一种永磁同步电机测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机测试系统及测试方法，包括逆变器、永磁同步电机、测试计算机、温度传感器、其特征在于：所述的永磁同步电机的转子内的一侧设有通过ＤＳＰ芯片与所述的测试计算机相连接的转子位置传感器，所述的转子转轴还与一堵转装置相连接。由于采用上述测试系统及测试方法，通过转子位置传感器和固定转子磁极位置的堵转装置进行永磁电机电感参数测量。通过利用简易的调节固定转子位置的装置以及ＤＳＰ芯片检测转子位置，通过边检测边调整的方法最终使电机转子固定在测试位置，通过电压积分法实现电感参数测试。与现有技术相比；利用简易的装置，利用不复杂的方法实现永磁同步电机电感参数准确测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机测试装置，具体地说涉及一种内嵌永磁体同步电机测试系 数及测试方法。技术背景永磁同步电机的直轴和交轴电感对于永磁同步电机的稳态和动态性能有很 大的影响，而且直轴和交轴电感参数的准确性不仅对于预测扭矩和弱磁性能而 且对于设计最大效率，功率因数等控制系统设计非常关键。磁饱和的影响通常 会通过随电感变化的电感来加以考虑。因此对于直轴和交轴电感参数的确定非 常重要。目前多种技术被用于预测绕组电感比如有限元方法，通过有限元中确 定电感参数的方法可以得到，然而如果磁饱和明显，有限元分析可以应用，需 要对绕组中多个电流分布情况进行分析，需要很多的计算资源，相对比较复杂 繁琐。因此可以通过测试方法得到直轴和交轴电感参数。与传统电励磁同步电 机相比，永磁同步电机可以称之为一种新的技术，由于与电励磁方式的完全不 同，因此目前在一些国家和国际标准中没有具体的有关永磁电机测试方法，永 磁同步电机的试验内容和测试技术有其特殊性，因此很多有关电励磁的试验方 法和试验要求对于永磁电机不再适用。由于永磁同步电机用永磁体励磁，其交 轴、直轴电感参数的测试方法与电励磁同步电机有很大差别。而且永磁同步电 机中永磁体的形状和位置多种多样，转子交、直轴磁路异常复杂，电感参数不 仅与磁路饱和有关，还出现了交、直轴磁路间交叉饱和现象。目前常用的直流 衰减法和电压积分法对于试验装置要求比较高，相对比较复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种永磁同步电机测试系数及测试方法，以达到通过测试装置及测试方法实现永磁同步电机交轴、直轴电感参数测 试的目的。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是， 一种永磁同步电机测试系统， 包括逆变器、永磁同步电机、电机控制器、温度传感器、其特征在于所述的 永磁同步电机的转子的一侧设有转子位置传感器，转子位置传感器的输出与电 机控制器内DSP芯片连接，所述的转子转轴还与一堵转装置相连接；所述的电 机控制器与测试计算机相连接。永磁同步电机测试系统，所述的转子位置传感器由探测器和环状目标盘组 成，所述环状目标盘通过转子支架套装在转子转轴，所述的探测器通过传感器 支架安装在定子的端盖上。永磁同步电机测试系统，所述的堵转装置包括开有弧形槽的端板、滑杆、 底座、粗调固定块、微调固定块堵转套筒，滑杆的一端与堵转套筒相连接，并 通过与套筒通孔配合与转子转轴连接，滑杆的另一端在端板的弧形槽内通过两 个粗调固定块和微调固定块将滑杆固定在端板斜面上，端板通过底座与地面固 定，位于弧形槽内的滑杆的一端沿端板斜面滑动带动转子转轴转动。通过调节 槽内的滑杆从而带动转轴旋转，当使转轴调节到需求转子磁极位置时，可以通 过固定两个粗调模块使得转轴固定在一个相对小的运动范围之内，通过微调固 定块的调节使得转轴固定在需求位置。永磁同步电机测试系统，所述的环状目标盘两侧的端面上设有正弦曲线花 纹形状。所述的环状目标盘的两侧的端面上设有余弦曲线花纹形状。环状目标 盘为铝或者铁金属材料。环状目标盘随着电机转子一起旋转，目标盘处于交变的电磁场中，由于目 标盘为金属导体，会产生感应电流，涡流效应产生，目标盘的导电材料产生涡流损耗。传感器部件中探测器由一个周期相差90度的四个平面绕组组成，四个 平面绕组为探测器中谐振电路的一部分，由于目标盘导电材料的涡流效应会导 致平面绕组中电感的减少。此传感器的平面绕组扫过的目标盘的面积与电感变 化成正比，同时电感的变化导致谐振电路的相移，因此通过确定相移可以精确确定转子的位置。本专利技术另一种技术方案是， 一种永磁同步电机测试方法，存储DSP (数字 信号处理器)CCS (DSP芯片的专用软件)测试程序的测试计算机执行下列步骤；a) 开始；完成DSP芯片初始化配置后，进入PWM (逆变器脉宽调制信号)中 断执行；b) ADC (模数转换)采样值更新。DSP芯片的AD通道测量电机相电流、直 流母线电流、直流母线电压、转子位置传感器两路输出以及温度传感器输出信 号；c) ADC采样值低通滤波。对测量得到的信号ADC值进行低通滤波。d) 位置速度确定；根据ADC采样及低通滤波后得到的转子位置传感器两路输出信号即转子位置角的正弦和余弦分量，求反正切得到转子绝对位置e,根据 w,)普l)，其中w)、 ^卜D为速度采样t时刻、t-i时刻转子绝对位置角值，A/为速度采样时间；e) ADC值故障检测；对上述处理的ADC信号进行故障检测，当某个信号的 ADC值超出预定的范围则认为此ADC信号产生故障，置其相应故障标志为1;f) MCU系统故障检测；通过对系统计算值，例如转子位置角、速度以及温度 等信号进行故障检测，当某个计算值超出预定的范围则认为此系统信号产生故 障，置其相应故障标志为1。根据ADC值故障检测标志以及系统信号故障标志状 况，考察在规定的时间内故障累计值超过预定值时认为是不可恢复故障，否则为可恢复故障，不可恢复故障电机进入保护状态即mcu mode为故障模式；g) 产生正弦电压指令信号「。^"sin(。，其中e'(0^'(卜l) + ^,'， 0'( )是根 据随着采样时间A/'以恒定转速^。不断累积变化的量从而产生随时间不断变化的正弦电压指令信号；h) 每次采样根据产生正弦电压指令信号通过在DSP软件中进行SPWM调制 得到PWM驱动信号驱动电机；i) 当mcumode为故障模式或者电机速度〉200rpm时，逆变器导通标志置零， 逆变器禁用，否则逆变器导通标志为1时则逆变器使能，否则逆变器导通标志 置1;j)在CCS软件中记录A、 B、 C相电流及转子位置角信号。 一种永磁同步电机测试方法，其特征在于所述正弦PWM法运行过程中，用示波器记录A相电流以及ab线电压变化数据点。一种永磁同步电机测试方法，其特征在于在转子位置角被堵转在零位置时，根据示波器记录的采样点数据通过式(1)和(2)可以得到随d轴电流变化的d轴电感丄^)，同理在转子位置角被堵转在90°时，根据示波器记录的采样点数据通过式(3)和(4)可以得到随q轴电流变化的q轴电感、W，由于采用上述测试系统及测试方 法，通过转子位置传感器和固定转子磁极位置的堵转装置进行永磁电机电感参 数测量。永磁电机电感参数测量更多关注d轴(磁场分量)和q轴(转矩分量) 的电感。永磁同步电机测试方法通过在DSP软件中对转子位置监测和边调整转 子磁极堵转装置，使得转子磁极固定在d轴或者q轴(电机旋转坐标系中)上， 通过施加电压只产生d轴电压或q轴电压分量，通过实时记录此时A相电流/。和 ab线电压i^来计算d轴电感或者q轴电感。通过利用简易的调节固定转子位的装置以及DSP芯片检测转子位置，通过边检测边调整的方法最终使电机转子固定在测试位置，通过电压积分法实现电感参数测试。与现有技术相比；利用 简易的装置，利用不复杂的方法实现永磁同步电机电感参数准确测量。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明； 图1为本专利技术永磁同步电机测试系统中逆变器与永磁同步电机电路连接结 构示意图；图2为本专利技术永磁同步电机测试系统中永磁同步电机转子位置传感器安装 示意图；图3为本专利技术永磁同步电机测试系统中堵转装置结构示意图； 图4为本专利技术一种永磁同步电机测试方法的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机测试系统，包括逆变器（１６）、永磁同步电机、电机控制器、温度传感器、其特征在于：所述的永磁同步电机的转子（４）的一侧设有转子位置传感器，转子位置传感器的输出与电机控制器内ＤＳＰ芯片连接，所述的转子转轴（６）还与一堵转装置相连接；所述的电机控制器与测试计算机相连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢美娟，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]