基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法及裝置制造方法
【專利摘要】基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法及裝置。目前使用的測(cè)試設(shè)備測(cè)試繁瑣、測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，不適用于磁鏈在線測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品測(cè)試等情況。本發(fā)明組成包括：直流可調(diào)穩(wěn)壓電源（1），所述的直流可調(diào)穩(wěn)壓電源與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（2）連接，所述的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（3）、CAN分析儀（4）連接，所述的CAN分析儀與PC機(jī)（5）連接。本發(fā)明用于無(wú)需鎖定電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的磁鏈在線測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品測(cè)試。
【專利說(shuō)明】基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法及裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法及裝置。
[0002]【背景技術(shù)】:
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor,簡(jiǎn)稱SRM)是雙凸極可變磁阻電動(dòng)機(jī)。其定、轉(zhuǎn)子的凸極均由普通硅鋼片疊加而成。轉(zhuǎn)子既無(wú)繞組也無(wú)永磁體，定子極上繞有集中繞組，徑向相對(duì)的兩個(gè)繞組串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)兩極磁極，稱為“一相”。SRM的運(yùn)動(dòng)是由定、轉(zhuǎn)子間氣隙磁阻的變化產(chǎn)生的?；赟RM的特點(diǎn)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固和控制方便，且具有較寬的轉(zhuǎn)速及功率調(diào)節(jié)范圍，廣泛應(yīng)用于牽引運(yùn)輸、通用工業(yè)、航空、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，已成為當(dāng)代電氣傳動(dòng)熱門(mén)研究課題之一。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的磁鏈特性是電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、模型建立及運(yùn)行控制的必要前提，但其特殊的雙凸極結(jié)構(gòu)及磁路的高度飽和性，使得磁場(chǎng)分布復(fù)雜，存在顯著的邊緣效應(yīng)、渦流效應(yīng)和嚴(yán)重的局部飽和等情況。它不可能像傳統(tǒng)交、直流電機(jī)一樣用一條二維爐磁鏈曲線就可以描述電機(jī)特性，它需要一組不同轉(zhuǎn)子位置下的三維爐磁鏈曲線族才能描述其特性，而且電機(jī)性能計(jì)算的準(zhǔn)確性取決于三維磁鏈曲線族的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)有較為可行的磁鏈曲線獲取方法有實(shí)驗(yàn)測(cè)試法和有限元分析法。
[0003]實(shí)驗(yàn)測(cè)試法一般通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)試電路，測(cè)試出電機(jī)繞組上的電壓、電流信息進(jìn)行磁鏈間接計(jì)算。實(shí)驗(yàn)測(cè)試法簡(jiǎn)單易行、測(cè)試方便、結(jié)果準(zhǔn)確，但需要鎖定轉(zhuǎn)子位置，測(cè)試過(guò)程繁瑣費(fèi)時(shí)，不適用于磁鏈在線測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品測(cè)試等情況。
[0004]有限元分析法是采用有限元分析軟件對(duì)電機(jī)磁場(chǎng)進(jìn)行靜態(tài)分析計(jì)算來(lái)求取不同轉(zhuǎn)子位置下磁鏈曲線。二維有限元分析法比較成熟，應(yīng)用廣泛，但因忽略端部的磁場(chǎng)效應(yīng)，造成特定位置處誤差較大。三維有限元法雖然全面考慮了電機(jī)的各種因素，提高了準(zhǔn)確性，但計(jì)算過(guò)于耗時(shí)繁瑣，且對(duì)計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境要求很高，沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。
[0005]目前使用的測(cè)試設(shè)備測(cè)試繁瑣、測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，不適用于磁鏈在線測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品測(cè)試等情況。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法及裝置。
[0007]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，其組成包括:直流可調(diào)穩(wěn)壓電源，所述的直流可調(diào)穩(wěn)壓電源與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，所述的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、CAN分析儀連接，所述的CAN分析儀與PC機(jī)連接。
[0008]所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，所述的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括殼體，所述的殼體內(nèi)部安裝有DSP控制器，所述的DSP控制器與IGBT驅(qū)動(dòng)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述的IGBT驅(qū)動(dòng)電路與繞組連接，所述的繞組分別與電壓傳感器、電流傳感器連接，所述的電壓傳感器、所述的電流傳感器分別與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述的DSP控制器內(nèi)具有CAN接口，所述的CAN接口與所述的CAN分析儀連接。
[0009]所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，所述的DSP控制器的型號(hào)為T(mén)MS320F2812，所述的電流傳感器的型號(hào)為L(zhǎng)T 58-S7/SP，所述的電壓傳感器的型號(hào)為CLSM-10MA，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用12位高速同步數(shù)據(jù)采集芯片AD7864。
[0010]所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為三相12/8開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
[0011]一種利用權(quán)利要求1-4之一所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置的測(cè)試方法，該方法包括如下步驟:
(1)由PC機(jī)使用二維有限元法獲得開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈計(jì)算曲線；
(2)在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子凸極中心線對(duì)齊處，無(wú)需鎖定轉(zhuǎn)子位置，通過(guò)單相勵(lì)磁測(cè)出對(duì)齊相
今位置磁鏈曲線，再通過(guò)兩相勵(lì)磁并引入互感系數(shù)M準(zhǔn)確得到相鄰相之位置磁鏈曲線；
(3)根據(jù)實(shí)測(cè)兩條磁鏈曲線，按照磁共能修正原理由PC機(jī)計(jì)算磁鏈修正系數(shù)，并對(duì)二維有限元計(jì)算曲線進(jìn)行修正，從而獲得準(zhǔn)確的三維w-1-6磁鏈曲線族；
其中:g為對(duì)齊相定子凸極中心線與相鄰轉(zhuǎn)子槽中心線的夾角，&為同側(cè)相鄰相定子凸極中心線與該轉(zhuǎn)子槽中心線的夾角。
[0012]所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置的測(cè)試方法，所述的按照磁共能修正原理計(jì)算磁鏈修正系數(shù)是通過(guò)對(duì)齊相Θ'和相鄰相&位置所測(cè)的磁共能Rre
與有限元計(jì)算所得的磁共能『泡,根據(jù)公式I來(lái)分別獲取對(duì)齊相β'.和相鄰相A位置處磁共
能修正系數(shù)尤#_ ,其中，公式I為K3 =W +〈了6fil兩；
根據(jù)所求、Ksi,通過(guò)公式2來(lái)獲得不同角度位置下基于磁共能的磁鏈修正系數(shù)，其
中，公式 2 為 & = Ka + KiAl-Θ),且系數(shù) K 為 K = (Ke1- K6.)/的-A)ο
[0013]所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法，所述的再通過(guò)兩相勵(lì)磁并引入互感系數(shù)M準(zhǔn)確得到相鄰相&位置磁鏈曲線，所述的引入互感系數(shù)M來(lái)定量描述
兩相激勵(lì)模式與單相激勵(lì)模式下磁鏈的差異，從而準(zhǔn)確獲得相鄰相g位置磁鏈曲線；如果
兩相同時(shí)通電測(cè)出的磁鏈為,則按式Ψ;.= W6l +Mi對(duì)磁鏈值進(jìn)行校正。
[0014]有益效果:
1.本發(fā)明的直流可調(diào)穩(wěn)壓電源提供測(cè)試電壓，為了滿足電機(jī)峰值電流的要求，選用德國(guó)EA電源ps9300-75。不對(duì)稱半橋電路由IGBT和快恢復(fù)二極管組成，由DSP的I/O口通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū) 動(dòng)給繞組施加電壓。電流傳感器(LT 58-S7/SP)和電壓傳感器(CLSM-10MA)用于檢測(cè)繞組電流與繞組電壓。模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用12位高速同步數(shù)據(jù)采集芯片AD7864。AD7864采集的電壓、電流數(shù)據(jù)讀入DSP中，通過(guò)CAN接口和CAN分析儀送給PC機(jī)完成基于磁共能修正原理的SRM三維磁鏈曲線族計(jì)算。由于該裝置無(wú)需鎖定轉(zhuǎn)子位置，大大簡(jiǎn)化了測(cè)試裝置。
[0015]本發(fā)明方法無(wú)需鎖定電機(jī)轉(zhuǎn)子位置直接測(cè)出兩條磁鏈曲線，通過(guò)磁共能修正原理修正有限元計(jì)算曲線，準(zhǔn)確獲取開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線族；不僅可以在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子凸極中心線對(duì)齊位置處，無(wú)需鎖定轉(zhuǎn)子位置，快速獲得對(duì)齊相^和相鄰相咚位置磁鏈曲線，并且與
二維有限元法相結(jié)合，通過(guò)對(duì)端部磁場(chǎng)效應(yīng)的補(bǔ)償，可以得到準(zhǔn)確的SRM磁鏈特性，為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、模型建立及控制運(yùn)行提供依據(jù)。
[0016]本發(fā)明方法對(duì)于性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)和生產(chǎn)工藝已經(jīng)確定的同一型號(hào)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，磁鏈特性的差異主要是由磁性材料、加工和裝配誤差造成，通過(guò)本發(fā)明方法可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與校正。
[0017]本發(fā)明方法工業(yè)生產(chǎn)中使用的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，由于磨損、老化等原因，磁鏈特性也會(huì)發(fā)生變化，采用本發(fā)明方法也可以進(jìn)行在線測(cè)試與校正。
[0018]本發(fā)明方法適用于磁鏈在線測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品測(cè)試等情況。
[0019]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
[0021]附圖3是本發(fā)明的機(jī)結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)子位置角示意圖。
[0022]附圖4是本發(fā)明的均勻自然剖分圖。
[0023]附圖5是本發(fā)明的局部放大剖分圖。
[0024]附圖6是本發(fā)明的O度定子極與轉(zhuǎn)子槽對(duì)齊位置磁力線分布圖。
[0025]附圖7是本發(fā)明的22.5度定子極與轉(zhuǎn)子極對(duì)齊位置磁力線分布圖。
[0026]附圖8是本發(fā)明的7.5度定子極與轉(zhuǎn)子極不重疊位置磁力線分布圖。
[0027]附圖9是本發(fā)明的15度定子極與轉(zhuǎn)子槽對(duì)齊位置磁力線分布圖。
[0028]附圖10是本發(fā)明的22.5度定子極與轉(zhuǎn)子極對(duì)齊位置磁通密度分布圖。
[0029]附圖11是本發(fā)明的7.5度定子極與轉(zhuǎn)子槽對(duì)齊位置磁通密度分布圖。
[0030]附圖12是本發(fā)明的O度定子極與轉(zhuǎn)子極對(duì)齊位置磁通密度分布圖。
[0031]附圖13是本發(fā)明的15度定子極與轉(zhuǎn)子槽對(duì)齊位置磁通密度分布圖。
[0032]附圖14是本發(fā)明的磁鏈-電流-角度2D計(jì)算曲線圖。
[0033]附圖15是本發(fā)明的磁鏈-電流-角度3D計(jì)算曲線圖。
[0034]附圖16是本發(fā)明的5 = 7—5=磁鏈曲線算術(shù)平均值處理后測(cè)試結(jié)果圖。
[0035]附圖17是本發(fā)明的基于磁功能修正后的三維磁鏈曲線族圖。
[0036]附圖18是本發(fā)明的磁共能修正后磁鏈曲線與修正前比較圖。
[0037]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，其組成包括:直流可調(diào)穩(wěn)壓電源1，所述的直流可調(diào)穩(wěn)壓電源與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2連接，所述的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)3、CAN分析儀4連接，所述的CAN分析儀與PC機(jī)5連接，所述的Pc機(jī)完成開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)基于磁共能修正原理的三維爐磁鏈曲線族計(jì)算。
[0038]實(shí)施例2: 根據(jù)實(shí)施例1所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，所述的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括殼體，所述的殼體內(nèi)部安裝有DSP控制器6，所述的DSP控制器與IGBT驅(qū)動(dòng)電路7、模數(shù)轉(zhuǎn)換器8連接，所述的IGBT驅(qū)動(dòng)電路與繞組9連接，所述的繞組分別與電壓傳感器10、電流傳感器11連接，所述的電壓傳感器、所述的電流傳感器分別與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述的DSP控制器內(nèi)具有CAN接口 12，所述的CAN接口與所述的CAN分析儀連接。
[0039]實(shí)施例3:
根據(jù)實(shí)施例1或2所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，所述的DSP控制器的型號(hào)為T(mén)MS320F2812，所述的電流傳感器的型號(hào)為L(zhǎng)T 58-S7/SP，所述的電壓傳感器的型號(hào)為CLSM-10MA，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用12位高速同步數(shù)據(jù)采集芯片AD7864。
[0040]實(shí)施例4:
根據(jù)實(shí)施例1所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為三相12/8開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
[0041]實(shí)施例5:
一種利用權(quán)利要求1-4之一所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置的測(cè)試方法，該方法包括如下步驟:
(O由PC機(jī)使用二維有限元法獲得開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈計(jì)算曲線；
(2)在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子凸極中心線對(duì)齊處，無(wú)需鎖定轉(zhuǎn)子位置，通過(guò)單相勵(lì)磁測(cè)出對(duì)齊相
巧位置磁鏈曲線，再通過(guò)兩相勵(lì)磁并引入互感系數(shù)M準(zhǔn)確得到相鄰相之位置磁鏈曲線；
(3)根據(jù)實(shí)測(cè)兩條磁鏈 曲線，按照磁共能修正原理由PC機(jī)計(jì)算磁鏈修正系數(shù)，并對(duì)二維有限元計(jì)算曲線進(jìn)行修正，從而獲得準(zhǔn)確的三維w + θ磁鏈曲線族；
其中:g為對(duì)齊相定子凸極中心線與相鄰轉(zhuǎn)子槽中心線的夾角，A為同側(cè)相鄰相定子
凸極中心線與該轉(zhuǎn)子槽中心線的夾角。
[0042]實(shí)施例6:
根據(jù)實(shí)施例5所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置的測(cè)試方法，所述的按照磁共能修正原理計(jì)算磁鏈修正系數(shù)是通過(guò)對(duì)齊相e..和相鄰相&位置所測(cè)的磁
共能與有限元計(jì)算所得的磁共能，根據(jù)公式I來(lái)分別獲取對(duì)齊相彳和相鄰相&位直處磁共能修正系數(shù)、K色,其中，公式I為Ks = ^ CTei^ Zfg ;
根據(jù)所求^ ,通過(guò)公式2來(lái)獲得不同角度位置下基于磁共能的磁鏈修正系數(shù)，其
中，公式 2 為 wKifil ~θ),且系數(shù) K 為K=(κ&_ -κ&)?φχ-θ:)0
[0043]實(shí)施例7:
根據(jù)實(shí)施例5或6所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法，所述的通過(guò)兩相勵(lì)磁并引入互感系數(shù)M準(zhǔn)確得到相鄰相 <位置磁鏈曲線，所述的引入互感系數(shù)M
來(lái)定量描述兩相激勵(lì)模式與單相激勵(lì)模式下磁鏈的差異，從而準(zhǔn)確獲得相鄰相&位置磁鏈
曲線；如果兩相同時(shí)通電測(cè)出的磁鏈為☆，則按式Ψ?.+ΑΛ對(duì)磁鏈值進(jìn)行校正。
[0044]實(shí)施例8:所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法，將二維有限元法和實(shí)驗(yàn)測(cè)試法相結(jié)合，并引入互感系數(shù)校正及磁共能修正，從而獲得準(zhǔn)確的三維供磁鏈曲線族。
[0045]二維靜態(tài)電磁特性有限元分析
本發(fā)明通過(guò)使用ANSOFT MAXWELL2D有限元分析軟件對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的磁場(chǎng)分布進(jìn)行分析，以獲得磁鏈計(jì)算曲線。
[0046]根據(jù)SRM實(shí)際情況，選擇合適的網(wǎng)格剖分，以確保計(jì)算精確度的同時(shí)，盡量減少計(jì)算時(shí)間。如圖4、圖5所示，本模型中在氣隙處剖分較密，在其它的地方剖分相對(duì)較稀疏，這樣能夠保證計(jì)算精度，同時(shí)也減少計(jì)算時(shí)間。由此得到磁鏈計(jì)算曲線如圖14所示。
[0047]無(wú)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置鎖定的磁鏈特性快速測(cè)試與校正
對(duì)于三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，由于SRM結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，當(dāng)一相處于電機(jī)定、轉(zhuǎn)子凸極中心線對(duì)齊位置時(shí)，另外兩相以對(duì)齊位置為中心線在兩側(cè)對(duì)稱分布。由于距離中心線相同位置處的轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反，如果給相鄰兩相同時(shí)通電，電機(jī)的總轉(zhuǎn)矩為0，電機(jī)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因
此，在此位置測(cè)試磁鏈時(shí)，轉(zhuǎn)子不需要鎖定即可測(cè)出相鄰相A位置磁鏈曲線。為了進(jìn)一步
減小誤差，引入互感校正系數(shù)M來(lái)定量描述兩相激勵(lì)模式與單相激勵(lì)模式下磁鏈的差別，
如果兩相同時(shí)通電測(cè)出的磁鏈為& ,則按式< =Wei+Mi對(duì)磁鏈值進(jìn)行校正。 [0048]在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，兩相通電測(cè)試時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，在兩側(cè)轉(zhuǎn)子位置會(huì)出現(xiàn)土激偏差，由此帶來(lái)測(cè)試誤差。依據(jù)SRM的對(duì)稱性，可通過(guò)對(duì)兩相實(shí)測(cè)磁鏈值求算術(shù)平均值的方法來(lái)消除誤差。
[0049]在對(duì)齊位置給對(duì)齊相通電轉(zhuǎn)矩為0，電機(jī)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，無(wú)需要鎖定轉(zhuǎn)子即可直接測(cè)出對(duì)齊相位置磁鏈曲線。
[0050]基于磁共能的磁鏈曲線修正
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩按磁共能計(jì)算比較方便，鑒于電磁轉(zhuǎn)矩與磁共能的關(guān)系，本發(fā)明提出通過(guò)磁共能來(lái)間接計(jì)算磁鏈修正系數(shù)。由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定轉(zhuǎn)子均無(wú)永磁體，在磁鏈曲線確定后，磁共能按下式計(jì)算:
為M

* V
假設(shè)q位置處有限元計(jì)算得到的磁共能為,實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到的磁共能為,根據(jù)式I可求出則對(duì)齊位置處磁共能修正系數(shù)&式I為:
Ke = W_z7s{W:Fe(I)
相應(yīng)地，可以計(jì)算出在g位置處磁共能修正系數(shù)~，并根據(jù)式2來(lái)計(jì)算各個(gè)位置處磁鏈修正系數(shù)^ ,式2為:
Κ^Κ^Κ?β,-Θ)(2)
其中，系數(shù)K = (A、—-f1:)。
[0051]把有限元法得到的各個(gè)位置磁鏈計(jì)算曲線乘以對(duì)應(yīng)的系數(shù)&，便得到修正后的磁鏈曲線族。
[0052]實(shí)施例9:
所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法，如圖18所示是本發(fā)明是針對(duì)12/8開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)基于磁共能修正的磁鏈特性曲線。主要通過(guò)SRM 二維靜態(tài)電磁特性有限元計(jì)算、無(wú)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置鎖定的磁鏈特性快速測(cè)量以及磁共能系數(shù)修正來(lái)完成的。
[0053]一、SRM 二維靜態(tài)電磁特性有限元計(jì)算
1、二維有限元提出的假設(shè)
(I)采用虛擬二維場(chǎng)模擬實(shí)際電磁場(chǎng)；選取直角坐標(biāo)系和國(guó)際單位制。
[0054]對(duì)定子槽口、定子扇形片圓角及磁極沖片部分圓角、倒角的細(xì)微之處作近似處理。
[0055]忽略端部效應(yīng)，磁場(chǎng)沿軸向均勻分布，即電流密度矢量Jr和磁位矢量3只有軸向分量 Jr = Jz, A = Az。
[0056]電機(jī)外部磁場(chǎng)所占比例很小,可以近似忽略。轉(zhuǎn)子內(nèi)表面圓周和定子外表面圓周為零矢量位面。
[0057]、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的二維靜磁場(chǎng)分析
本文對(duì)12/8開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行二維靜磁場(chǎng)分析，樣機(jī)的相關(guān)參數(shù)如表1所示，結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0058]表1 SRM樣機(jī)參數(shù)___
【權(quán)利要求】
1.一種基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，其組成包括:直流可調(diào)穩(wěn)壓電源，其特征是:所述的直流可調(diào)穩(wěn)壓電源與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，所述的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、CAN分析儀連接，所述的CAN分析儀與PC機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，其特征是:所述的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括殼體，所述的殼體內(nèi)部安裝有DSP控制器，所述的DSP控制器與IGBT驅(qū)動(dòng)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述的IGBT驅(qū)動(dòng)電路與繞組連接，所述的繞組分別與電壓傳感器、電流傳感器連接，所述的電壓傳感器、所述的電流傳感器分別與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述的DSP控制器內(nèi)具有CAN接口，所述的CAN接口與所述的CAN分析儀連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，其特征是:所述的DSP控制器的型號(hào)為T(mén)MS320F2812，所述的電流傳感器的型號(hào)為L(zhǎng)T 58-S7/SP，所述的電壓傳感器的型號(hào)為CLSM-10MA，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用12位高速同步數(shù)據(jù)采集芯片AD7864。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置，其特征是:所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為三相12/8開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
5.—種利用權(quán)利要求1-4之一所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征是:該方法包括如下步驟: (O由PC機(jī)使用二維有限元法獲得開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈計(jì)算曲線； (2)在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子凸極中心線對(duì)齊處，無(wú)需鎖定轉(zhuǎn)子位置，通過(guò)單相勵(lì)磁測(cè)出對(duì)齊相今位置磁鏈曲線，再通過(guò)兩相勵(lì)磁并引入互感系數(shù)M準(zhǔn)確得到相鄰相A位置磁鏈曲線；` (3)根據(jù)實(shí)測(cè)兩條磁鏈曲線，按照磁共能修正原理由PC機(jī)計(jì)算磁鏈修正系數(shù)，并對(duì)二維有限元計(jì)算曲線進(jìn)行修正，從而獲得準(zhǔn)確的三維磁鏈曲線族； 其中:Θ'—為對(duì)齊相定子凸極中心線與相鄰轉(zhuǎn)子槽中心線的夾角，&為同側(cè)相鄰相定子凸極中心線與該轉(zhuǎn)子槽中心線的夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征是:所述的按照磁共能修正原理計(jì)算磁鏈修正系數(shù)是通過(guò)對(duì)齊相^和相鄰相^位置所測(cè)的磁共能％&與有限元計(jì)算所得的磁共能根據(jù)公式I來(lái)分別獲取對(duì)齊相Q和相鄰相@位直處磁共能修正系數(shù),其中，公式I為Ke —;F9 ； 根據(jù)所求、Kei,通過(guò)公式2來(lái)獲得不同角度位置下基于磁共能的磁鏈修正系數(shù)，其中’公式 2 為 K5 = Ka + Κ{θ,-0) ’ 且系數(shù) K 為 Κ = (Κ色-K，)/(? - Α)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于磁共能修正的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈曲線測(cè)試方法，其特征是:所述的再通過(guò)兩相勵(lì)磁并引入互感系數(shù)M準(zhǔn)確得到相鄰相&位置磁鏈曲線，所述的引入互感系數(shù)M來(lái)定量描述兩相激勵(lì)模式與單相激勵(lì)模式下磁鏈的差異，從而準(zhǔn)確獲得相鄰相之位置磁鏈曲線；如果兩相同時(shí)通電測(cè)出的磁鏈為,則按式< =ψ^ +12〗.對(duì)磁鏈值進(jìn)行 校正。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK103869245SQ201410087774
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】周永勤, 孫沁, 張玉光, 王旭東, 柳恩涵 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)