一种永磁同步电机无角度传感器效率测试系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机无角度传感器效率测试系统及控制方法，本发明通过两台电机对拖的方式进行电机效率测试负载试验。测试中，通过无传感器控制方法使得陪试电机工作在第四象限，并将其发出的电能回馈至直流母线处。对于中大功率的永磁电机来说极大地节约了效率测试所消耗的能源，并不会对电网产生污染；而且采用闭环控制调节陪试电机的转矩，因而调节范围宽，稳定可靠。

主权项

一种永磁同步电机无角度传感器效率测试系统的控制方法，该效率测试系统包括控制模块、功率分析仪、整流模块、直流母线排、主逆变模块、辅逆变模块、陪试电机、转矩仪、和被测电机，其中：所述整流模块，通过整流器将三相交流电转变成直流电，并输入到直流母线排；所述直流母线排，将直流电分别输送到主逆变模块和辅逆变模块；所述主逆变模块和辅逆变模块，将直流电转成交流电后分别输送到被测电机和陪试电机；所述陪试电机和被测电机通过转矩仪连接；所述功率分析仪用于采集被测电机输出功率；所述控制模块，收集转矩仪采集的信号，并控制主逆变模块和辅逆变模块，从而使被测电机能同步跟踪陪试电机的输出负载转矩和电流，保持稳定运行；其特征在于，所述效率测试系统的控制方法包括以下步骤：（1）初始位置调整，定义被测电机直轴为d1、交轴为q1；陪试电机直轴为d2、交轴为q2；主逆变器和辅逆变器均给定一个与定子A轴方向相同且大小恒定的电流矢量，使得d1轴与d2轴分别对齐被测电机与陪试电机的定子A轴；并设立假定旋转坐标系，定义被测电机的转矩轴为δ1、励磁轴为γ1；陪试电机的转矩轴为δ2、励磁轴为γ2，并假定旋转坐标系不是同步旋转坐标系，它是定向于已知的转子估计位置，并且可以按照确定的控制规律自行调整的坐标系；（2）启动电机，在控制模块中先通过PI控制算法启动被测电机至一定的转速；此过程中，仅对陪试电机的δ2，γ2轴进行电流闭环控制，并将δ2、γ2轴电流的参考值都设置为零，从而使得此过程陪试电机不输出负载转矩；（3）效率测试，对陪试电机进行转矩、电流双闭环控制，此过程γ2轴电流参考值设置为零，而δ2轴电流根据转矩仪反馈值与陪试电机的负载转矩间的误差来调节；而被测电机进行转速和电流双闭环控制，此过程中被测电机δ1轴与q1轴对齐，且被测电机的输出转矩根据给定转速与实际转速的误差进行调整；此时通过功率分析仪得出被测电机输入功率，以及由转矩仪得到的输出功率，从而得到被测电机在任何可调转速和负载下的效率。