專(zhuān)利名稱(chēng)：一種永磁同步電機(jī)交軸電抗測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁同步電機(jī)交軸電抗測(cè)量裝置，屬于永磁同步電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
永磁同步電機(jī)沒(méi)有勵(lì)磁繞組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不存在電勵(lì)磁損耗，具有運(yùn)行效率、功率因數(shù)和功率密度較高的優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。在永磁同步電機(jī)的研究與應(yīng)用中， 不可避免地需要知道電機(jī)的相應(yīng)參數(shù)，其中交直軸電感Ld、Lq是永磁同步電機(jī)最重要的參數(shù)。目前的電抗測(cè)量方法主要有純電感負(fù)載法、直接短路法、直接負(fù)載法、轉(zhuǎn)差法等實(shí)驗(yàn)方法。這些方法可以測(cè)出電機(jī)的參數(shù)值，但是測(cè)量過(guò)程比較繁瑣，需要人工讀數(shù)。因此運(yùn)用電機(jī)矢量系統(tǒng)中的控制裝置以及傳感器，開(kāi)發(fā)一套無(wú)需人工讀數(shù)，參數(shù)測(cè)量自動(dòng)化系統(tǒng)是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種永磁同步電機(jī)交軸電抗測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試，提高檢測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種永磁同步電機(jī)交軸電抗測(cè)量裝置，包括定子三相交流電源、三相電源開(kāi)關(guān)和永磁同步電機(jī)，還包括定子功率變換器、電流采樣電路、電壓采樣電路、增量式轉(zhuǎn)速編碼器、DSP控制器、用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子三相電流值的電流傳感器和用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子線(xiàn)電壓值的電壓傳感器，定子功率變換器與永磁同步機(jī)定子繞組相連接，定子功率變換器的一端通過(guò)三相電源開(kāi)關(guān)連接至定子三相交流電源，另一端分別與DSP控制器和電流傳感器電連接，DSP控制器分別與電流采樣電路、電壓采樣電路以及增量式轉(zhuǎn)速編碼器電連接，并通過(guò)電流采樣電路與電流傳感器電連接，通過(guò)電壓采樣電路與電壓傳感器電連接，通過(guò)增量式轉(zhuǎn)速編碼器與永磁同步電機(jī)電連接，定子功率變換器通過(guò)電流傳感器與電壓傳感器和電流采樣電路電連接，電壓傳感器通過(guò)永磁同步電機(jī)與增量式轉(zhuǎn)速編碼器電連接。
永磁同步電機(jī)交軸電抗測(cè)量原理
首先在電機(jī)靜止的狀態(tài)下，用電橋測(cè)量電機(jī)定子繞組的電阻值。然后通過(guò)一臺(tái)直流電機(jī)拖動(dòng)永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，DSP控制器接收增量式轉(zhuǎn)速編碼器反饋回的線(xiàn)數(shù)信號(hào)，獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子所在的位置，即得到了轉(zhuǎn)子d軸所在位置角度汐的正余弦值sin^,cos終；
電流傳感器檢測(cè)的定子電流信號(hào)反饋到DSP控制器，再經(jīng)過(guò)3S/k變換，得到定子電流相對(duì)于A相軸線(xiàn)角度的正余弦值sm終，cos瑪；電壓傳感器檢測(cè)的定子電壓信號(hào)反饋到DSP控制器，再經(jīng)過(guò)3s/k變換，得到定子電壓相對(duì)于A相軸線(xiàn)角度的正余弦值SmgiC0s^ ； 貝Ijsin 馬·sin + cos 5^cos Θ = cos(瑪- ) = cos φ(1)
求該函數(shù)的反余弦值，即可得出功率因數(shù)角；同理可以求出定子電流與轉(zhuǎn)子d軸的夾角以及定子電壓與轉(zhuǎn)子d軸的夾角；定子電流與轉(zhuǎn)子d軸的夾角減去90°即為內(nèi)功率因數(shù)角抖；定子電壓與轉(zhuǎn)子d軸的夾角減去90°即為功角0 ；
把所計(jì)算得到的角度以及電壓電流值代入永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)方程
U sin Zrsm φ^
式中U --定子電壓，伏特 I --定子電流，安培 r --定子電阻，歐姆 θ --功角，度
抖-----內(nèi)功率因數(shù)角，度
可以計(jì)算出電機(jī)的交軸電抗的參數(shù)值~，歐姆。本發(fā)明的有益效果是充分運(yùn)用永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的控制裝置以及電壓電流傳感器，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)交軸電抗的自動(dòng)測(cè)量，不需要人工讀數(shù)；測(cè)量簡(jiǎn)單，可以在相同或者不同的轉(zhuǎn)速下測(cè)取多組數(shù)據(jù)消除一部分測(cè)量誤差，達(dá)到較高的測(cè)量精度；可以在不同的負(fù)載情況下進(jìn)行測(cè)量，功率因數(shù)可變，無(wú)需純阻或者純感性負(fù)載。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖2為本發(fā)明永磁同步電機(jī)發(fā)電狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)相量圖。圖中1、定子三相交流電源，2、三相電源開(kāi)關(guān)，3、定子功率變換器，4、電流傳感器， 5、電壓傳感器，6、電流采樣電路，7、電壓采樣電路，8、增量式轉(zhuǎn)速編碼器，9、永磁同步電機(jī)， 10、DSP控制器。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明包括定子三相交流電源1、三相電源開(kāi)關(guān)2、定子功率變換器 3、電流采樣電路6、電壓采樣電路7、增量式轉(zhuǎn)速編碼器8、永磁同步電機(jī)9以及DSP控制器 10，還包括用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子三相電流值的電流傳感器4和用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子線(xiàn)電壓值的電壓傳感器5，定子功率變換器3與永磁同步機(jī)定子繞組相連接，定子功率變換器3的一端通過(guò)三相電源開(kāi)關(guān)2連接至定子三相交流電源1，另一端分別與DSP控制器10和電流傳感器4電連接，DSP控制器10分別與電流采樣電路6、電壓采樣電路7以及增量式轉(zhuǎn)速編碼器8電連接，并通過(guò)電流采樣電路6與電流傳感器4電連接，通過(guò)電壓采樣電路7與電壓傳感器5電連接，通過(guò)增量式轉(zhuǎn)速編碼器8與永磁同步電機(jī)9電連接，定子功率變換器3通過(guò)電流傳感器4與電壓傳感器5和電流采樣電路6電連接，電壓傳感器5通過(guò)永磁同步電機(jī)9與增量式轉(zhuǎn)速編碼器8電連接。首先在電機(jī)靜止的狀態(tài)下，用電橋測(cè)量電機(jī)定子繞組的電阻值。然后通過(guò)一臺(tái)直流電機(jī)拖動(dòng)永磁同步電機(jī)9旋轉(zhuǎn)，DSP控制器10接收增量式轉(zhuǎn)速編碼器8反饋回的線(xiàn)數(shù)信號(hào)，獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子所在的位置，即得到了轉(zhuǎn)子d軸所在位置角度β的正余弦值smlc0S4。
閉合三相電源開(kāi)關(guān)2，電流傳感器4和電壓傳感器5時(shí)刻檢測(cè)定子的電流、電壓信號(hào)，電流傳感器4檢測(cè)的定子電流信號(hào)反饋到DSP控制器10，再經(jīng)過(guò)變換，得到定子電流相對(duì)于A相軸線(xiàn)角度的正余弦值sm年C0s^ ；電壓傳感器5檢測(cè)的定子電壓信號(hào)反饋到DSP控制器10，再經(jīng)過(guò)變換，得到定子電壓相對(duì)于A相軸線(xiàn)角度的正余弦值 sm co s 馬。貝Ijsm鴿.Siniljl+cos瑪.COS^i = cos閑- ) = cosiji (1) 求該函數(shù)的反余弦值，即可得出功率因數(shù)角。同理可以求出定子電流與轉(zhuǎn)子d軸的夾角以及定子電壓與轉(zhuǎn)子d軸的夾角。定子電流與轉(zhuǎn)子d軸的夾角減去90°即為內(nèi)功率因數(shù)角抖。定子電壓與轉(zhuǎn)子d軸的夾角減去 90°即為功角釙把所計(jì)算得到的角度以及電壓電流值代入永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)方程
權(quán)利要求
1. 一種永磁同步電機(jī)交軸電抗測(cè)量裝置，包括定子三相交流電源(1)、三相電源開(kāi)關(guān) (2)和永磁同步電機(jī)(9)，其特征在于，還包括定子功率變換器(3)、電流采樣電路(6)，電壓采樣電路(7)、增量式轉(zhuǎn)速編碼器(8)、DSP控制器(10)、用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子三相電流值的電流傳感器(4)和用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子線(xiàn)電壓值的電壓傳感器(5)，定子功率變換器(3)與永磁同步機(jī)定子繞組相連接，定子功率變換器(3)的一端通過(guò)三相電源開(kāi)關(guān)(2)連接至定子三相交流電源(1)，另一端分別與DSP控制器(10)和電流傳感器(4)電連接，DSP控制器(10 )分別與電流采樣電路(6 )、電壓采樣電路(7 )以及增量式轉(zhuǎn)速編碼器 (8)電連接，并通過(guò)電流采樣電路(6)與電流傳感器(4)電連接，通過(guò)電壓采樣電路(7)與電壓傳感器(5)電連接，通過(guò)增量式轉(zhuǎn)速編碼器(8)與永磁同步電機(jī)(9)電連接，定子功率變換器(3 )通過(guò)電流傳感器(4 )與電壓傳感器(5 )和電流采樣電路(6 )電連接，電壓傳感器 (5 )通過(guò)永磁同步電機(jī)(9 )與增量式轉(zhuǎn)速編碼器(8 )電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種永磁同步電機(jī)交軸電抗測(cè)量裝置，屬于永磁同步電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括定子三相交流電源、三相電源開(kāi)關(guān)、定子功率變換器、電流采樣電路、電壓采樣電路、增量式轉(zhuǎn)速編碼器、永磁同步電機(jī)以及DSP控制器、用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子三相電流值的電流傳感器和用于檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子線(xiàn)電壓值的電壓傳感器。有益效果是采用此裝置，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)交軸電抗的自動(dòng)測(cè)量，無(wú)需人工讀數(shù)；測(cè)量簡(jiǎn)單，可以在相同或者不同的轉(zhuǎn)速下測(cè)取多組數(shù)據(jù)消除一部分測(cè)量誤差，達(dá)到較高的測(cè)量精度；可以在不同的負(fù)載情況下進(jìn)行測(cè)量，功率因數(shù)可變，無(wú)需純阻或者純感性負(fù)載。
文檔編號(hào)G01R27/02GK102401859SQ201110389910
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者何鳳有, 張輝, 譚國(guó)俊 申請(qǐng)人:徐州中礦大傳動(dòng)與自動(dòng)化有限公司