，采集电阻R两端的离散电压数据，并对电阻两端的离散电压数据进行数值积分，则电感中的磁链为： ψ = Σ k = 1 n u ( k ) * Δ t ]]>所以 L = ψ I 0 ]]>其中I0为电流初始值，u(k)为回路电阻R上各个采样点的瞬时电压，Δt为采样时间间隔，n为采样点数。于是电感的测量问题就转化成对离散电压信号的数值积分问题。根据上述的测试原理，本专利技术的永磁同步电机交直轴电感测量装置包括：直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组R1、电流表A、电压表V、电压采集装置(如示波器)组成。本专利技术的永磁同步电机交直轴电感测量方法具体步骤如下：步骤1、调节转子直轴或交轴与电枢绕组合成磁动势方向重合。这是测取试验数据准确性的关键。步骤2、闭合开关S，接通电源E。调节直流电源E的输出电压，使电枢绕组输入直流电流I0达到所需值。然后调节可变电阻R2’，R2”，调节后使电压表示数为零，即电桥平衡。步骤3、接电压采集装置(如示波器)，观察电桥两输出端a、b的电压波形，此时电压应为零。断开开关S，用电压采集装置(如示波器)记录输出端a、b电压的实时信号。步骤4、开关S断开时刻记为零时刻，将电压采集装置(如示波器)采集到的电压信号从零时刻到电压变为零的区间内的信号作为有效信号，用MATLAB中的trapz()函数对离散电压信号进行积分，以此计算 ψ , = Σ k = 1 n u R 2 + R 4 ( k ) * Δ t ]]>其中uR2+R4为电阻R2和R4上的电压之和在各采样点的瞬时电压，Δt为采样时间间隔，n为采样点数。步骤5、计算定子绕组电感L。 L = ( R 1 + R 2 + R 3 + R 4 ) ψ , ( R 2 + R 4 ) I 0 ]]>其中R1为电枢绕组等效电阻，本专利技术的永磁同步电机交直轴电感测量装置和方法，利用通用的电压采集装置(如示波器)进行数据采集，然后采用数值积分法对采集到的离散电压信号进行积分，计算出永磁同步电机的磁链参数，进而计算得到永磁同步电机的交直轴电感。与
技术介绍
相比该方案具有测试电路简单，操作方便，容易掌握，且不需要使用磁通计等专用测试设备，易于实施优点。对于研究由永磁体增、去磁效应和交叉饱和效应引起的电感参数的变化都很方便。附图说明图1是永磁同步电机直轴电感测量装置电路图；图2是永磁同步电机交轴电感测量装置电路图；图3是永磁同步电机直轴电感测量原理图；图4是永磁同步电机交轴电感测量原理图；图5是在直轴电感测量中本专利技术方法与传统方法数据对比图；图6是在交轴电感测量中本专利技术方法与传统方法数据对比图；具体实施方式下面结合附图及实施方式对本专利技术作进一步详细说明，本专利技术的永磁同步电机交直轴电感测量装置包括：永磁同步电机直轴电感测量装置和永磁同步电机交轴电感测量装置。如图1所示，永磁同步电机直轴电感测量装置，具体包括：直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组、电流表A、电压表V、和电压采集装置(如示波器)组成；连接关系是：将电枢绕组的V、W两相短接，与U相共同构成一个绕组网络，其中U端通过电流表A与电阻R3的一端相连接，电流表A的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与电阻R4、R2’、R2”的一端相连，R2’、R2”的另一端与绕组网络的V、W端相连，R4的另一端与R3相连，电压表V和电压采集装置(如示波器)相并联后，一端接到R3和R4的接线处，另一端接到R2’、R2”和绕组网络V、W端的接线处；如图2所示，永磁同步电机交轴电感测量装置，具体包括：直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组、电流表A、电压表V、和电压采集装置(如示波器)组成；连接关系是：将电枢绕组的U相断开，V、W两相构成一个绕组网络，其中V端通过电流表A与R3的一端相连接，电流表A的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与电阻R4、R2’、R2”的一端相连，R2’、R2”另一端与绕组网络的W端相连，R4的另一端与R3相连，电压表V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’、R2”和绕组网络W端的接线处。本专利技术的永磁同步电机交直轴电感测量方法具体步骤如下：步骤1、调节转子直轴或交轴与电枢绕组合成磁动势方向重合。图3、图4分别是永磁同步电机直、交轴电感测量原理图，测量永磁同步电机直、交轴电感前，必须调节转子直轴或交轴与电枢绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机交直轴电感测量装置，其特征在于：包括永磁同步电机直轴电感测量装置和永磁同步电机交轴电感测量装置；其中：a.永磁同步电机直轴电感测量装置，具体包括：直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组R1、电流表A、电压表V、和电压采集装置组成；连接关系是：将电枢绕组的V、W两相短接，与U相共同构成一个绕组网络，其中U端通过电流表A与电阻R3的一端相连接，电流表A的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与电阻R4、R2’、R2”的一端相连，R2’、R2”的另一端与绕组网络的V、W端相连，R4的另一端与R3相连，电压表V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’、R2”和绕组网络V、W端的接线处；b.永磁同步电机交轴电感测量装置，具体包括：直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组R1、电流表A、电压表V、和电压采集装置组成；连接关系是：将电枢绕组的U相断开，V、W两相构成一个绕组网络，其中V端通过电流表A与R3的一端相连接，电流表A的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与电阻R4、R2’、R2”的一端相连，R2’、R2”另一端与绕组网络的W端相连，R4的另一端与R3相连，电压表V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’、R2”和绕组网络W端的接线处。...

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机交直轴电感测量装置，其特征在于：包括永磁同步电机直轴电感测量装置和永磁同步电机交轴电感测量装置；其中：a.永磁同步电机直轴电感测量装置，具体包括：直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组R1、电流表A、电压表V、和电压采集装置组成；连接关系是：将电枢绕组的V、W两相短接，与U相共同构成一个绕组网络，其中U端通过电流表A与电阻R3的一端相连接，电流表A的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与电阻R4、R2’、R2”的一端相连，R2’、R2”的另一端与绕组网络的V、W端相连，R4的另一端与R3相连，电压表V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’、R2”和绕组网络V、W端的接线处；b.永磁同步电机交轴电感测量装置，具体包括：直流电源E、开关S、固定电阻R3，R4、可变电阻R2’，R2”、电枢绕组R1、电流表A、电压表V、和电压采集装置组成；连接关系是：将电枢绕组的U相断开，V、W两相构成一个绕组网络，其中V端通过电流表A与R3的一端相连接，电流表A的另一端通过开关S与直流电源E正极相连，直流电源负极与电阻R4、R2’、R2”的一端相连，R2’、R2”另一端与绕组网络的W端相连，R4的另一端与R3相连，电压表V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’、R2”和绕组网络W端的接线处。2.一种永磁同步电机交直轴电感测量方法，其特征在于，本方法在利用权利要求1所述的测量装置的基础上所进行的操作步骤，具体包括以下步骤：步骤1、调节转子直轴或交轴与电枢绕组合成磁动势方向重合；步骤2、闭合开关S，接通电源E。调节直流电源E的输出电压，使电枢绕组输入直流电流I0达到所需值。然后调节可变电阻R2’，R2”，使电压表示数为零，即电桥平衡；步骤3、接通电压采集装置，观察电桥两输出端a、b的电压波形，此时电压应为零。断开开关S，用电压采集装置记录输出端a、b电压的实时信号；步骤4、开关S断开时刻记为初始时刻，将电压采集装置采集到的电压信号从初始时刻到电压变为零的区间内的信号作为有效信号，用MATLAB中...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫晓晖，张漪，应明峰，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32