蚌埠YXTX系三相稀土永磁同步电动机

各种水磁电机的技术险能指标大部分与传统电励磁电机相同，可以沿用有关电励磁电机国家标准规定的试验方法和试验要求。但是，水磁电机的试验内容和测试技术有其特殊性，表现在：
1）永磁电机制成后，其磁场难以调节，因此，需要调节磁场或在去磁状态F测试的试验方法就无法应用。例如：难以用常规试验方法求取空载特隆曲线以分离铁耗和机械耗；在带磁情况下难以用转差法测量水磁同步电机的电抗参数。
2）水磁电机可以实现高的技术性能，例如**高转速，特宽调速范围，特高的动态响应速度等，传统的测试方法和测试仪器难以满足
3）适用于电机制造厂的测试永磁材料性能，特别是测试其热稳定性的方法和装置尚需开发和完善。
4）水磁电机的设计计算程序尚待不断完善，其中某些系数及其变化规律需要通过实验进行验证和补充．需要开发的测试方法和仪器．
近年来，微型计算机和电子元器件的迅猛发展为实现永磁电机的一些特殊试验要求提供了新的测试手段。但目前还不成熟，尚在研究和开发中。下面仅就某些试验所涉及的测试技术加以介绍．限于篇幅，对永磁电机试验所涉及的常规试验方法和要求，本书不再赘述
1永磁同步电机电抗参数的测试
永磁同步电机的交、直轴电抗参数（主要是对其稳态和动态运行性能影响较大。由干永磁同步电机用永磁体励磁，其交、直轴电抗参数的测试方法与电励磁同步电机有很大差别。而且，永磁同步电机中永磁体的形状和布置多种多样，转子交、直轴磁路异常复杂，电抗参数值不仅与磁路饱和程度有关，还出现了交、直轴磁路间的交叉饱和现象，实测参数时必须考虑这种影响。因此，水磁同步电机电杭参数的测试比较复杂，本书推荐下列三种测试方法。
1 . 1用直接负栽法测量永磁同步电机稳态饱和参数
1 .1 . 1试验原理
永磁同步电机通常可采用双反应理论来分析其负载运行情况，发电机和电动机运行时的相量图如图llla和b所示。发电机的功率角6以艺。**前于珍为正，功率因数角梦以I**前于口为正，内功率因数角沪以E 。**前于I为正；电动机的功率角夕以珍**前于E 。为正，功率因数角，以亡**前于I为正，内功率因数角沪以I**前于右。为正。当永磁同步电机负载运行时，测取空载励磁电动势E 。 、电枢端电压U 、电流I 、功率因数角沪和功率角夕等值后，便可求得电枢电流的直轴和交轴分量，则XJ和X，可分别由下式求得：。
当某小于零时，电机处于增磁工作状态（直轴电流为正的增磁电流），当必大于零时，电机处于去磁工作状态（直袖电流为负的去磁电流）永磁同步电机稳态参数随电机运行状况改变而变化，当电枢电流变化时，X、 X日都有所变化．因此，在测定参数值时，一定要同时注明电机的工况（交、直轴电流大小或者定子电流和内功率因数角必用直接负载法测试永磁同步电机电抗参数时，主要困难在于测量功率角。
1 . 1 . 2纯电感负载法
作为直接负载法的一个特殊运行方式，纯电感负载法可以避免测量功率角，但只能测X ,，适用范围受到限制。当永磁同步电机作发电机运行，且定子接三相纯电感负载（实验室里可用感应调压器或三相自祸变压器作近似纯电感负载），如忽略定子电阻，永磁同步发电机的运行相量图如图11一所示。由该相量图可以得到以下关系：

电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。

恒压频比控制
恒压频比控制是一种开环控制。它根据系统的给定，利用空间矢量脉宽调制转化为期望的输出电压uout进行控制，使电动机以一定的转速运转。在一些动态性能要求不高的场所，由于开环变压变频控制方式简单，至今仍普遍用于一般的调速系统中，但因其依据电动机的稳态模型，无法获得理想的动态控制性能，因此必须依据电动机的动态数学模型。永磁同步电动机的动态数学模型为非线性、多变量，它含有ω与id或iq的乘积项，因此要得到精确的动态控制性能，必须对ω和id，iq解耦。近年来，研究各种非线性控制器用于解决永磁同步电动机的非线性特性。

近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用。永磁同步电动机具有体积小，损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。因此。这里对永磁同步电机的控制策略进行综述，并介绍了永磁同步电动机控制系统的各种控制策略发展方向。
2 永磁同步电动机的数学模型
当永磁同步电动机的定子通入三相交流电时，三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。由三相交流电产生的旋转电枢磁动势及建立的电枢磁场，一方面切割定子绕组，并在定子绕组中产生感应电动势；另一方面以电磁力拖动转子以同步转速旋转。电枢电流还会产生仅与定子绕组相交链的定子绕组漏磁通，并在定子绕组中产生感应漏电动势。此外，转子永磁体产生的磁场也以同步转速切割定子绕组。从而产生空载电动势。为了便于分析，在建立数学模型时，假设以下参数：①忽略电动机的铁心饱和；②不计电机中的涡流和磁滞损耗；③定子和转子磁动势所产生的磁场沿定子内圆按正弦分布，即忽略磁场中所有的空间谐波；④各相绕组对称，即各相绕组的匝数与电阻相同，各相轴线相互位移同样的电角度。
在分析同步电动机的数学模型时，常采用两相同步旋转(d，q)坐标系和两相静止(α，β)坐标系。图1给出永磁同步电动机在(d，q)旋转坐标系下的数学模型。
(1)定子电压方程为：
式中：r为定子绕组电阻；p为微分算子，p=d/dt；id，iq为定子电流；ud，uq为定子电压；ψd，ψq分别为磁链在d，q轴上的分量；ωf为转子角速度(ω=ωfnp)；np为电动机较对数。
(2)定子磁链方程为：
式中：ψf为转子磁链。
(3)电磁转矩为：
式中：J为电机的转动惯量。
若电动机为隐较电动机，则Ld=Lq，选取id，iq及电动机机械角速度ω为状态变量，由此可得永磁同步电动机的状态方程式为：
由式(7)可见，三相永磁同步电动机是一个多变量系统，而且id，iq，ω之间存在非线性耦合关系，要想实现对三相永磁同步电机的高性能控制，是一个颇具挑战性的课题。