永磁同步电机如何测量dq轴电感

wdwin

对于凸极式pmsm，dq轴电感是不同的，如何才能用实验的方法测出dq轴的电感呢

yaojian319

我都用LCR数字电桥测量的；电感表也可以

fresh101

这个感觉有点难，只能是通过实验办法确定了

tomytang

没测过,都用有限元仿真出来的

amonghappy

我有测试过。
方法如下：主要有磁钢表贴式和内嵌式两种PMSM，肯定要使用LCR电桥，设定好频率，调到L档。
接到电机的其中两根线，且用手慢慢旋转电机，
如果是表贴式，则发现电感基本不变，则每相Ld=Lq=测试值/2；
如果是内嵌式磁钢，则Lq大于Ld，因此转动中过程中测试较大的为Lq=测试最大值/2, Ld=测试最小值/2。
希望对大家有些帮助，谢谢。

motorghost

tomytang 是ansoft高手，不过有限元算不准

xiaocan19880126

有没有操作起来比较方便的方法，能够测PMSM的Ld、Lq呀？现在手头有的就是一块控制板。。。。。

yjhou

Ld,Lq能直接测量么？我也想知道！

archdevil

永磁同步电机电感参数测量系统研究.pdf (430.35 KB, 下载次数: 1768)

2010-8-5 11:32 上传

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看看这个

xiaocan19880126

回复 3# archdevil
这篇文章我看过，里面的方法其实还是挺复杂的，涉及到uduq的重构

amonghappy

有简便的方法啊，不过只能测个大概，我用一个直流电源，产生一个阶跃信号，然后用示波器看上升时间，把绕组等效为RL时间常数，算出L。粗略的用差不多的。或者直接用LC测试仪测，如果SPMSM，ld=lq=L/2。如果IPMSM，可以转动电机，读出最大值最小值，然后Ld=Lmin/2，Lq=Lmax/2。近似计算可以用了。

yhdld

用LCR测试仪测绕组的L值，然后用公式可算出

wangpengxn

回复 5# tomytang
用ansoft怎么仿真，能教教我吗

gyc198215

MAXRPM：电机最大转速 （单位为：PRM）
        对未知参数的电机，可以由最低母线电压（最低电网电压时母线上的最低电压）除以 得到电机的最高转速，这个是电机的理论上的最高转速。
实际上由于341芯片里MAXRPM对应内部数据的16383（速度寄存器的最大值），为了操作方便可以就近选取16383RPM，8190RPM，4095RPM，2047RPM，1024RPM等16383的整数倍分之一值做为最大转速，这样设定目标转速时计算较为方便。

RPM： 电机额定转速 （单位为：PRM）
对未知参数的电机，该值一般为计算出的电机理论最高转速的30％～70％，若使用的MCE代码不支持弱磁控制，此值没有太大的实际意义。若MCE代码支持弱磁，则此值可与电机电压常数Ke一起决定进入弱磁模式的切换速度点（一般比额定转速大一些）。若不希望电机弱磁运行，也可以将该值设得和电机最大转速相等。

Inductance Lq：电机Q轴相电感 （单位为：H）
Inductance Ld：电机D轴相电感 （单位为：H）
        对未知参数的电机，Lq和Ld可以通过电感表来测得。方法如下：
        将电机从电路中断开，用电感表接在电机的线－线端，非常地缓慢转动电机转子（要防止感应电压对测量的影响），如果电感表示数的最大值最小值差别不大（小于10％），说明该电机为表面磁钢永磁电机（SPM），此时可以将两个值取平均即为电机相电感（L=Lq＝Ld），否则为内嵌磁钢永磁电机（IPM），且电感表示数的最大值为2倍的Lq，最小值为2倍的Ld（对于Y形接法的电机来说，电感表测得的数据是两相绕组串连的电感）。
Stator Resistance： 电机相电阻与引线电缆电阻之和（单位为：Ω）
        对未知参数的电机，可以实测电缆和电机线电阻之和后除2得到。
       
Amps：电机额定电流（单位为：A）该参数比较重要，应尽可能准确，因为涉及到电机的工作温度问题，特别是电机需要长时间稳定运行于某种状态且散热条件没有保障的应用场合。在电机间歇工作或散热良好的应用场合设置电机额定电流的原则是：电机能在最恶劣的负载条件下可靠启动。
       
Inertia：电机转子和负载转动惯量之和（单位为： ），惯量会影响到速度环PI调节器的比例和积分增益，还有开环启动阶段的加速度（Ktorque）。如果无法得到准确的值，可以用手转动电机和负载根据电机转子的转动惯量来大致估计整体的转动惯量。

Kt：电机的力矩常数（单位为： ），该参数非常重要，应尽可能准确。对未知参数的电机，Kt可以通过Ke求得：
        表面磁钢的电机（SPM）：
        内嵌磁钢的电机（IPM）：
Ke：电机的反电势常数，其定义为每1000PRM时电机每相绕组上的反电势电压的有效值（请注意不是线线电压，是线到中性线的电压，单位为：V/KRPM/相），该参数非常重要，应尽可能准确。
对未知参数的电机，可以通过使用外力将电机运转在某个速度，用示波器观察电机线－线电压然后折算成每1000PRM时电机每相绕组上的反电势电压的有效值。

Poles：电机 的极数
对于未知参数的电机，可以通过快速的将转子转动一周，观察示波器上出现线电压峰值出现的次数即为电机的极数。也可以用另一个电机以已知的转速拖动待测电机来得到极数。

以下是求某参数未知的直驱洗衣机电机驱动参数的实例：
1）        相电感：将电机从电路中断开，电感表接在洗衣机电机的引出线，缓慢转动洗衣机桶，测得电感值变化范围为34.8~36.2mH，平均值为35.36mH。由此判断该洗衣机为表面磁钢电机，又用于市电电网的电机一般为Y型接法，故电机相电感为35.36mH/2=17.7mH。

2）        相电阻：万用表接在洗衣机电机的引出线，测得三种组合（U-V,V-W,W-U）的电阻值分别为7.7Ω，7.73Ω和7.79Ω，平均值为7.74 Ω。
故电机相电阻为3.87Ω。

3）        极数：用洗衣机本身的驱动器运行电机，测得SPIN=800RPM（800/60=13.333转/秒）时线电流的频率为320Hz，则电机极对数为：
320/13.333=24对，即：该电机的极数为48极
或者用手拨动电机，使其匀速运行一周，数示波器上的电压峰值的个数即为该电机的极数。

4）        Ke值：将示波器接在U和V端子上，用手匀速转动洗衣机桶使电机旋转并观测电机线电压波形。测得线电压峰值为40.2V，周期为25.286ms（频率为39.54Hz）。
则此时对应的相电压有效值为：
此时电机的转速为： 所以：
多次测试取平均得到最后的Ke＝165V/KRPM

5）        Kt值：  
6）        转动惯量：估计洗衣机内桶的质量为2KG，桶的半径为30cm，则转动惯量估计值为：

7）        电机最大设计转速：一般来说电机的最大设计转速与Ke和最低母线电压有关且可以用下式来估计：

对于220V电网，可以取电网电压有10％的波动，即： ，
则   

注意：该值是不考虑死区、PWM调制、电机线电阻、电机漏抗以及弱磁等诸多因数的理论上在给定电网里最高电机转速，实际的电机不弱磁最高运行转速应低于该值至少20％。如果进行弱磁控制的话，电机实际最高转速可能会大于该值。

8）        电机额定转速：该值一般为电机理论最高转速的30％～70％。
取70％，即692×0.7＝484RPM，电机额定转速可以取为450～500RPM。

9）        电机额定电流：
从洗衣机铭牌上可以看到“洗涤功率110W，脱水功率300W”则电机的额定功率为300W，取电机的效率为90％，由电机再额定转速时能输出额定功率有：

有：300＝3×165×0.5×电机额定电流×0.9

可以求得：          电机额定电流＝1.346A
故实际可取电机额定电流为1.4A～1.5A。请注意，这并不意味着电机能在该电流下满负荷启动，实际电机还应有150％～200％的短时间过载能力。在EXCEL表格里输入额定1.4A、允许150％～200％过载是合适的。总之以实际能在最大负载条件下可靠启动运行为准，否则在满载时电机可能无法正常启动（滚筒洗衣机启动时所需要的力矩是最大的，重心偏离铅垂线15°时电机的负载最大，一旦衣服转起来后负载就轻一些）。

gyc198215

各位可以参考。

mountain7

回复 5# amonghappy

终于找到静态测量方法了，谢谢你！！

liuchaohui8104

5楼高手，电机电感测量值为什么除以2？

mountain7

谢谢各位帮助。
用以上大概方法算出以后可以用实验的方法再次校准。

不是逗你玩

我有测试过。
方法如下：主要有磁钢表贴式和内嵌式两种PMSM，肯定要使用LCR电桥，设定好频率，调到L档。
...
amonghappy 发表于 2009-4-28 17:11

                               
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    这种方法测量的效果有待商榷吧？

xiaocan19880126

非常感谢各位的回答~