永磁同步电机交直轴电感工程测量方法的探索
编者按：摘要：永磁同步电机的矢量控制主要依赖电机的电压模型及其参数的准确性，而电机的交直轴电感由于磁饱和会随电流而变化，为了精准地完成矢量控制，必须对电机的参数进行测量和标定。本文详细介绍了两种适合工程应用的电感测量方法原理、步骤及优缺点。直流暂态法原理简单，操作容易，但必须知道准确的电机相对零位，并用外部夹具将电机转子固定在相对零位，所以相对零位的精确度会直接影响该方法的准确性。
4 方法二：交流稳态法
由于直流暂态法的局限性，所以有必要介绍另一种方法——交流稳态法来弥补前者的不足。交流稳态法的核心思路是测量反电动势与带载后的相电压之间的相位差，之后根据交直轴电压公式，计算出对应不同电流下的电感值[4~5]。该方法步骤相对繁琐，另外需要一个三相星形连接的纯阻型电阻箱，但是能测得对应不同电流下的电感值，另外也不需要精准的相对零位信息。下面将详细介绍该方法的操作步骤。
由于反电动势只能在电机作发电机(generator)运行且空载时测得，而不可能与带载时的相电压同时获得，所以测量需要分两步进行。
第一步，用一台电机带动被测电机稳定运行在某几个速度下(如1000rpm、1500rpm、2000rpm)，然后测取反电动势与参考位置的相位差，以及反电动势的幅值。由于被测电机内装有旋变，所以我们可以将旋变信号经解码芯片如AD2S1210解码后输出的模拟零位作为参考位置。具体接线图及测得的波形如图5(a)。由于被测电机的中心点未被引出，所以我们测量相间电压，相间电压与相电压之间有30度的相位差，在后面的相位计算时必须考虑在内。通过实验我们发现，只要电机运行在基速以下，反电动势与参考位置的相位差恒定，反电动势幅值与速度的比例系数恒定(由永磁体磁链决定)，所以第一步骤只需测几个速度点(基速以下)，折算出相位差、反电动势幅值与速度的比例常数即可。
第二步，将被测电机的三相端子连接纯阻性的星形负载，并用另一个电机带到一定速度，然后用示波器测量相电压、相电流，以及参考位置。具体接线及测得的波形如图5(b)所示。用示波器实时计算相电压幅值、相电流幅值、及相电压与参考位置间的相位差。然后在不同机械速度下，重复以上步骤。因为速度越高，产生的反电动势越大，相同负载下相电流越大，所以能测得对应不同电流下的电感参数。
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