摘要：在当今的现代伺服控制系统中，永磁同步电机实现了更加广泛的应用，当一种新研制出来的伺服驱动器与永磁同步电机匹配在一起时，要进行长时间的性能测试才能投入使用，而对拖测试是其中比较常见、也是效果最好的测试方法之一。文章在此基础上，对永磁同步电机互馈对拖测试的实践运用进行了全面分析。
关键词：永磁同步电机；互馈对拖测试；实践运用
近年来，交流电动机高性能变频调速技术和永磁同步电动机设计制造技术实现了非常快速的发展，在这种情况下，以矢量控制技术为中心的永磁同步电机工业伺服驱动器也得到了良好的发展，为社会经济效益的提升做出了巨大的贡献。但是，对于任何一种新研制出来的伺服驱动器或者是永磁同步电机，都要对其进行长期的性能检验，所以性能测试评平台的构建是非常必要的。基于此，文章对永磁同步电机互馈对拖测试实践的应用进行了有效分析，促进了永磁同步电机的良好发展。
一、互馈对拖测试平台结构分析
永磁同步电机互馈对拖测试平台主要由四部分构成，分别为三相PWM整流器、被测变频器、负载变频器以及上位机，其中两台永磁同步电机是利用联轴器进行连接的。由于该平台只需要一个三相整流器即可，而且功率容量比较小，所以可以利用该平台开展今后的工作。
对图3分析可以得出被测电机的转速曲线以及响应曲线，而且还包括被测电机、负载电机的电磁转矩、轴转矩曲线。经过分析可知，被测电机的电磁转矩为正、转速也为正，而且处在电动状态，定子电流相对定子电压之后；而负载电机的电磁转矩为负，转速为正，处在发电状态，定子电流超前于定子电压。当两个电机稳定运行时，三相PWM整流器的网侧电流大致为正弦波形，而且电流与电压的波形是相同的，都处在供电状态，单位功率因数也有所呈现。当整个系统减速或制动时，网侧电流依然是正弦波形，电流和电压波形反相，长期处在馈电状态。在仿真过程中，被测电机的额定功率等于2.892kw，定子额定电流为15A，当处于稳态运行时，网侧电流的有效值为0.86A。由此可见，网侧的电流比较小，因此所引起的有功功率也比较小，致使整个系统能够低损耗运行。对于PMSM制动而言，因为转子是永磁体，转子的磁场恒定，所以制动过程会被延长，为了能够提高制动速度，PWM一定要能够在短时间内完成能量回馈，进而实现直流回路电压的有效降低。
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三、永磁同步电机互馈对拖测试平台应用
在图1的基础上，可以构建两套伺服驱动器--永磁同步电机互馈对拖测试平台，对5kw和15kw的伺服驱动器--永磁同步电机系统进行有效测试，其中供电电压源应该为三相220v，可以通过三相变压器的降压而得到。
利用上位机进行相关内容的设置，可以将负载电机输出转矩控制电压设置为1.5v，也就是30%的额定转矩，而被测电机可以设置为450r/min。随后，可以将被测电机的风扇处于断开状态，同时负载电机要处于接通状态，这样运行一段时间之后，对被测电机伺服驱动器输入端的电压、电流以及两台电机的温度进行收集，与Lab VIEW中的监测值对比可以得出系统数据的真实性和可靠性。其实，在这种情况下很难直接测量电机的内部温度，我们可以先测量预埋热敏电阻的阻值，确保采集温度与对照表中的温度大概一致，这样就能说明风扇在电机运行时起到了很好的散热效果。除此之外，可以将负载电机转矩控制模拟量设置为1v，也就是要保证负载电机输出转矩为额定转矩的25%左右，在这种情况下启动被测电机，其转速应该是500r/min。如果被测电机的转速降到350r/min时，那么负载电机的转矩会从额定转矩的25%上升到35%[2]。
在负载变大时，电机输入端的电流有效值也会从9.4A上升到14.5A，其增加的倍数与负载转矩增加的倍数大致相等。当负载增加时，被测电机速度会出现向下脉冲的现象，但是，接近500ms时，就会逐渐恢复，说明电机有很好的控制作用。通过对比加载过程中电流的变化情况，可以对电流和转矩之间的关系进行验证。当开启回放功能时，可以将时间设置在5s，每次回放时间大约在2.5s左右，可以准确获得电机提速的电流变化图像。
通过该对拖测试平台的构建，不仅能够对被测数据的变化进行观察，还能有效监测瞬态值。大部分电流变化都是在非常短的时间内完成的，如果仍然采用以往的方法进行监测，很难获得精准的数据，而该平台具有回放功能，能够对播放的速度进行调整，还可以暂停，为相关工作的顺利开展提供了很大的便利。
结束语
综上所述，在Lab VIEW的基础上构建了一个永磁同步电机互馈对拖测试平台，通常长时间的实践，对数据的准确性进行了验证。而且，该平台还能对各种工况进行模拟，从而对参数的变化进行实时监控，具有备份与回放功能，在今后的使用中具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]张永鑫，杨喜军，姜建国.高能效比互馈对拖测试平台的仿真研究[J].伺服控制，2010，01：31-36.
[2]康尔良，肖子阳，赵鹏，吕德刚.永磁同步电机对拖试验电压降低问题研究[J].微电机，2015，08：70-74.
作者简介：
朱俊瑟（1988-10），男，汉族，江苏省扬州市人，学历：本科，职称：待评审，研究方向：永磁同步电机的测试。
论文作者:朱俊瑟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/25
标签：永磁论文; 电机论文; 转矩论文; 电流论文; 负载论文; 同步电机论文; 测试论文; 《电力设备》2017年第12期论文;