交流永磁電機鐵心損耗測試方法
【專利摘要】交流永磁電機鐵心損耗測試方法，屬于電機測試【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法利用多相多單元永磁同步電機多單元的繞組結(jié)構(gòu)特點，令一個單元電機電動運行，一個單元電機發(fā)電運行，從而不用外加機械負(fù)載裝置得到多單元電機負(fù)載狀態(tài)下電機的參數(shù)。再令所有單元電動運行，通過控制驅(qū)動器，適當(dāng)調(diào)整dq軸電流，模擬出電機負(fù)載狀態(tài)下的鐵損。從而解決了現(xiàn)有鐵耗測試方法測試儀器調(diào)整困難和無法考慮軋制工藝對損耗測試影響的問題。采用本發(fā)明方法實現(xiàn)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(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠等一系列優(yōu)點，可以滿足一般性的永磁同步電機鐵損測試的需要。
【專利說明】交流永磁電機鐵心損耗測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機測試【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種交流永磁電機鐵心損耗的測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于永磁同步電機鐵心損耗的測試方法可分為兩種:直接測試法和間接測試法。一般的直接測試法是利用原動機與被測試電機對拖，利用不同負(fù)載下的測試計算電機鐵心損耗。而一般的間接測試法是利用外加設(shè)備測試單片定子鐵心的電工鋼片損耗，繪制出其損耗曲線，再利用有限元法計算電機不同運行狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速和磁密波形，從而得到這一狀態(tài)下的定子鐵心損耗。但是，用這種方法對永磁同步電機在做定子鐵心損耗測試時，需要鐵耗測試儀等測試裝置，對不同牌號的電工鋼片，不同測試情況下，測試儀上的等效磁路長度調(diào)整困難。而且，這種測試方法無法考慮電機定子疊片軋制成型后，制作工藝對測試結(jié)果的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決目前利用鐵耗測試儀測試永磁同步電機鐵心損耗時，需要外測試加設(shè)備調(diào)整困難而且不能考慮鐵心制造工藝影響的問題，本發(fā)明提供一種無機械負(fù)荷的多相多單元永磁同步電機定子鐵心損耗的測試方法。
[0004]本發(fā)明提出的無機械負(fù)荷的多相多單元永磁同步電機定子鐵心損耗的測試方法，包括以下步驟:
步驟一:交流永磁電機的發(fā)電機單元端接入負(fù)載電阻或負(fù)載電網(wǎng)，接入負(fù)載電網(wǎng)時，控制驅(qū)動器先關(guān)斷。
[0005]步驟二:將電動機單元接入驅(qū)動器，并控制驅(qū)動器開始運行，測試此時的電機轉(zhuǎn)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(tài)下的功率角。
[0006]步驟三:控制驅(qū)動器將電機停止運行，然后斷開發(fā)電機單元的負(fù)載，分別在電動單元的三相繞組內(nèi)通入和步驟二運行狀態(tài)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(tài)下的繞組電阻。
[0007]步驟四:整理三相繞組電流波形，經(jīng)dq變換求得q軸電流的直流恒定分量1;:和d軸電流的直流恒定分量I1:,在電動單元的BC相繞組內(nèi)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，在這一狀態(tài)下測試出單元電機的交直軸電感L;:和L1:。
[0008]步驟五:用高斯計測量電機永磁體每極的總磁通Φ:。
[0009]步驟六:將所有單元全作為電動單元接入電路，調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，控制繞組所加的直軸電壓和交軸電壓，使電機的轉(zhuǎn)速為步驟二中的轉(zhuǎn)速，并測試出此時的三相繞組電流，經(jīng)
dq變換得出此時的dq軸電流和1- ,并使此時的dq軸電流滿足下式:
【權(quán)利要求】
1.交流永磁電機鐵心損耗測試方法，其特征在于所述測試方法步驟如下: 步驟一:交流永磁電機的發(fā)電機單元端接入負(fù)載電阻或負(fù)載電網(wǎng)，接入負(fù)載電網(wǎng)時，控制驅(qū)動器先關(guān)斷； 步驟二:將電動機單元接入驅(qū)動器，并控制驅(qū)動器開始運行，測試此時的電機轉(zhuǎn)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(tài)下的功率角； 步驟三:控制驅(qū)動器將電機停止運行，然后斷開發(fā)電機單元的負(fù)載，分別在電動單元的三相繞組內(nèi)通入和步驟二運行狀態(tài)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(tài)下的繞組電阻； 步驟四:整理三相繞組電流波形，經(jīng)dq變換求得q軸電流的直流恒定分量I4:和d軸電流的直流恒定分量I1:,在電動單元的BC相繞組內(nèi)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，在這一狀態(tài)下測試出單元電機的交直軸電感L 和L1:； 步驟五:用高斯計測量電機永磁體每極的總磁通Φ:; 步驟六:將所有單元全作為電動單元接入電路，調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，控制繞組所加的直軸電壓和交軸電壓，使電機的轉(zhuǎn)速為步驟二中的轉(zhuǎn)速，并測試出此時的三相繞組電流，經(jīng)dq變換得出此時的dq軸電流I。和I1:,并使此時的dq軸電流滿足下式: ?C' ~ i 4:^: I = (Φζ -1J2Ld2 ) - ( ); 其中，為電機永磁體每極的 總磁通，Ιφ為步驟二狀態(tài)下q軸電流，Lql為步驟二狀態(tài)下q軸電感，Idl為步驟七狀態(tài)下直軸電流，Ldl為步驟七狀態(tài)下直軸電感，Iqt為步驟七狀態(tài)下交軸電流，LqI為步驟七狀態(tài)下交軸電感； 此時，電機的鐵心損耗可由下式計算得出: Pcc=P--P^ = Y1- U 丄-VJir "1- y -1lR..— I ZR, +) ； 其中，為電機鐵損，為電機輸入功率，P為電機銅損，為步驟七狀態(tài)下
ICU電機A相繞組電壓，JJ-為步驟七狀態(tài)下電機B相繞組電壓，U為步驟七狀態(tài)下電機C?Ti，/.-相繞組電壓，Jifi為步驟七狀態(tài)下電機A相繞組電流，Jfi為步驟七狀態(tài)下電機B相繞組電流，Jf.為步驟七狀態(tài)下電機C相繞組電流，為步驟七狀態(tài)下電機A相繞組電阻，良為步驟七狀態(tài)下電機B相繞組電阻，為步驟七狀態(tài)下電機C相繞組電阻； 步驟七:改變發(fā)電機單元端接入的負(fù)載電阻的阻值或負(fù)載電網(wǎng)的電壓值，重復(fù)步驟一至步驟六，得出多單元電機的不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載下的電機鐵損曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流永磁電機鐵心損耗測試方法，其特征在于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ml相對稱交流繞組，多相多單元永磁同步電機的相數(shù)m為:m =tnlv _V,其中N為大于3的整數(shù)，ml為3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流永磁電機鐵心損耗測試方法，其特征在于所述交流永磁電機機械特性測試方法，其特征在于所述步驟四中，單元電機的交直軸電感的測試方法包括如下步驟: (一)在永磁同步電機的待測試單元電機的BC相繞組中，通入帶有直流分量的正弦交流電流，其中電流的直流分量為I3c d ,交流分量有效值為,交流電流頻率為ω ,記錄此時的待測試單元電機的BC相繞組的端電壓波形、BC相電流波形； (二)斷開電源，保持待測試單元電機的電氣連接不變，在BC相繞組中，加入直流電流I3c,記錄此時BC相繞組兩端的線電壓U3c ； (三)斷開電源，保持待測試單元電機的電氣連接不變，在待測試單元電機的BC相繞組中，通入帶有直流分量的正弦交流電流，其中電流的直流分量為J5e ,電流的交流分量有效值為I3e，交流電流頻率為@ ;同時，在一個非測試單元的AC相繞組中通入的直流電流，Iac =2 I3c ,記錄 此時的待測試單元電機的BC相繞組的端電壓波形、BC相電流波 形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流永磁電機鐵心損耗測試方法，其特征在于按照(一)中待測試單元通入的直流電流分量的約束，電機將被固定在交軸位置，此時測試出的電感為待測試單元的交軸電感&，其具體計算方法如下: 將(一)中記錄下的BC相繞組的端電壓波形、BC相電流波形中的直流分量分離出去，得到BC相電流的交流分量有效值為i3c , BC相交流電壓有效值為“sa'q.:.,則此時交軸電感&的表達式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流永磁電機鐵心損耗測試方法，其特征在于按照(三)中待測試單元通入的直流電流分量和非測試單元通入直流電流的約束，電機將被固定在直軸位置，此時測試出的電感為待測試單元的直軸電感Ld,其具體計算方法如下:將(三)中記錄下的BC相繞組的端電壓波形、BC相電流波形中的直流分量分離出去，得到BC相電流的交流分量有效值為I3c , BC相交流電壓有效值為UXid:,則此時直軸電感的表達式為:
【文檔編號】G01R27/26GK103472312SQ201310451001
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】鄒繼斌, 曾德鵬, 徐永向, 王騫, 尚靜, 劉承軍, 趙猛, 江善林, 趙博, 胡建輝, 李勇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)