永磁电机参数该如何测量?

 

引言

永磁同步电机(PMSM)的高性能控制依赖于几个关键电气参数,包括极对数、定子电阻、同步电感(d轴电感Ld和q轴电感Lq)以及反电动势常数。这些参数直接影响控制算法的性能。这些参数的获取通常采用两种方式:直接测量与在线辨识。直接测量通过物理仪器(如万用表、RLC表、示波器等)在特定工况下获取数据,具有高精度和可靠性的特点,可作为参数辨识算法的基准参考值。下面基于NXP应用文档介绍测量方法。

1. 极对数测量

方法一(低极对数)

·将A相接电源+,B/C相接-

·手动旋转转子,标记稳定停顿点

·停顿点数量 = 极对数

方法二(高极对数)

·用变频器驱动电机,测量电流频率与转速

·公式:极对数 = (频率 × 60) ÷ 转速

 

2. 定子电阻测量

用万用表测

·测量两相线间电阻,实际值 = 测量值 ÷ 2(星型接法)

·

 

用RLC表测(小电阻更准):

·四线法测量,减少引线误差

·

 

3. d/q电感测量

 

d轴电感Ld测量

·转子对齐A相(A+,B/C-)。此时电角度为0度。

·锁轴后施加反向电压阶跃

·通过电流响应曲线计算电感

·Ld = 2/3τR

 q轴电感Lq测量

·转子对齐B相(B+,C-,A悬空),此时电角度为90度。

·同样锁轴后测电流响应

·Lq = 2/3τR

 

·

 

4. 反电势常数Ke测量

外部电机驱动被测电机

·测量空载时线电压或相电压

·公式:Ke = V_pk ÷ ω_m(ω_m为机械角速度)

·

5. 总结

·极对数:手动对齐或者变频器驱动计算。

·定子电阻:万用表/RLC表

·电感:锁轴阶跃响应,分0度和90度两次测量

·BEMF:外部驱动测电压          

参考文献:NXP AN4680<PMSM Electrical Parameters Measurement>

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