[發明專利]交流永磁電機機械特性測試方法

有效

• 申請號: 201310451011.7
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103472394A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 鄒繼斌;曾德鵬;徐永向;趙博;王騫;李勇;尚靜;胡建輝;劉承軍;趙猛;江善林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電機測試技術領域，涉及一種多相多單元永磁同步電機機械特性的測試方法。

背景技術

目前，對于永磁同步電機機械特性的測試方法比較成熟，大多是直接測試法，即把電機裝在實驗臺上，電機本身電動運行，同時外加一個測功機作機械負載，然后測試不同轉速下電機的輸出轉矩，完成對電機機械特性的測試。

但是，用這種方法對永磁電機在做機械特性測試時，需要外加測功機或機械負載裝置，無形中增加了測試所需的設備條件。而且，大功率低速永磁同步電機運行的轉速較低，一般不超過200rpm，其轉矩很大，因此需要很大容量的直流電機及其輔助設備作為負載，有些實驗室或研究所根本不具備數百千瓦甚至兆瓦級的直流電機負載實驗條件，因此完成不了這種測試。

發明內容

為了解決目前采用測功機或機械負載測試大功率永磁同步電機機械特性時，需要外加設備的問題，本發明提供一種無機械負荷的多相多單元永磁同步電機機械特性的預測方法。

本發明提出的無機械負荷的多相多單元永磁同步電機機械特性測試方法，包括以下步驟：

步驟一：交流永磁電機的發電機單元端接入負載電阻或負載電網，接入負載電網時，控制驅動器先關斷。

步驟二：將電動機單元接入驅動器，并控制驅動器開始運行，測試此時的電機轉速、三相繞組電流波形和相電阻電壓值，并從控制器中讀出這一狀態下的功率角。

步驟三：控制驅動器將電機停止運行，然后斷開發電機單元的負載，分別在電動單元的三相繞組內通入和步驟二運行狀態下電流有效值相同的直流電流，并測試其繞組端電壓，得到這一狀態下的繞組電阻。

步驟四：整理三相繞組電流波形，經dq變換求得q軸電流的直流恒定分量，在電動單元的BC相繞組內通入帶有直流偏置的交流電流，直流偏置電流為所求得的q軸電流直流恒定分量，測試出單元電機的交直軸電感。

步驟五：用所測試出的電機轉速、繞組電阻、單元電機的交直軸電感、功率角，計算出在這一負載時，這一轉速下的電磁轉矩。

步驟六：改變發電機單元端接入的負載電阻的阻值或負載電網的電壓值，重復步驟一至步驟五，得出一個單元電機的電磁轉矩與轉速曲線。

步驟七：發電單元開路，重復步驟二至步驟五，得出電機空載時的q軸電流值，這部分電流用于平衡電機的鐵損和雜散損耗，所以不產生輸出轉矩。計算出電機電磁轉矩與轉速曲線上每個點的鐵損。

????步驟八：用步驟六得出的一個單元電機電磁轉矩與轉速曲線上每個點的功率減去步驟七計算出的與其對應的這個點的鐵損，再除以轉速得出這一轉速下的輸出轉矩。將所測試點做出曲線即可獲得一個單元電機的機械特性，再乘上整機的單元數目，即可得出多單元永磁同步電機整機的機械特性。

本發明所述交流永磁電機為多相多單元永磁同步電機，其定子繞組具有N個獨立運行單元，每個獨立運行單元為????????????????????????????????????????????????相對稱交流繞組（為3），多相多單元永磁同步電機的相數m為:?，其中N為大于3的整數。本發明的多相多單元永磁同步電機的結構示意圖如圖1所示，測試結構示意圖如圖2所示。

本發明的優點是利用多相多單元永磁同步電機多單元的繞組結構特點，在預測電機的機械特性時，能在一個單元電機電動運行，一個單元電機發電運行的運行狀態下，測試相關電機參數預測出一個單元電機的機械特性，再通過一個單元輸出轉矩與整機輸出轉矩關系得出整機機械特性，從而既預測出了電機的機械特性又省去了外加的負載裝置。采用本發明方法實現多相多單元電機機械特性的測試過程中，電機的機殼和軸伸都不用特殊固定，也不需要外部設備，具有結構簡單、性能穩定、數據可靠等一系列優點，可以滿足一般性的永磁同步電機機械特性測試的需要。

附圖說明

圖1為本發明的多相多單元永磁同步電機的結構示意圖，圖中1A，1B，1C表示第一個獨立運行單元的3相對稱交流繞組；2A，2B，2C表示第二個獨立運行單元的3相對稱交流繞組；3A，3B，3C表示第二個獨立運行單元的3相對稱交流繞組；NA，NB，NC表示第N個獨立運行單元的3相對稱交流繞組；

圖2為本發明方法的測試結構示意圖；

圖3為本發明方法的測試流程圖；

圖4為測試交直軸電感時待測試電機單元的電路連接圖；

圖5為測試交直軸電感時另一個非測試單元的電路連接圖；

圖6為電機被固定在交軸位置的電磁力示意圖；

圖7為電機被固定在直軸位置的電磁力示意圖；