永磁同步电机参数测量试验方法
永磁同步电机初始位置检测及启动方法

永磁同步电机初始位置检测及启动方法
永磁同步电机是一种高效、高性能的电机,广泛应用于工业生产和家用电器中。
在永磁同步电机的启动过程中,初始位置检测是非常重要的一步,它能够确保电机的正常启动和运行。
本文将介绍永磁同步电机初始位置检测及启动方法。
永磁同步电机的初始位置检测方法有多种,其中比较常用的是霍尔传感器检测法和反电动势检测法。
霍尔传感器检测法是通过在电机转子上安装多个霍尔传感器,检测转子位置,从而确定电机的初始位置。
反电动势检测法是利用电机在启动过程中产生的反电动势信号,通过对信号进行处理,确定电机的初始位置。
在确定了电机的初始位置后,接下来就是启动电机。
永磁同步电机的启动方法有直接启动法和间接启动法。
直接启动法是将电机直接连接到电源上,通过控制电源电压和频率,使电机转子旋转。
间接启动法是通过变频器控制电机的转速和转向,从而实现电机的启动。
在实际应用中,永磁同步电机的启动过程中还需要注意一些问题。
首先是电机的负载问题,如果电机负载过大,可能会导致电机启动失败或者启动时间过长。
其次是电机的控制问题,需要根据实际情况选择合适的控制方法和控制参数,以确保电机的正常启动和运行。
最后是电机的保护问题,需要安装过流、过载等保护装置,以保护电机的安全运行。
永磁同步电机的初始位置检测及启动方法是电机启动过程中非常重要的一步。
通过选择合适的检测方法和启动方法,以及注意电机的负载、控制和保护问题,可以确保电机的正常启动和运行,提高电机的效率和性能。
永磁同步电机初始磁极位置检测方法

永磁同步电机初始磁极位置检测方法胡庆波;张荣;管冰蕾;何金保;孔中华【摘要】根据永磁同步电机相电感的饱和效应,提出了一种恒压源作用下的相电流响应来获得电机初始磁极位置的检测方法,并针对制动器打开瞬间容易出现因磁极位置不准而造成无法定位的问题,对位能性负载提出了一种基于位置环的快速定位法.该方法根据电机实际转动的角度来反向移动给定电流矢量,实现快速定位.最后通过计算不同幅值电流矢量二次定位转过的角度来获得精确的磁极位置.所提方法能够准确获得电机初始磁极位置,可适用于不同类型的永磁电机.实验证明:该控制方法结构简单,易于数字控制实现,同时具有较强的通用性和鲁棒性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】7页(P194-200)【关键词】永磁同步电机;电感饱和效应;磁极初始位置;空间电压矢量;位置环【作者】胡庆波;张荣;管冰蕾;何金保;孔中华【作者单位】宁波工程学院电信学院,浙江宁波315211;宁波海天驱动有限公司,浙江宁波315801;宁波工程学院电信学院,浙江宁波315211;宁波工程学院电信学院,浙江宁波315211;宁波工程学院电信学院,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TM341;TM3510 引言目前实现高性能的永磁同步电机调速需要获得精确的转子磁极位置。
而绝对值编码器由于存在成本偏高、体积较大等问题使其应用受限,现有控制系统中一般偏向于采用增量式或旋转变压器的速度反馈方式。
在采用增量式编码器的永磁同步电机系统中,一旦编码器安装在电机轴上,其编码器零位,即Z脉冲信号产生位置与电机转子磁极位置相对固定。
控制系统需要预先知道两者的角度差,以便在出现Z脉冲时对转子磁极位置进行校正。
该角度值在首次运行前通常需要采用电机初始磁极位置自学习的方法来获得。
对于永磁同步电机的初始磁极位置检测,主要可分为脉冲电压法和高频注入法2类。
其中脉冲电压法[1-3]利用电机磁路的饱和特性,通过对电机注入脉冲电压矢量,并采集其相电流响应来搜索电机的转子位置。
永磁同步电梯的检验方法及电机性能研究

永磁同步电梯的检验方法及电机性能研究摘要:永磁同步电梯的研制是将电梯的机电控制技术与永磁同步电机技术相结合,可以将电梯作为一个整体,进行电梯的设计制造。
在电梯制造中,通常都是根据市场需要进行设计、制造及安装调试。
而永磁同步电梯与普通电梯相比具有运行平稳,噪音低,安全性能好等优点,广泛应用于客运、载货和搬运设备等方面。
关键词:永磁同步电梯;电机性能;检验引言永磁同步电梯技术是近几年才发展起来的新兴技术,受到国内外许多电梯设计人员与制造厂家的青睐。
但由于电梯对电动机和减速器等部件要求较高,在电机安装方面存在一定挑战和困难。
因此本文就永磁同步电梯在设计、制造、检验和试验等方面开展研究,对检验中发现的问题和存在的不足提出改进措施方案,为电梯厂家提供技术参考意见。
一、永磁同步电梯技术原理永磁同步电梯中的永磁同步电机,它的原理是通过磁场的作用对感应出的电流和磁场产生方向的变化,从而产生感应电流与磁场变化成相位相同的磁场,与电梯的电气系统配合实现整个系统运转。
当感应出电流大于电磁电流时,由感应电流驱动电控系统转动齿轮驱动电机转动。
若感应出磁场和电磁电流保持同步则被称为同步电机(Clean Engine Transformer)或同速电机(Delta Transformer)。
(一)电磁轨道结构和永磁铁结构永磁同步电机的使用需要在电机内部安装一组永磁体。
永磁磁体中包含的磁铁将会产生一个磁感应强度与之相对应的磁场,而永磁体也可以将这种磁铁运用到电梯这种具有磁感应强度与磁性方向控制功能的设备当中。
其运行起来需要使用到永磁体或者是铁心,而在永磁铁的作用下产生的感应电流将会使永磁体产生一个永磁磁极,也就是永磁体与电动机构产生一个磁极之间相对应的磁场。
在电动机控制磁路当中也主要是由驱动电机线圈产生电磁电流从而驱动电控系统旋转齿轮驱动电机转动。
永磁同步电机可以应用于各个领域当中,因为永磁驱动具有无与伦比的优势,可以实现无级调速模式以及无限向无级变速方向运行。
永磁同步电机电感参数测量系统的设计与分析

De s i g n a n d Ana l y s i s o f Me a s ur e me nt S y s t e m f o r I n du c t a nc e s o f Pe r ma ne n t Ma g ne t S y nc h r o n o us Mo t o r s
2 .C h i n a G r o u p C o p o r a t i o n R & D C e n t e r ,C h a n g c h u n 1 3 0 0 1 1 ,C h i n a )
Ab s t r a c t :Ba s e d o n t h e s t e a d y - s t a t e v o l t a g e e q ua t i o n, a n e n g i n e e r i n g d — q a x i s i n d u c t a n c e s me a s u r e me n t me t h o d wa s p u t f o r wa r d f o r pe r ma n e n t ma g n e t s y n c h r o n o u s mo t o r s .F i r s t ,t h e l i n e v o l t a g e wa s me a s u r e d t h r o ug h t h e p o we r a n a l y z e r t o e l i mi n a t e t h e i n lu f e n c e o f PW M s i g n a l d e a d— t i me a n d f o r wa r d v o l t a g e d r o p o f I GBT,a n d t h e t e mp e r a t u r e d e p e n d e n c e o f b o t h t h e s t a t o r r e s i s t a n c e a n d t h e lu f x l i n k a g e we r e me a s u r e d t o e — l i mi na t e t h e i n lu f e n c e o f t e mp e r a t u r e .Th e n,t he mi c r o c o n t r o l l e r s a mp l e d t h e v o ha g e,c u r r e n t a nd p o s i t i o n s i g n a l s y nc h r o n o u s l y a n d c a l c u l a t e d t h e d — q a x i s v o l t a g e a nd c u r r e n t .Fi n a l l y,t he d — q a x i s i n d u c t a n c e s we r e c o mp u t e d f r o m t h e s t e a d y — s t a t e v o l t a g e e q u a t i o n .T he e x p e r i me n t a l r e s u l t s i l l us t r a t e t h e me t h o d e l i mi n a t e s t h e i mp a c t o f v o l t a g e d r o p o f I GBT,PW M s i g n a l d e a d- t i me a n d t e mp e r a t u r e.I t c a n a c c u r a t e l y me a s u r e t h e d— q a x i s i n d u c t a n c e s u nd e r t h e di f f e r e n t c u r r e n t a n d ma g n e t i c s a t u r a t i o n.a n d c a n b e a p p l i e d t o d i f f e r e n t s t r u c t ur e
永磁同步电机的选型及参数校验

为了有效缓解能源问题和环境压力,除中国外,美、德、日、韩、法、英等世界上主要的汽车产销国家也均推出了较为明确的新能源汽车发展规划。
中国针对纯电动轿车驱动电机系统的技术战略将进一步朝着轻量化、能源低碳化、提高使用效率等方向发展,如何全面有效且精确地使用驱动电机的性能是当前整车企业不断探索的关键。
1永磁同步电机1.1驱动电机类型电动机按其工作电流分类,可分为直流电动机和交流电动机。
长期以来,直流电动机由于成熟稳定的调速技术优点,广泛应用在工业过程中,但其结构复杂、故障率高,不能满足离散的动态环境。
随着新型电力电子器件的发明及推广和计算机控制技术的发展,现阶段的纯电动轿车普遍选用交流电机驱动系统。
近年来,随着第3代稀土永磁材料性能的不断提高,具备剩磁高、矫顽力高、磁性能高等优点使其在工业中得到了广泛的应用[1]。
乘用车行业中,永磁同步电机具备功率因数高、效率高、启动转矩大、功率密度高及可靠性高等优点使其在驱动电机系统的使用中占有主导地位[2]。
1.2永磁同步电机工作原理长期以来,制约交流电机控制技术发展的是转矩和磁链的耦合性,使其控制精度难以提升。
20世纪60~70年代,K.Hasse和F.Blaschke提出了控制定子电流矢量技术,也叫矢量控制技术,实现了磁链和转矩解耦,永磁同步电机也是采用此控制方式。
经过几十年的发展,永磁同步电机的控制技术逐步完善,控制技术的动态模型具体步骤如图1所示。
矢量控制技术是通过调节电枢电流和磁场电流来控制电机。
现在有些企业为了提高转矩的响应速度,通过直接调节工作电压来改变定、转子磁链的夹角来控制电机的输永磁同步电机的选型及参数校验魏亚帅,朱德祥,李营,曹国振(海马新能源汽车有限公司,河南郑州451450)摘要:根据永磁同步电机在纯电动轿车中的应用特性,结合整车参数及动力性参数需求,对永磁同步电机进行匹配选型。
采用MATLAB强大的数学计算功能,结合驱动电机控制器的控制策略,对永磁同步电机能够达到的整车动力性能进行校验,可精确计算出整车的电驱动系统性能,更为精准确定匹配的合理性。
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【最新整理,下载后即可编辑】永磁同步电机参数测量实验一、实验目的1. 测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。
二、实验内容1. 掌握永磁同步电机dq 坐标系下的电气数学模型以及机械模型。
2. 了解三相永磁同步电机内部结构。
3. 确定永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、反电势系数以及转动惯量。
三、拟需实验器件1. 待测永磁同步电机1台;2. 示波器1台;3. 西门子变频器一台;4. 测功机一台及导线若干;5. 电压表、电流表各一件;四、实验原理1. 定子电阻的测量采用直流实验的方法检测定子电阻。
通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量U i (例如U 1)和零矢量U 0,同时记录电机的定子相电流,缓慢增加电压矢量U i 的幅值,直到定子电流达到额定值。
如图1所示为实验的等效图,A 、B 、C 为三相定子绕组,U d 为经过斩波后的等效低压直流电压。
I d 为母线电流采样结果。
当通入直流时,电机状态稳定以后,电机转子定位,记录此时的稳态相电流。
因此,定子电阻值的计算公式为:1,2a dbcd I I I I I ===- (1) 23d s d U R I = (2)图1 电路等效模型 2. 直轴电感的测量在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合的位置,也即此时的d 轴位置。
测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状态。
向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如U 1),此时电机轴不会旋转(ω=0),d 轴定子电流将建立起来,则d 轴电压方程可以简化为:d d d q q d di u Ri L i L dt ω=-+d d d d di u Ri L dt =+ (3)对于d 轴电压输入时的电流响应为:()(1)d R t L U i t e R -=- (4)利用式(4)以及测量得到的定子电阻值和观测的电流响应曲线可以计算得到直轴电感值。
基于三相短路的永磁同步电机电感参数测量方法

and q-axis inductance can be calculated by the torque formula, that removed the influence of the magnet saturation effect,
the experiments show that this method can obtain the accuracy of ± 5% in full current range, which can meet the motor
Circuit
Cao Yanling, Xu Jing (Changchun Institute of Technology, Changchun 130012) 【Abstract】It is difficult to measure d-axis inductance of PMSM(Permanent Mannet Synchronous Motor)because of
control requirements.
Key words: PMSM, D-axis inductance, Q-axis inductance, Three phases short-circuit
1 前言
永磁同步电机效率高、功率密度大、恒功率区宽, 且内嵌式永磁同步电机因其磁阻效应产生的磁阻转矩 可大幅提高电机的转矩密度,得到了越来越广泛的应 用 。 [1-4] 车用永磁同步电机以转矩控制模式为主,要实 现精准的转矩控制,必须做好基速区和弱磁区的电流 轨迹规划[5-6],电流轨迹与直轴电感 Ld、交轴电感 Lq 密切 相关,两者随电流的变化而变化,因此,其准确测量是 转矩控制的前提。另外,对于基于磁场定向的矢量控 制,需要用 Ld 和 Lq 进行直轴和交轴的电压解耦前馈计 算,如果这两个参数不够准确,将导致 PI 调节范围变 大,进而影响电机控制的精度及稳定度。同时,电机参 数变化会直接导致凸极率(Lq与 Ld的比值)变化,这会使 得弱磁扩速和转矩输出能力发生改变。基于上述考 虑,必须对永磁同步电机电感参数准确测量以确定其 变化规律,以便实现更精准的电机控制。
永磁同步电机带宽测试国标方法

永磁同步电机带宽测试国标方法1. 概述永磁同步电机是一种新型的高性能电机,广泛应用于工业生产、交通运输和家用电器等领域。
其具有高效率、高功率密度、低噪音等优点,在电动汽车、风力发电等领域有着重要的应用价值。
然而,由于永磁同步电机具有高精度的控制要求,需要对其控制带宽进行精确的测试。
2. 带宽测试的重要性永磁同步电机控制带宽是指电机转速随控制系统输出指令变化时的响应速度和稳定性。
带宽测试能够反映电机控制系统的动态特性,为系统的优化和改进提供重要依据。
对永磁同步电机带宽进行准确、可靠的测试具有重要的工程意义。
3. 国标方法的制定针对永磁同步电机带宽测试的需求,国家标准化委员会制定了相应的国家标准方法。
该方法结合了国际上通用的测试方法和国内实际工程应用的特点,经过多次讨论和修订,已经得到了广泛的应用和认可。
4. 国标方法的具体内容国标方法主要包括以下几个方面的内容:(1) 实验仪器和设备的要求:包括测试仪器的精度等级、测量范围、采样率、数据处理能力等方面的要求。
(2) 实验步骤和流程:明确了带宽测试的具体步骤和流程,包括准备工作、实验参数设置、实验数据采集和处理等。
(3) 实验数据处理方法:介绍了对实验数据进行处理和分析的方法,包括信号滤波、频谱分析、响应曲线拟合等。
(4) 结果判定和评价标准:给出了带宽测试结果判定的准则和评价标准,确保测试结果的准确性和可靠性。
5. 实际应用情况国标方法经过多次试验和应用,得到了工程领域的广泛认可和应用。
在永磁同步电机的研究与开发、生产制造、电机控制系统的调试和改进等方面取得了显著的效果。
6. 总结永磁同步电机带宽测试是电机控制系统设计和调试的重要环节,国家标准方法的制定为永磁同步电机的应用和推广提供了可靠的技术支持和保障。
随着永磁同步电机技术的不断发展和应用领域的拓展,带宽测试国标方法的不断完善和更新,将为电机控制系统的性能提升和工程应用的推动提供重要的技术支持。
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一、实验目的
1. 测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。
二、实验内容
1. 掌握永磁同步电机dq坐标系下的电气数学模型以及机械模型。
2. 了解三相永磁同步电机内部结构。
3. 确定永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、反电势系数以及转动惯量。
三、拟需实验器件
1. 待测永磁同步电机1台;
2. 示波器1台;
3. 西门子变频器一台;
4. 测功机一台及导线若干;
5. 电压表、电流表各一件;
四、实验原理
1. 定子电阻的测量
U(例采用直流实验的方法检测定子电阻。
通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量i UUU
的幅值,直到定子电流,,同时记录电机的定子相电流缓慢增加电压矢量如)和零矢量i01U为经过斩波后的等效为三相定子绕组,B、C1达到额定值。
如图所示为实验的等效图,A、d I为母线电流采
样结果。
当通入直流时,低压直流电压。
电机状态稳定以后,电机转子定位,d记录此时的稳态
相电流。
因此,定子电阻值的计算公式为:
1I?I,I?I??I (1) dcdba2U2d?R (2) s I3d
I d
AO U dBC
图1 电路等效模型2.直轴电感的测量
在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合
的位置,也即此时的d轴位置。
测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状态。
向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如Uω=0),d轴定子电流将建立起来,则d轴电压方程可以简化为:),此时电机轴不会旋转(1didi
?dd L??LiLRi?uRiu??(3) ddddqqdd dtdt轴电压输入时的电流响应为:对于d R U t?L)et()?(1?i(4) d R(4)利用式以及测量得到的定子电阻值和观测的电流响应
曲线可以计算得到直轴电感值。
RU为测得的电机定子电阻。
由上式可知电流上升至稳态值的其
中为稳态时的电流反应,/R R1???t倍时,,电感与电阻的关系式可以写成:L d R?L?t
(5)0.632d其中为电流上升至稳态值倍时所需的时间.
交轴电感的测量3.L施加一脉冲电压矢量。
电压矢量的作用时间一般选取)90轴方向(d轴加°q,测出之后在d轴电压方q则保证电机轴在电压矢量作用期间不会转动。
,小于电机的机械时间常数,的很短
程可以简化为:
didi qq???LRi??u?uRi??Li?L(6) qqqqqdqd dtdt:q轴电流将按如下的指数形式建立Rt?U L)e(1?i(t)?(7) q R利用测量直轴电感的方法同样可以测量交轴电
感。
°合成矢量来完°和12090d轴°的电压矢量,需要施加一个60此外,由于没有正好超前,电压幅值和作用时间成等效q轴电压矢量的施加过程。
并且在进行脉冲电压实验的过程中过大可能使电流超过系统限幅值影响系统安影响检测精度,应选择适当。
电压幅值选择太小,电流同作用时间过长,,也会影响检测精度,全。
作用时间过短,采样点少,获取的电流信息少样可能过大影响系统安全,并且电机容易发生转动。
反电势系数的测量4.
同时保持被测电机即用测功机带动被测永磁同步电机以一定的转速旋转,采用空载实验法,反电势可以计算得出即为反电势电压。
结合转速、负载开路,测试此时的电机空载相电压,相应的
反电势系数,计算公式如下:E1000??K(8) e n nE为转速。
为反电势,式中:时电机每相绕组上的反电势1000PRM电机的反电势系数,其定义为每相)V/KRPM/电压的有效值(请注意不是线线电压,是线到中性
线的电压,单位为:这种方法需要将被测电机运行至发电状态,并且需要负载开路手动测试反电势。
转动惯量的测量5.根据简化的电机运动方程:??(9) J?TT?Le t??,即可计算得转动惯量。
内电机转速的变化在电机恒转矩运行过程中,测量时间?t?tt与保持永磁电机定子端开路,首先用测功机以恒定转矩拖动电机加速运行,分别记录21ωωtωωt。
列写与与时刻转速;然后让电机自由停机,并分别记录时刻的转速与434321.
方程组:
????12J??T?T?0m tt??21 (10)?????43T0?J??0?tt??34TT=P/式中为测功机施加给
永磁电机转子的转矩,可由测功机的功率与转速求得,即mmωTJ。
n为空载转矩。
解方程组即可得转动惯量),(0p五、实验步骤
1. 给电机施加直流电压,缓慢增加电压矢量,使得定子电流达到额定值,记录直流侧等效I为电机的额定电流计算出定子电阻。
电压。
利用公式(2)N表一:
2. 待测试完定子电阻电机静止后,继续按顺序施加步骤1中的电压矢量,其幅值为步骤1中的额定电流下的电压幅值,此时电机处于静止状态,利用示波器记录直流母线电流波形,并读取电流上升至稳态值的倍时所需的时间,利用公式(5)计算出直轴电感值。
表二:
U为母线电流为电机额定电流的20%时所需的等效直流电压,其他依次内推。
注:1
3. 利用变频器施加一个60°和120°合成矢量产生所需的超前d轴90°的q轴电压矢量,并且合成矢量的作用时间必须尽可能小,避免电机发生转动,利用示波器记录直流母线电流波形,并分别读取电流上升至稳态值的、、、倍时所需的时间。
利用公式(7)计算交轴电感值。
表三:
电流与稳态值之比t所需时间
4. 利用测功机带动待测电机转动,记录不同转速下电机的相电压幅值,利用公式(8)计算得到反电势系数。
ω为其额定转速
表四:
t保持永磁电机定子端开路,首先用测功机以恒定转矩拖动电机加速运行,分别记录5. 1tωωttω与;然后让电机自由停机,并分别记录时刻的转速与与时刻转速与322431ω。
4表四:。