永磁同步電機交直軸電感工程測量方法的探索

　　在測量過(guò)程中，有些工程細節問(wèn)題需要仔細處理。比如選用適當帶寬的電壓電流探頭，使用前校準，尤其注意相位是否延遲或超前，必要時(shí)在數據處理階段作補償。選用采樣率高的示波器，能帶實(shí)時(shí)計算功能的最好。如果使用霍爾原理的電流傳感器，被測電機纜線(xiàn)的屏蔽層不能接地。作為負載的電阻要采用純阻性材料，避免使用會(huì )產(chǎn)生電感效應的螺旋狀管子，三相間的阻值差異最好控制在5%以?xún)?電阻的阻值最好是可調，因為測小電流時(shí)需要用大阻值，而測大電流時(shí)需要用小電阻，務(wù)求在達到所需電流時(shí)，轉速不應太高，因為轉速高了線(xiàn)束及電阻的電感特性會(huì )表現明顯，以至于影響測試精度。帶載測試時(shí)注意電阻的散熱以避免溫漂，等等。這些因素都會(huì )影響實(shí)驗結果的準確度。

　　完成上述測量步驟獲得原始數據后，我們就可以計算交直軸電感了。電機作發(fā)電機運行時(shí)，其矢量圖如圖7所示，反電動(dòng)勢方向與交軸(q軸)重合，其與相電壓的夾角可由兩次步驟中測得與相對零位的相位差相減獲得，不同電機速度下，其夾角不同。最終交直軸電感可根據公式(3)計算得到。

　　最終計算所得對應不同電流的交軸電感值導入Matlab環(huán)境，用曲線(xiàn)擬合工具進(jìn)行分析。這樣處理的好處是可以剔除偶然測量誤差，如圖8中排除的紅色測量點(diǎn)。另外擬合出的曲線(xiàn)可以形成一致的電感關(guān)于電流的函數，一般三階函數就能滿(mǎn)足擬合要求，之后無(wú)論在仿真階段、還是在實(shí)際工程編程中可以方便地使用。

　　交流穩態(tài)法雖然能測得對應不同交軸電流下的電感值，但所測的交軸電流有最大值限制。當負載加大時(shí)，即便定子電流幅值增大，但功角δ已超過(guò)45度，所以直軸電流快速增大，而交軸電流則逐漸達到最大值，其數
　　

　　另外，由于直軸電流的存在，交軸電感也受其影響，并沒(méi)有完全解耦交直軸，所以測得的交軸電感應該是對應交直軸電流平面上的某條曲線(xiàn)。這些是交流穩態(tài)法的局限性。

　　5 總結

　　本文詳細介紹了兩種適合工程應用的電感測量方法原理、步驟及優(yōu)缺點(diǎn)。直流暫態(tài)法原理簡(jiǎn)單，操作容易，但必須知道準確的電機相對零位，并用外部夾具將電機轉子固定在相對零位，所以相對零位的精確度會(huì )直接影響該方法的準確性。另外，受機械固定方法的影響，交軸電感的檢測結果可能出現誤差。所以直流暫態(tài)法較適合小功率的電機。交流穩態(tài)法的測量步驟相對繁瑣，需要一個(gè)三相星形連接的純阻型電阻箱，但是能測得對應不同交軸電流下(有最大值限制)的電感值，也不需要知道相對零位，從而可以彌補直流暫態(tài)法的不足。希望本文能起到拋磚引玉的效果，能在工程應用領(lǐng)域看到更多的電機電感測量方法的探討。

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