电机参数测量——永磁同步电机控制

永磁同步电机的电压方程、磁链方程和力矩方程如图1所示。

测量方法1:使用电桥进行测量，使用电桥测试定子电阻时，设置测量频率为100HZ为佳，测量DQ轴电感时，设置测量频率为1kHZ或10kHZ为佳。

1.测量内阻时，用电桥连接电机的任意两相，定子电阻为测量值的一半。

2.测量电感时，同样用电桥连接电机的任意两相，同时缓慢转动电机转子，待转子稳定再后读取电桥测量结果，D轴电感为数值较小者的一半，Q轴电感为数值较大者一半，大多数的表贴式永磁同步电机的DQ轴电感值近似相等。

测量方法2:在没有电桥的情况下，还可以借助电机驱动器测量定子电阻(R)和DQ轴电感(L)。

1.向逆变器施加(d,q)坐标系下于两相坐标系下alfa轴相重叠的电压矢量ud=常数，uq=0，稳态时电机静止，电压方程中电角速度为0，同时电流微分也为0，测出此时的电流id，根据电压方程可得定子相电阻。实际上，为了消除死区的影响和功率器件的导通压降，经常采用差分算法来辨识电阻，具体做法就是就是向逆变器施加两组不同幅值的电压矢量ud1=常数，uq1=0、ud2=常数，uq2=0，然后测得两组电流id1、id2，最后可得相电阻的计算公式：

在差分辨识电阻的时候，给定电压是要小心选择的，最好是电流的线性关系和电压的线性关系一致，比如给定电压是呈2倍关系，那么电流也应该大致呈2倍关系，如果偏差太大，说明选取的给定电压不太合适。

2.在向逆变器施加(d,q)坐标系下电压矢量ud=常数，uq=0时，电机转子是不会转动的，此时的电机d轴就是一个一阶惯性环节，时间常数为L/R。记录下此时d轴电流i的上升曲线，根据一阶惯性环节的性质，当d轴电流从0上升到稳态值的63.2%时，所经历的时间t刚好等于时间常数L/R，在得到定子电阻(R)值，可根据时间常数t得到电感(L)值：

反电动势系数和永磁体磁链其实表征同一个概念，指电机旋转时，磁链产生电动势相对于转速的比例关系，反电动势系数kv的单位为V.s/rad，而永磁体磁链单位为Wb，两个单位可以互相转化。

测量方法：测量反电动势系数时，需要借助示波器。

1.用示波器探头连接电机的任意两相，测量反电动势的线电压；

2.因为反电动势值一般较小，尽量以较快速度转动电机，然后捕获此时的反电动势波形；

3.根据公式计算电机的反电动势系数；

正规电机厂家电机出厂时，都会配有详细参数的规格书，但现在市面上大部分电机没有相应规格书，为了得到更好的控制性能，有必要对电机参数进行测量。无论是电桥测得参数(受测量设备精度影响)，还是逆变器测得参数(受逆变器非线性、采样精度等影响)，测量所得参数都可能具有一定误差，在电机调试过程中，不要迷信测量所得参数，有必要时需要进行不断的修正。