專利名稱：一種內置式永磁同步電動機直軸電抗測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種永磁同步電動機電抗參數(shù)測試方法，特別涉及一種內置式永磁同
步電動機直軸電抗參數(shù)測試方法，屬于電機測試技術領域。
背景技術：
永磁電機與電勵磁電機的不同點主要在于其磁場難以調節(jié)，電勵磁電機中已 經(jīng)十分成熟的參數(shù)測試方法在永磁電機中卻無法應用，使永磁電機參數(shù)的測試原理與 測試方法的研究變得十分迫切和重要。通過相關檢索看以找到電壓積分法(專利號ZL 200520091050. 1)、直流衰減法(專利號ZL 200520091049. 9)，這兩種永磁同步電動機電抗 參數(shù)的測試方法，但是這兩種方法對試驗裝置依賴性很大。 以直流衰減法為例直流衰減法測量電抗參數(shù)時需要以下裝置直流電源、變壓 器、整流模塊、數(shù)據(jù)采集卡、信號處理及保護模塊、信號放大模塊、計算機、繼電器、無感電阻 等儀器，在操作時，將計算機發(fā)出的控制信號經(jīng)由兩個三極管組成的放大電路進行放大，來 控制繼電器開斷以實現(xiàn)直流衰減功能，其電源是由一個變壓器經(jīng)過整流模塊獲得；信號處 理及保護模塊包括運算放大電路、控制開關、穩(wěn)壓管，當輸入信號經(jīng)過一個運算放大電路后 獲得放大的電壓信號，將此電壓信號減去由兩個控制開關獲得的差模信號后，再通過一個 運算放大器進行放大，實現(xiàn)對衰減信號的放大，然后將放大的衰減送到數(shù)據(jù)采集卡；采集卡 將采集到的電壓信號傳送給計算機，然后在計算機中對電抗參數(shù)進行計算。這種試驗方法 需要專門操作人員、專門的試驗裝置加以調節(jié)才能測試，因此，在電機生產(chǎn)廠家或電機使用 單位直流衰減法并不適用。 對于專門的研究機構，電壓積分法、直流衰減法可以提高永磁同步電動機的參數(shù)
測量的準確度，但由于儀器、技術、人員方面的限制并不適合推廣，因此，應該提出一種通過 簡單的、節(jié)省人力、節(jié)省試驗裝置測量得到比較準確的電抗參數(shù)的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種內置式永磁同步電動機直軸電抗參數(shù)測試方法，該方法 通過簡單的試驗裝置和儀表，便可簡便的測量內置式永磁同步電動機直軸電抗參數(shù)。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明的方法其步驟如下l)選用測試 設備和準備工作，2)測試流程，3)分析試驗數(shù)據(jù)，計算得出直軸電抗參數(shù)。
本發(fā)明的試驗原理如下 正弦波永磁同步電動機與電勵磁凸極同步電動機有著相似的內部電磁關系，故可 以采用雙反應理論來研究。電動機運行于同步轉速時，根據(jù)雙反應理論可寫出永磁同步電 動機的電壓方程^ = i。 + L i ' + j么X, + j/d Iad +止JT叫 =A。+),i i+j/dXd+j)qXq (1)








其中_五。為每相空載反電動勢有效值； (j為外施相電壓有效值；
h定子相電流有效值；
Ri為定子繞組相電阻； Xd直軸同步電抗； X,為交軸同步電抗。
由圖2永磁同步電動機相量圖可以看出在電機以電動機狀態(tài)運行時有
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當以發(fā)電機狀態(tài)運行時
q 永磁同步電動機穩(wěn)態(tài)參數(shù)隨電機運行狀況改變而變化，當電樞電流變化時，Xd、 Xq 都有變化。因此在測量時一定要注意電機的工況。 當永磁同步電動機作發(fā)電機運行，且定子接三相純電感負載(感應調壓器或三相 自耦變壓器作近似純電感負載)，如忽略定子電阻，永磁同步發(fā)電機的運行相量圖如圖3所 示，由該相量圖得到 Id=^^ (6) 通過改變純電感負載的大小可得到不同去磁電流所對應的直軸電抗Xd。
本發(fā)明的有益效果該方法與現(xiàn)有技術的方法相比，可以通過簡單的試驗裝置，更
加簡便的測量內置式式永磁同步電動機直軸電抗參數(shù)，與電壓積分法、直流衰減法等永磁
同步電動機電抗參數(shù)測試方法相比，不僅可以節(jié)省專業(yè)操作人員等人力資源，同時可以節(jié)
省大量試驗裝置，具有一定經(jīng)濟效益。 以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作比較詳細地說明。


圖1為本發(fā)明的測試過程步驟流程圖；
圖2永磁同步發(fā)電機電動機狀態(tài)運行相量圖；
圖3永磁同步發(fā)電機發(fā)電機狀態(tài)運行相量 圖4純電感負載法測試時接線圖-1 ;
圖5純電感負載法測試時接線圖-2。
具體實施例方式
參照圖l，這是本發(fā)明的測試過程步驟流程圖。
測試過程共分為以下幾個步驟
1)選用測試設備和準備工作 a)試驗儀器準備主要利用調壓器、原動機、電流表、電壓表。 純電感負載法在測量時電機處于旋轉狀態(tài)，其中應注意①選取功率大的同步電 機作為原動機，防止在試驗時發(fā)生過載的現(xiàn)象；②在沒有合適的同步電機情況下可以按照 圖5的接線方式，但要注意隨著負載的增大，直流電機的轉速會下降，要根據(jù)轉速傳感器調 整直流電機轉速；③因為在試驗時純電感負載由調壓器來代替，所以應盡量選取容量大的 調壓器。 電壓表和電流表的選擇，宜選用測試精度較高的數(shù)字式電壓、電流表，也可采用數(shù)
字存儲示波器來讀取電壓、電流值并記錄波形。
b)應測量空載反電動勢數(shù)值，并記錄室溫。
2)測試過程 a)將電機按圖4中接線方式把裝于試驗臺；
b)選取適合量程的電壓表、電流表；
c)調節(jié)純電感負載(即調壓器)； d)開始試驗后，記錄試驗數(shù)據(jù)，在接近額定電流位置盡量緩慢調節(jié)，從而多記錄幾 點數(shù)據(jù)； e)記錄結束后，迅速結束試驗，防止調壓器過熱。 ①在試驗過程中電流為非線性變化，即會出現(xiàn)在開始的一段時間內電流變化不 大，但在某以位置之后電流迅速增，所以在最初時間段盡量緩慢調節(jié)；②由于電流較大，純 電感負載會發(fā)生過熱等現(xiàn)象，所以在進行試驗時應盡量縮短試驗時間，在產(chǎn)生發(fā)焦的氣味 時，建議立即中止試驗；③純電感負載法試驗兩次試驗的間隔最好保持在6小時以上。
3)分析試驗數(shù)據(jù)，由于電機的電阻和電抗值可以由電壓值和電流值來得到，即* = Z = A + " (7) 在忽略電阻的情況下，可按以下公式直軸電抗Xd計算；Xrf=^=^ (8)
權利要求
一種內置式式永磁同步電動機電抗參數(shù)測試方法，用于永磁同步電動機電氣參數(shù)測試，其特征在于所述的電抗參數(shù)測試方法，其步驟是1)選用測試設備和準備工作，2)測試過程，3)分析試驗數(shù)據(jù)，計算直軸電抗參數(shù)；所述的選用測試設備和準備工作，是選用容量較大的調壓器、電流表、電壓表、原動機；所述的測試過程，調節(jié)純電感負載如調壓器，同時記錄電壓值、電流值；所述的分析試驗數(shù)據(jù)，利用測試數(shù)據(jù)計算直軸電抗參數(shù)數(shù)值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的內置式永磁同步電動機直軸電抗參數(shù)測試方法，其特征在 于所述的選用測試設備和準備工作，純電感負載法在測量時電機處于旋轉狀態(tài)，為防止在 試驗時發(fā)生過載的現(xiàn)象，選取功率大的同步電機作為原動機。
3. 根據(jù)權利要求1所述的內置式永磁同步電動機直軸電抗參數(shù)測試方法，其特征在 于所述的選用測試設備和準備工作，選用在沒有合適的同步電機情況下，按照圖5接線方 式，隨著負載的增大，直流電機的轉速會下降，根據(jù)轉速傳感器調整直流電機轉速。
4. 根據(jù)權利要求1所述的內置式永磁同步電動機直軸電抗參數(shù)測試方法，其特征在 于所述的選用測試設備和準備工作，因為在試驗時純電感負載由調壓器來代替，應盡量選 取容量大的調壓器；利用純電感負載使永磁同步電動機功角改變，從而得到永磁同步電動 機直軸狀態(tài)電抗參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內置式永磁同步電動機直軸電抗參數(shù)測試方法，其步驟是1)選用測試設備和準備工作，2)測試過程，3)分析試驗數(shù)據(jù)，計算出直軸電抗參數(shù)。所述的準備工作，是選取調壓器等儀表；所述的測試過程，是測試前，測量電動機空載電壓，測試時，通過調節(jié)調壓器改變電壓值與電流值，并記錄，在接近額定電流位置盡量緩慢調節(jié)；所述的分析試驗數(shù)據(jù)，電機的直軸電抗值由電抗參數(shù)表達式求得。與現(xiàn)有技術的方法相比，通過簡單的試驗裝置，更加簡便的測量直軸電抗參數(shù)，與電壓積分法、直流衰減法等永磁同步電動機電抗參數(shù)測試方法相比，不僅可以節(jié)省專業(yè)操作人員等人力資源，同時可以節(jié)省大量試驗裝置，具有一定經(jīng)濟效益。
文檔編號G01R27/08GK101699300SQ20091019779
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權日2009年10月28日
發(fā)明者姚丙雷, 張寶強, 徐全, 陳偉華 申請人:上海電器科學研究所(集團)有限公司