同步電機(jī)之用直流衰減法測(cè)量永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)參數(shù)

1 .2.1直流衰減法的基本原理

直流衰減法的基本原理是利用電樞繞組中達(dá)到穩(wěn)定的直流電流因失去激勵(lì)電壓而經(jīng)電阻衰減到零的過(guò)渡過(guò)程來(lái)確定電機(jī)的參數(shù)。圖119所示的單回路法是直流衰減法使用較早、較多的試驗(yàn)接線方式。為了確定d軸及q軸參數(shù)，應(yīng)將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到直軸或交軸位置，然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)S，采取直流電流衰減曲線，如圖11一10所示。它可以用指數(shù)函數(shù)來(lái)表示，指數(shù)項(xiàng)的數(shù)目取決于藕合回路的多少。異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上沒(méi)有勵(lì)磁繞組，轉(zhuǎn)子起動(dòng)（阻尼）繞組可近似用直軸和交軸的等效阻尼繞組來(lái)代替，因此直流衰減電流可以表示成雙指數(shù)曲線形式，即。針對(duì)試驗(yàn)中的電流衰減曲線，過(guò)去大多采用光線示波器拍攝電流波形，數(shù)據(jù)采樣由人工完成，這將帶來(lái)較大的誤差。現(xiàn)在可利用微型計(jì)算機(jī)和高速A / D轉(zhuǎn)換器結(jié)合采徉直流電流衰減曲線，并應(yīng)用最小二乘法系統(tǒng)辨識(shí)理論，既提高數(shù)據(jù)處理精度，又避免人工采樣和手工作圖引起的誤差。

12..2小電流直流衰減法

我們知道，直流衰減法原理的推導(dǎo)是在假定直流電流衰減過(guò)程中電機(jī)的參數(shù)保持不變的基礎(chǔ)上的實(shí)際上，在直流電流衰減過(guò)程中，電機(jī)的飽和程度是不斷變化的，其電抗參數(shù)也是不斷變化的，這樣通過(guò)處理直流衰減曲線得不到正確的飽和參數(shù)值。

為了考慮磁路飽和程度對(duì)電抗參數(shù)的影響，將直流衰減法進(jìn)行改進(jìn)，發(fā)展成小電流直流衰減法。該方法是使電樞繞組中決定磁路飽和程度的大直流電流保持不變，而在該電流的d或q軸分量中疊加一個(gè)幅值較小的直流衰減電流，通過(guò)對(duì)該小直流衰電流的辨識(shí)來(lái)確定飽和參數(shù)。圖11一11是小直流電流衰減曲線為了計(jì)及交、直軸交叉飽和的影響，進(jìn)一步發(fā)展成雙回路法，如圖11一12所示，既有一決定直軸（測(cè)直軸參數(shù)時(shí)）或交軸（測(cè)交軸參數(shù)時(shí)）飽和的恒定直流11（或11一I，因I 。較小，認(rèn)為電在I，和I上一I 。的飽和程度是一樣的），又有一考慮交叉飽和的交軸（測(cè)直軸參數(shù)時(shí)）或直軸（測(cè)交軸數(shù)時(shí)）恒定直流電流12 。因而，它既能很好地考慮飽和對(duì)參數(shù)的影響，又能很好地考慮交叉飽和對(duì)參數(shù)的影響。這些直流電流都可隨意調(diào)節(jié)，因此，它能測(cè)得電機(jī)在任意工作狀況（任意交、直軸電流）下參數(shù)變化的規(guī)律。為使試驗(yàn)時(shí)的電機(jī)飽和情況與電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)一樣，須將直流量折算成相應(yīng)的交流量。設(shè)電機(jī)運(yùn)行時(shí)直軸電流有效值為IJ ,交軸電流有效值為幾，則直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)為，交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)為，式中N為電樞繞組每相串聯(lián)匝數(shù)，K辦．為基波繞組因數(shù)），直流11 、 I：分別產(chǎn)生的等效電樞磁動(dòng)勢(shì)為。當(dāng)測(cè)直軸參數(shù)時(shí)，要求；同樣當(dāng)惻交軸參數(shù)時(shí)。

由于衰減電流是從一個(gè)恒定直流值衰減到另一個(gè)直流值，取樣電阻R，上有一個(gè)比較大的恒定直流偏移電壓．故接入一個(gè)與之相平衡的反向電壓來(lái)抵消直流偏移電壓，這樣取樣電阻上的小直流衰減電流經(jīng)差動(dòng)放大后再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以提高A加轉(zhuǎn)換器的利用率，提高采樣精度．在進(jìn)行永磁同步電機(jī)的直流衰減法試驗(yàn)時(shí)，還有一個(gè)怎樣判斷定子合成磁動(dòng)勢(shì)方向與轉(zhuǎn)子直軸或交軸軸線重合的問(wèn)題。由于永磁同步電機(jī)沒(méi)有勵(lì)磁繞組，不能用在定子某相繞組施加一低壓交流電壓，看勵(lì)磁繞組短接感應(yīng)電流大小變化的情況來(lái)判斷。這時(shí)可利用直流雙臂電橋法來(lái)判斷，把進(jìn)行參數(shù)測(cè)試的兩相電樞繞組串聯(lián)接入直流雙臂電橋，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子．直到雙臂電橋的檢計(jì)指針在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子瞬間幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)為止，這時(shí)可認(rèn)為接入電橋的電樞繞組合成磁動(dòng)勢(shì)方向與轉(zhuǎn)子直軸重合。判斷與交軸重合也可以用以上方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。