基于计算机的永磁同步电动机高速运转参数的确定
摘要：
在高速运转范围内的无刷永磁同步电机的特性，是用实验方法来确定的。结果表明，用计算机进行参数判别方法的理论和实测用于驱动商用的3hp、****转速8000r/min的内置永磁同步电机。转矩角功能发生了明显的变化。磁场非线性特性通过电机模型在宽工作范围内重新计算。
关键词：参数确定；永磁无刷同步电机； 磁场弱化；高速运转；矢量控制
1．简介
正弦反电势永磁无刷同步电机与先进的电子控制器组合能在广泛的工业应用中发挥更为优良的性能。高速同步电机在同步旋转参考系内采用矢量控制，驱动d轴电枢电流作为负载和速度的函数进行变化。这种操作叫作“磁通减弱”，它允许电机运行在更高的速度和力矩级别下。在参考文献【l】一【4】里和相关文献中能够找到该高性能控制理论及其应用。恰当使用该方法进行电流矢量控制能够得到一种电机与驱动器的组合，它具有改良的转矩、效率和扩展的速度范围。
在为无刷永磁同步电机驱动控制设计电流矢量算法时，需要知道电机参数。****控制算法实现中最常用到的参数即简化模型参数如下：ld-直轴电感，lq -交轴电感和ψmag-永磁磁链。这些参数可以线性确定d轴电抗xd.q釉电抗xq和磁场励磁电压e0。这些线性化参数用于计算控制法则，例如：电压限制椭圆和每安培****转矩轨迹【1】。
永磁同步电机转矩通常可用先前提到的参数和极对数p来表达，如式(l)所示。高性能转矩控制常使用式(1)第二项所给出的磁阻转矩。这种控制需要知道ld、lq和ψmag值。制造商所用的永磁无刷同步电机没有提供先前提到的参数工作范围值。即使提供了参数，也仅仅表示一个工作点。前述工作在低速下完成，清楚显示出当电机负载时，这些参数显著地非线性变化。因此，当超出电机整个速度负载范围时，模型参数ld. lq和ψmag被看作固定值，这将导致先前提到的电流控制算法错误低效地使用。
本文的研究是作者在高速运行范围下确定永磁无刷同步电机参数特性的结果。作者在实验测试装置中采用特殊的计算机辅助测量技术，用来驱动商用永磁无刷同步电机在8000r/min以上的速度运转。采取的这个实验通过在超出广阔工作点范围下重新计算电机模型，说明了磁场非线性。这个模型允许对任意永磁无刷同步电机在超出整个工作范围外进行复验分析。
2 模块说明
永磁无刷同步机构参数分析通常只包括菲常简单描述了它们的工作。换句话说，是在没有磁场饱和度和非线性影响下的无损耗工作。这样的分析提供了超过有限的速度范围，在比较低的速度下工作的可接受的结果。在比较高的速度和超过了很大的速度范围，铁心损耗和磁场非线性的影响成为比较重要的因素。
磁滞损失大约与频率成比例，涡流电流大约与频率的平方成比例，当电机速度增加时则更加普遍。因此，在等效电路里铁心损耗不能被忽略。图l描述了永磁无刷同步机构高速运转时d轴和q轴的等效电路。这个模块认为只受到基本激励频率影响，而不描述受偶然负载损失的影响，比如机构反电势谐波循环磁场的干扰。模块包括铜损耗用阻抗r。表示和铁心损耗。铁心损耗包括部件损失，与机构里面电压“vi”[8][9]成比例。假如这样的话，选择电阻rc。因此，模块包含所有电流矢量可控制的损失。
d轴和q轴等效电路实时测量能够根据机构基本原理相位图表确定。无刷永磁同步机构在接近额定负载工作情况如图2所述。相电流/s，是口轴的分支，因此产生1个d轴的电流分支。通常，运行模式牵涉到“磁通减少”，导致式(1)中磁阻转矩分量加到由wmagiq产生的场调整转矩，所有图2中的相由基频元件构成的，并来自于可测量的输入量，一旦测得，这些相的d轴和口轴昀组件可以被用来计算图l中等效电路的参数计算。
3实时试验设置
特殊结构的7. 5kva电流控制型电压源逆变器驱动系统是用来给被测电机提供低谐波正弦电流。用户接口采用微处理器，并且允许相电流矢量人工控制或自动控制。图3展示的是实验装置的基本模块图。
被测电机通过一个减速器是耦合到一个传统的有刷直流电机。负载的控制是通过配置直流电机成为一个独立的激励器，并 |
