永磁同步電機(jī)交直軸電感工程測(cè)量方法的探索

　　在測(cè)量過(guò)程中，有些工程細(xì)節(jié)問(wèn)題需要仔細(xì)處理。比如選用適當(dāng)帶寬的電壓電流探頭，使用前校準(zhǔn)，尤其注意相位是否延遲或超前，必要時(shí)在數(shù)據(jù)處理階段作補(bǔ)償。選用采樣率高的示波器，能帶實(shí)時(shí)計(jì)算功能的最好。如果使用霍爾原理的電流傳感器，被測(cè)電機(jī)纜線的屏蔽層不能接地。作為負(fù)載的電阻要采用純阻性材料，避免使用會(huì)產(chǎn)生電感效應(yīng)的螺旋狀管子，三相間的阻值差異最好控制在5%以內(nèi);電阻的阻值最好是可調(diào)，因?yàn)闇y(cè)小電流時(shí)需要用大阻值，而測(cè)大電流時(shí)需要用小電阻，務(wù)求在達(dá)到所需電流時(shí)，轉(zhuǎn)速不應(yīng)太高，因?yàn)檗D(zhuǎn)速高了線束及電阻的電感特性會(huì)表現(xiàn)明顯，以至于影響測(cè)試精度。帶載測(cè)試時(shí)注意電阻的散熱以避免溫漂，等等。這些因素都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

　　完成上述測(cè)量步驟獲得原始數(shù)據(jù)后，我們就可以計(jì)算交直軸電感了。電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其矢量圖如圖7所示，反電動(dòng)勢(shì)方向與交軸(q軸)重合，其與相電壓的夾角可由兩次步驟中測(cè)得與相對(duì)零位的相位差相減獲得，不同電機(jī)速度下，其夾角不同。最終交直軸電感可根據(jù)公式(3)計(jì)算得到。

　　最終計(jì)算所得對(duì)應(yīng)不同電流的交軸電感值導(dǎo)入Matlab環(huán)境，用曲線擬合工具進(jìn)行分析。這樣處理的好處是可以剔除偶然測(cè)量誤差，如圖8中排除的紅色測(cè)量點(diǎn)。另外擬合出的曲線可以形成一致的電感關(guān)于電流的函數(shù)，一般三階函數(shù)就能滿足擬合要求，之后無(wú)論在仿真階段、還是在實(shí)際工程編程中可以方便地使用。

　　交流穩(wěn)態(tài)法雖然能測(cè)得對(duì)應(yīng)不同交軸電流下的電感值，但所測(cè)的交軸電流有最大值限制。當(dāng)負(fù)載加大時(shí)，即便定子電流幅值增大，但功角δ已超過(guò)45度，所以直軸電流快速增大，而交軸電流則逐漸達(dá)到最大值，其數(shù)
　　

　　另外，由于直軸電流的存在，交軸電感也受其影響，并沒(méi)有完全解耦交直軸，所以測(cè)得的交軸電感應(yīng)該是對(duì)應(yīng)交直軸電流平面上的某條曲線。這些是交流穩(wěn)態(tài)法的局限性。

　　5 總結(jié)

　　本文詳細(xì)介紹了兩種適合工程應(yīng)用的電感測(cè)量方法原理、步驟及優(yōu)缺點(diǎn)。直流暫態(tài)法原理簡(jiǎn)單，操作容易，但必須知道準(zhǔn)確的電機(jī)相對(duì)零位，并用外部夾具將電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在相對(duì)零位，所以相對(duì)零位的精確度會(huì)直接影響該方法的準(zhǔn)確性。另外，受機(jī)械固定方法的影響，交軸電感的檢測(cè)結(jié)果可能出現(xiàn)誤差。所以直流暫態(tài)法較適合小功率的電機(jī)。交流穩(wěn)態(tài)法的測(cè)量步驟相對(duì)繁瑣，需要一個(gè)三相星形連接的純阻型電阻箱，但是能測(cè)得對(duì)應(yīng)不同交軸電流下(有最大值限制)的電感值，也不需要知道相對(duì)零位，從而可以彌補(bǔ)直流暫態(tài)法的不足。希望本文能起到拋磚引玉的效果，能在工程應(yīng)用領(lǐng)域看到更多的電機(jī)電感測(cè)量方法的探討。

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