CN109001629B - 一种电机的反电动势测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机测试技术领域，提供了电机的反电动势测试方法，包括以下步骤：S1、启动电机使其正常转动后，断电并使电机自由降速；S2、将电机的U、V、W三线与波形采样电路板相连接，通过采样电路板采集电路记录电机自由降速过程的波形；S3、采集完成后，从波形图中读出波形的任意两个波峰的峰值电压的值，及这两个峰值电压各自对应的时刻值，并计算电机的反电动势常数；S4、根据反电动势常数计算得到电机在转速n下的反电动势值。本发明通过采集电机自由降速过程中的波形图，即可以得到电机的反电动势常数和反电动势电压值，其测量工装简单，安全，测试效率更高，能更好的符合生产线上的测试需求。

Description

一种电机的反电动势测试方法

技术领域

本发明涉及电机测试技术领域，具体涉及一种电机的反电动势测试方法。

背景技术

无刷直流电机与传统直流电机相比，无电刷及机械换相装置，成本低，制造与维护简单；与感应电机相比，由于采用了高性能的永磁材料，减小了转子体积，提高了响应速度及转矩、惯量比，具有高功率密度、控制简单等诸多优点。近年来，无刷直流电机在高性能调速系统和伺服控制系统等工业领域中得到了日益广泛的应用。无刷直流电机无传感器运行中，相反电动势的辨识对于电机的稳定运行具有重要的影响。目前行业中主要采用机械反拖动电机的方式，进行反电动势测量，机械拖动测试工装复杂，安全性差，效率低。

发明内容

为适应电机测试领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种操作简单，测试效率高的电机反电动势测试方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电机的反电动势测试方法，包括以下步骤：

S1、启动电机使其正常转动后，断电并使电机自由降速；

S2、将电机的U、V、W三线与波形采样电路板相连接，通过采样电路板采集电路记录电机自由降速过程的波形；

S3、采集完成后，从波形图中读出波形的任意两个波峰的峰值电压的值，及这两个峰值电压各自对应的时刻值，并根据公式

计算电机的反电动势常数K_EMF，所述E₁和E₂分别表示所述两个峰值电压的值，所述Δt为所述两个峰值电压之间的间隔时间，所述

P表示所述电机的磁极对数；

S4、根据公式E＝n*K_EMF计算得到电机在转速n下的反电动势值。

所述电机的转速与反电动势成正比，且所述电机的自由降速过程为匀减速转动。

所述步骤S3中，从波形图中读出的是两个相邻波峰的峰值电压的值，以及这两个峰值电压各自对应的时刻值。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过测量电机自由降速过程中的波形图，并根据分析计算直接得到电机的反电动势，其工装简单安全，测试效率高，能更好的符合生产线上的测试需求。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种电机的反电动势测试方法中测量反电动势时的电路连接图；

图2为图1中采样电路的电路原理图；

图3为本发明提出的一种电机的反电动势测试方法中测量得到的波形示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电机的反电动势测试方法，其包括以下步骤：

S1、启动电机使其正常转动后，断电并使电机自由降速；

S2、将电机的U、V、W三线与波形采样电路板相连接，通过采样电路板采集电路记录电机自由降速过程的波形，采样电路板的连接方式如图1所示，三个采样电路板的两个输入端子分别连接电机的U线和V线，U线和W线，以及V线和W线；

如图2所示，为采样电路板的电路原理图，该采样电路板包括变压器T1，电容C38、电阻R120、电阻R44、第一运算放大器U9A、电阻R41电阻R42、电容C36、电阻R45、电容C37、第二运算放大器U9B，电阻R47，其中，变压器T1的原边线圈的两端为采样电路板的信号输入端，副边线圈的两端连接电容C38，此外，副边线圈的一端通过电阻R44与第一运算放大器U9A的输入负极连接，另一端接地；第一运算放大器U9A的输入正极连接1.25V直流电压正极，第一运算放大器的输出端通过电阻R41与其输入负极连接，第一运算放大器U9A的输出端通过电阻R47与第二运算放大器U9B的输入负极连接，第二运算放大器U9B的输出端通过电阻R45与第二运算放大器U9B的输入负极连接，电容C37并联连接在电阻R45两端，第二运算放大器U9B的输入正极连接1.25V直流电压正极，第二运算放大器U9B的输出端即为采样电路板的输出，其可以与CPU的I/O端口连接，向CPU输出采样信号。二极管起到过压保护的作用，电阻R42起到限流的作用电容C36起到滤波的作用，电阻R120为采样电阻，将电流互感器电流信号转换为电压信号，便于采集。

S3、采集完成后，从波形图中读出波形的相邻两个波峰的峰值电压的值，及这两个峰值电压各自对应的时刻值，并根据公式

计算电机的反电动势常数K_EMF，所述E₁和E₂分别表示所述两个峰值电压的值，所述Δt为所述两个峰值电压之间的间隔时间，所述

P表示所述电机的磁极对数；

S4、根据公式E＝n*K_EMF计算得到电机在转速n下的反电动势值。

本发明实施例中，通过步骤S2采集得到的数据如图3所述，该数据可以直接发送到CPU进行数据处理，CPU可以根据步骤S3和步骤S4对采集数据进行直接计算，从而得到电机的反电动势值。

具体地，本发明的电机反电动势测试方法中，所述电机的转速与反电动势成正比，且所述电机的自由降速过程为匀减速转动。

此外，所述步骤S3中，读峰值电压时，也可以是间隔几个峰进行读取峰值电压。

下面说明本发明的测量原理。

假设电机的转速与其反电动势成正比，则有：

E＝n*K_EMF；(1)

其中，E表示电机的反电动势值，n表示电机的转速，K_EMF表示电机的反电动势常数。电机在自由降速时，其降速过程可以看做是匀减速，则其加速度a可以表示为：

式(2)中，n₁、n₂表示电压值为峰值时对应的电机转速；Δt表示峰值间隔时间，即电机转速分别为n₁、n₂时对应的时刻差。

电机的初末转速与转动角度可类比于初末速度与路程的关系，因此可得：

式(3)中，α为峰值之间对应的机械角度。将式(2)代入式(1)，可得：

再将(1)式代入(4)式，可得：

对(5)式进行变形，可以得到：

式(6)中E₁与E₂通过采集电路板测量得到的波形图中可以读出，

P为电机磁极对数，由此得到反电动势常数K_EMF。得到K_EMF后，即可由E＝n*K_EMF，得到相应转速下的反电动势电压值。

因此，本发明通过采集电机自由降速过程中的波形图，即可以得到电机的反电动势常数和反电动势电压值，其测量工装简单，安全，测试效率更高，能更好的符合生产线上的测试需求。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种电机的反电动势测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、启动电机使其正常转动后，断电并使电机自由降速；

S2、将电机的U、V、W三线与波形采样电路板相连接，通过采样电路板采集电路记录电机自由降速过程的波形；

S3、采集完成后，从其中任意一相的波形图中读出波形的任意两个波峰的峰值电压的值，及这两个峰值电压各自对应的时刻值，并根据公式

计算电机的反电动势常数K_EMF，所述E₁和E₂分别表示所述两个峰值电压的值，所述Δt为所述两个峰值电压之间的间隔时间，所述

P表示所述电机的磁极对数；

S4、根据公式E＝n*K_EMF计算得到电机在转速n下的反电动势值。

2.根据权利要求1所述的一种电机的反电动势测试方法，其特征在于，所述电机的转速与反电动势成正比，且所述电机的自由降速过程为匀减速转动。

3.根据权利要求1所述的一种电机的反电动势测试方法，其特征在于，所述步骤S3中，从波形图中读出的是两个相邻波峰的峰值电压的值，以及这两个峰值电压各自对应的时刻值。

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