[發明專利]一種同步電機試驗方法

在審

• 申請號: 201310487229.8
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN104569807A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 黃燕
• 申請（專利權）人: 黃燕
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術領域

本發明涉及一種同步電機試驗方法。

背景技術

通常永磁同步電機(以下簡稱PMSM)傳動系統是指以PMSM為控制對象，通過調頻調壓方式控制永磁同步電機的轉速和轉矩的一種新型傳動系統。相對于傳動的以異步電機為控制系統的交流傳動系統而言，PMSM傳動系統有著結構簡單、功率密度大，低速輸出扭矩大，效率高，維護方便等一系列交流電機無法媲美的優勢，正逐漸取代異步電機交流傳動系統，成為未來的主流。

但不論任何應用場合，任何控制方式，電機的可靠性是基本的保障，因此，電機的設計相當的關鍵。在電機設計完成后，需要完成一些出廠試驗來驗證電機方案的有效性，包括，前期的反電動勢測量，短路試驗，溫升試驗等等。對電機性能最為關鍵的兩個因素是，反電動勢和短路電流。

傳統的短路試驗方法是：陪試電機和逆變器各一臺，將測試電機的UVW三相繞組，按照短路試驗電路圖對接；開啟逆變器，將陪試電機的轉速拖動到試驗電機的額定轉速，在不同溫度條件下，記錄電流傳感器電流值，完成短路電流測量，完成試驗。此方法的缺點是：1、對于陪試驗的電機有一定的要求，陪同試驗電機的最高轉速不能低于試驗的額定轉速，如果低于將要加入齒輪箱。使得試驗成本增加，多一臺電機的同時，還會需要配套的工裝，且需要增加對陪試的電機的控制方案，使得試驗人員增多，試驗接線復雜，試驗過程繁瑣。；、如果按照現有方案進行短路試驗，試驗場地也有要求，需要至少1個能建立對拖臺的試驗場地，場地限制使得電機運輸成本增加；3、而對于被試驗電機而言，按照現有方案的作法，直接短接電機三相繞組，如果出現電機溫度度過高，電機絕緣損壞的情況下，不能自動斷開故障，只有陪試電機斷開，隔斷故障，因此，試驗過程，試驗電機處于不可控狀態，沒有故障隔斷能力，給試驗帶來風險；4、傳統方法試驗時，由于短路狀態下，試驗電機形成的短路電流易產生較大的制動力矩，因此為了能夠在短路的狀態下將被試電機拖動，陪試電機需要的容量相對較大。

發明內容

本發明的目的是解決上述存在的問題，提供一種不僅能夠單獨對試驗電機進行電機控制，當將試驗電機啟動到額定轉速后，能對電機有效電壓歸0，使電機三相進行短暫短路的試驗辦法，而且不受場地限制，能夠現場安全完成短路試驗，同時通過逆變器的限制條件，即自動斷開故障，又完成故障自動隔離的一種同步電機試驗方法。

本發明的目的是以如下方式實現的：一種同步電機試驗方法，包括如下步驟：

A、電聯逆變器和永磁同步電機，將逆變器的上開關A1與下三管A2串聯成第一條支路，所述逆變器的上開關B1與下三管B2串聯成第二條支路，所述逆變器的上開關C1與下三管C2串聯成第三條支路，所述永磁同步電機的三個接線端U、V、W分別連接在三條支路上，所述永磁同步電機的接線端U和V分別連接電流傳感器；

B、在所述逆變器的主控芯片上引入空間矢量脈沖寬度調制的開環控制策略和電機控制算法；

C、開啟逆變器，用基于空間矢量脈沖寬度調制的開環控制將永磁同步電機空載自啟動到額定轉速；

D、將給定電壓幅值u_s=0，即調制比的電壓為0，此時調制有效電壓矢量為作用時間T₁=0，T₂=0，逆變器只保持0矢量和7矢量發生作用，且作用時間為開關頻率的一半，T₀=T₇＝T_pwm／2，兩種矢量發生作用時候，此時逆變器與永磁同步電機的電路等效短路；

E、記錄上述狀態下的電流傳感器的電流值，完成短路試驗。

上述的一種同步電機試驗方法，所述的B步驟電機控制算法為給定f_s為定子電源供電頻率，E_s為氣隙磁通在定子每相中感應電動勢有效值，N_s為定子每相繞組串聯匝數，k_w為基波繞組系數，φ為每極氣隙磁通，可以通過以下公式即電機端電壓u_s與感應電動勢E_s的關系為u_s=R·i_s+E_s，其中R定子電阻；

假設電機工況穩定，忽略定子電阻上的電壓降，根據氣隙磁通可表示為，