CN110308392B - 双支路交流永磁电机机械特性的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，包括发电支路接可调节阻感性负载，电动支路接电机控制驱动器；控制驱动器运行，负载为纯阻性，测试电机转速、电动支路电流波形和相电压值、发电支路电流波形和相电压值和功率因数角；电机停止运行，断开发电机单元负载，计算得到绕组电阻；测试出电机交直轴电感；测试出电动支路和发电支路绕组间互感；测试电机空载反电势并求解得到永磁体每极的总磁通Φ₀；重新运行电机，得到电机铁损；计算电机输出转矩；改变发电机单元端接入的负载电阻电阻值和电感值，重复上述步骤，得出机械特性曲线。本发明不需要外部设备满足一般性的永磁同步电机机械特性测试的需要，结构简单、性能稳定、数据可靠。

Description

双支路交流永磁电机机械特性的测试方法

技术领域

本发明涉及一种机械特性的测试方法，特别是一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，本发明属于电机测试技术领域。

背景技术

目前，对于永磁同步电机机械特性的测试方法比较成熟，大多是直接测试法，即把电机装在实验台上，电机本身电动运行，同时外加一个测功机作机械负载，然后测试不同转速下电机的输出转矩，完成对电机机械特性的测试。

但是，用这种方法对永磁电机在做机械特性测试时，需要外加测功机或机械负载装置，无形中增加了测试所需的设备条件。而且，大功率低速永磁同步电机运行的转速较低，一般不超过200rpm，其转矩很大，因此需要很大容量的直流电机及其辅助设备作为负载，有些实验室或研究所根本不具备数百千瓦甚至兆瓦级的直流电机负载实验条件，因此完成不了这种测试。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种无需外加测功机或机械负载装置的双支路交流永磁电机机械特性的测试方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，包括以下步骤：

步骤1：将双支路交流永磁电机分为电动支路和发电支路两个部分，其中发电支路连接可调节阻感性负载，电动支路连接接电机控制驱动器；

步骤2：控制驱动器开始运行，负载调整为纯阻性负载，测试此时的电机转速、电动支路三相绕组的电流波形和相电压值、发电支路三相绕组的电流波形和相电压值，并从控制器中读出这一状态下的功率因数角；

步骤3：控制驱动器将电机停止运行，然后断开发电机单元的负载，分别在电动支路和发电支路的三相绕组内通入和步骤二运行状态下电流有效值相同的直流电流，并测试电动支路和发电支路绕组端电压，得到这一状态下的电动支路绕组电阻和发电支路绕组电阻；

步骤4：整理电动支路三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q和d轴电流的直流恒定分量I_d，在电动单元的任意两相绕组M、N内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流的直流恒定分量，在这一状态下测试出电机的交直轴电感；

步骤5：整理电动支路三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q和d轴电流的直流恒定分量I_d，在电动单元的MN相绕组内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流直流恒定分量，在这一状态下测试出电动支路和发电支路绕组间互感；

步骤6：测试电机空载反电势并求解得到永磁体每极的总磁通Φ₀；

步骤7：重新运行电机，调节发电支路的阻感负载，使负载中的感性成分大于阻性成分，并控制发电支路绕组所加的直轴电压和交轴电压，使电机的转速为步骤二中的转速，并测试出此时的电动支路和发电支路的三相绕组电压和电流，经dq变换得出此时的发电支路的dq轴电流I_q1和I_d1，电动支路的dq轴电流I_q2和I_d2，并测试得到电机的铁损，电流需满足：

(Φ₀+2I_dL_d)²+(2I_qL_q)²＝(Φ₀+I_d1L_d1+I_d2L_d2)²+(I_q1L_q1+I_q2L_q2)²；

其中，Φ₀为电机永磁体每极的总磁通，I_q为步骤2状态下q轴电流，L_q为步骤2状态下q轴电感；I_d1为步骤6状态下电动支路的直轴电流，L_d1为步骤6状态下电动支路的直轴电感，I_q1为步骤6状态下电动支路的交轴电流，L_q1为步骤6状态下电动支路的交轴电感；I_d2为步骤6状态下发电支路的直轴电流，L_d2为步骤6状态下发电支路的直轴电感，I_q2为步骤6状态下发电支路的交轴电流，L_q2为步骤6状态下发电支路的交轴电感；

步骤8：用所测试出的电机转速、绕组电阻、电机的交直轴电感、两个支路绕组间互感、电机铁损，计算出在所述步骤7调整后的负载和转速下的电机输出转矩；

步骤9：改变发电机单元端接入的可调节阻感性负载的电阻值和电感值，重复步骤一至步骤8，得出双支路交流永磁电机的机械特性曲线。

本发明还包括：

1.步骤4的交直轴电感的测试方法包括：

步骤4.1：在双支路交流永磁电机的一条支路的任意两相绕组EF中，通入带有直流分量的正弦交流电流，其中电流的直流分量为i_{EF_d}，交流电流有效值为i_EF，交流电流频率为ω，使双支路交流永磁电机被固定在交轴位置，记录此时的双支路交流永磁电机的EF相绕组的端电压波形、EF相电流波形；

步骤4.2：断开电源，保持电气连接不变，步骤4.1的EF相绕组中，加入直流电流I_EF，记录此时EF绕组两端的线电压U_EF；

步骤4.3：断开电源，保持电气连接不变，步骤4.1的EF相绕组中，通入带有直流分量的正弦交流电流，其中电流的直流分量为i_{EF_d}，交流电流有效值为i_EF，交流电流频率为ω；同时，在双支路交流永磁电机的另一条支路的任意两相绕组GH中通入直流电流I_GH，使双支路交流永磁电机被固定在直轴位置，记录此时步骤4.1的EF相绕组的端电压波形和相电流波形；

步骤4.4：将4.1中记录下的端电压波形和相电流波形中的直流分量分离出去，得到EF相通入电流的交流分量有效值为i_EF时，EF相交流电压有效值为u_EF(q)，则此时交轴电感L_q满足：

步骤4.5：将4.3中记录下的EF相绕组的端电压波形、EF相电流波形中的直流分量分离出去，得到EF相通入电流的交流分量有效值为i_EF时，EF相交流电压有效值为u_EF(d)，则此时直轴电感L_d满足：

2.步骤5的电动支路和发电支路绕组间互感包括：

将电动支路的任一相引出线接到变频器的单相输出端，给电机相通预定频率ω的交流电，通过调压器调节电压为额定电压,记录当前时刻的测试数据，所述数据包括发电支路的该相绕组端电压u₂和电动支路的该相绕组电流i₁，互感满足：

3.步骤6的总磁通Φ₀满足：E₀＝K_eΦ₀，其中，E₀为空载反电势，K_e为电势系数。

4.步骤7的电机的铁损满足：

其中，P_Fe为电机铁损，P₁为电机输入功率，P_cu为电机铜损，U_1a为步骤七状态下电动支路的A相绕组电压，U_1b为步骤七状态下电动支路的B相绕组电压，U_1c为步骤七状态下电动支路的C相绕组电压，I_1a为步骤七状态下电动支路的A相绕组电流，I_1b为步骤七状态下电动支路的B相绕组电流，I_1c为步骤七状态下电动支路的C相绕组电流；U_2a为步骤七状态下发电支路的A相绕组电压，U_2b为步骤七状态下发电支路的B相绕组电压，U_2c为步骤七状态下发电支路的C相绕组电压，I_2a为步骤七状态下发电支路的A相绕组电流，I_2b为步骤七状态下发电支路的B相绕组电流，I_2c为步骤七状态下发电支路的C相绕组电流；R_a为步骤七状态下电机的A相绕组电阻，R_b为步骤七状态下电机的B相绕组电阻，R_c为步骤七状态下电机的C相绕组电阻。

5.步骤8的电机输出转矩满足：

其中，T_s为输出转矩，T_eN为电磁转矩，P_Fe为转速n下的铁损；其中，T_eN满足：

T_eN＝2T_e

其中，T_e为电机产生的电磁转矩，T_e满足：

T_e＝K_TI_q

其中，K_T为转矩系数，I_q为dq变换后q轴电流的直流恒定分量，其中：

其中，K_e为电势系数；

其中，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感，p为电机的极对数，δ为电机的功率角，E₀为空载反电势，I_d为dq变换后d轴电流的直流恒定分量，X_d为直轴电抗，X_q为交轴电抗，U为相电压，R_a为绕组电阻。

本发明有益效果：为了解决目前采用测功机或机械负载测试电机机械特性时，需要外加设备问题，本发明提供一种无机械负荷的双支路永磁同步电机机械特性的预测方法。本发明的优点是利用双支路永磁同步电机的绕组结构特点，在预测电机的机械特性时，能在支路电动运行，一个支路发电运行的运行状态下，测试相关电机参数预测出一个单元电机的机械特性，从而既预测出了电机的机械特性又省去了外加的负载装置。

采用本发明方法实现双支路电机机械特性的测试过程中，电机的机壳和轴伸都不用特殊固定，也不需要外部设备，具有结构简单、性能稳定、数据可靠等一系列优点，可以满足一般性的永磁同步电机机械特性测试的需要。

附图说明

图1为本发明的双支路交流永磁电机绕组分布示意图；(A1、B1、C1为#1支路的三相绕组，A2、B2、C2为#2支路的三相绕组)

图2为测试交直轴电感时#1支路的电路连接图；

图3为测试交直轴电感时#2支路的的电路连接图；

图4为电机被固定在交轴位置的电磁力示意图；

图5为电机被固定在直轴位置的电磁力示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步说明。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限如此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

本发明的双支路交流永磁电机绕组分布示意图如图1所示，其中A1、B1、C1为#1支路的三相绕组，A2、B2、C2为#2支路的三相绕组，图中：1.电机定子，2.永磁体，3.电机转子。

如图3所示，本发明提出的无机械负荷的双支路永磁同步电机机械特性测试方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将双支路交流永磁电机分为电动支路和发电支路两个部分。其中发电支路接可调节阻感性负载，电动支路接电机控制驱动器。

步骤二：控制驱动器开始运行，负载调整为纯阻性负载，测试此时的电机转速、电动支路三相绕组的电流波形和相电压值、发电支路三相绕组的电流波形和相电压值，并从控制器中读出这一状态下的功率因数角。

步骤三：控制驱动器将电机停止运行，然后断开发电机单元的负载，分别在电动支路和发电支路的三相绕组内通入和步骤二运行状态下电流有效值相同的直流电流，并测试其绕组端电压，得到这一状态下的电动支路绕组电阻和发电支路绕组电阻，计算公式如(1)所示：

步骤四：整理三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q和d轴电流的直流恒定分量I_d，在电动单元的BC相绕组内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流直流恒定分量，在这一状态下测试出电机的交直轴电感。

交直轴电感的测试方法，具体包括以下步骤：

(一)在#1支路的BC相绕组中，通入带有直流分量的正弦交流电流，其中电流的直流分量为i_{BC_d}，交流电流有效值为i_BC，交流电流频率为ω，其具体的电气连接图如图2所示，其中4为变频器。记录此时的待测试单元电机的BC相绕组的端电压波形、BC相电流波形。

(二)断开电源，保持电气连接不变，在#1支路的BC相绕组中，加入直流电流I_BC，记录此时BC绕组两端的线电压U_BC。

(三)断开电源，保持电气连接不变，在#1支路的BC相绕组中，通入带有直流分量的正弦交流电流，其中电流的直流分量为i_{BC_d}，交流电流有效值为i_BC，交流电流频率为ω。同时，在#2支路的AC相绕组中通入I_AC的直流电流(I_AC＝2I_BC)，其具体的电气连接图如图3所示。记录此时#1支路的BC相绕组的端电压波形、BC相电流波形。

按照上述步骤进行测试后，永磁同步电机交直轴电感的具体计算方法如下：

按照(一)中待测试单元通入的直流电流分量的约束，电机将被固定在交轴位置，其具体合成矢量如图4所示。所以此时测试出的电感为待测试单元的交轴电感。

将(一)中记录下的BC相绕组的端电压波形、BC相电流波形中的直流分量分离出去，得到BC相通入电流的交流分量有效值为i_BC时，BC相交流电压有效值为u_BC(q)。则此时交轴电感L_q的表达式如公式(1)所示：

按照(三)中待测试单元通入的直流电流分量和非测试单元通入直流电流的约束，电机将被固定在直轴位置，其具体合成矢量如图5所示。所以此时测试出的电感为待测试单元的直轴电感。

将(三)中记录下的BC相绕组的端电压波形、BC相电流波形中的直流分量分离出去，得到BC相通入电流的交流分量有效值为i_BC时，BC相交流电压有效值为u_BC(d)，则此时直轴电感L_d的表达式如公式(2)所示：

步骤五：整理三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q和d轴电流的直流恒定分量I_d，在电动单元的BC相绕组内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流直流恒定分量，电动支路接入驱动器，发电支路不接任何装置，测试出电动支路和发电支路绕组间互感。

电动支路和发电支路绕组间互感的测试方法，具体如下：

将电动支路的A相引出线接到变频器的单相输出端,给电机相通预定频率ω的交流电,通过调压器调节电压为额定电压,记录当前时刻的测试数据,所述试数据包括电机发电支路的A相绕组端电压u_A2和电动支路的A相绕组电流i_A1，互感可以由公式(4)计算得出

步骤六：将所测试出的电机转速、绕组电阻、单元电机的交直轴电感、功率角、q轴电流流恒定分量带入公式(5)、(6)和(9)，联立解出在这一负载时，这一转速下的电磁转矩。

根据电机参数计算电机电磁转矩的原理:

电机产生的电磁转矩计算可表达为公式(5)所示：

T_e＝K_TI_q (5)

其中，T_e为电机产生的电磁转矩，K_T为转矩系数，I_q为dq变换后q轴电流的直流恒定分量。

根据电势系数K_e和转矩系数K_T的推导过程和表达式，他们的关系式如下：

双支路永磁同步电机的电压方程经过dq坐标变换后，可表示成如下形式：

U cosδ＝E₀+I_qR_a-I_d(X_d-jωL_M) (7)

U sinδ＝I_dR_a+I_q(X_q-jωL_M) (8)

其中，δ为电机的功率角，E₀为空载反电势，I_d为dq变换后d轴电流的直流恒定分量，X_d为直轴电抗，X_q为交轴电抗，U为相电压，R_a为绕组电阻。

联立公式(7)和公式(8)，可解出q轴电流的表达式如下：

其中，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感，p为电机的极对数。

则双支路永磁同步电机正常运行时的电磁转矩如下：

T_eN＝2T_e (10)

步骤七：测试电机空载反电势并求解得到永磁体每极的总磁通Φ₀，具体公式如(10)所示。

E₀＝K_eΦ₀ (11)

步骤八：重新运行电机，调节发电支路的阻感负载，使负载中的感性成分大于阻性成分，并控制绕组所加的直轴电压和交轴电压，使电机的转速为步骤二中的转速，并测试出此时的电动支路和发电支路的三相绕组电压和电流，经dq变换得出此时的发电支路的dq轴电流I_q1和I_d1，电动支路的dq轴电流I_q2和I_d2，并使此时的电流满足(12)：

(Φ₀+2I_dL_d)²+(2I_qL_q)²＝(Φ₀+I_d1L_d1+I_d2L_d2)²+(I_q1L_q1+I_q2L_q2)² (12)

其中，Φ₀为电机永磁体每极的总磁通，I_q为步骤二状态下q轴电流，L_q为步骤二状态下q轴电感；I_d1为步骤七状态下电动支路的直轴电流，L_d1为步骤七状态下电动支路的直轴电感，I_q1为步骤七状态下电动支路的交轴电流，L_q1为步骤七状态下电动支路的交轴电感；I_d2为步骤七状态下发电支路的直轴电流，L_d2为步骤七状态下发电支路的直轴电感，I_q2为步骤七状态下发电支路的交轴电流，L_q2为步骤七状态下发电支路的交轴电感。

此时，电机的铁心损耗可由公式(13)计算得出

其中，P_Fe为电机铁损，P₁为电机输入功率，P_cu为电机铜损，U_1a为步骤七状态下电动支路的A相绕组电压，U_1b为步骤七状态下电动支路的B相绕组电压，U_1c为步骤七状态下电动支路的C相绕组电压，I_1a为步骤七状态下电动支路的A相绕组电流，I_1b为步骤七状态下电动支路的B相绕组电流，I_1c为步骤七状态下电动支路的C相绕组电流；U_2a为步骤七状态下发电支路的A相绕组电压，U_2b为步骤七状态下发电支路的B相绕组电压，U_2c为步骤七状态下发电支路的C相绕组电压，I_2a为步骤七状态下发电支路的A相绕组电流，I_2b为步骤七状态下发电支路的B相绕组电流，I_2c为步骤七状态下发电支路的C相绕组电流；R_a为步骤七状态下电机的A相绕组电阻，R_b为步骤七状态下电机的B相绕组电阻，R_c为步骤七状态下电机的C相绕组电阻。

步骤九：用所测试出的电机转速、绕组电阻、电机的交直轴电感、两个支路绕组间互感、电机铁损等结果，计算出在这一负载情况下，这一转速下的电机输出转矩，输出转矩按公式(14)计算。

T_s为输出转矩，T_eN为电磁转矩，P_Fe(n)为转速n下的铁耗。

步骤十：改变发电机单元端接入的负载电阻的电阻值和电感值，重复步骤一至步骤九，得出双支路交流永磁电机的机械特性曲线(转矩—转速曲线)。

本发明具体实施方式还包括：

步骤一：将双支路交流永磁电机分为电动支路和发电支路两个部分。其中发电支路接可调节阻感性负载，电动支路接电机控制驱动器。

步骤二：控制驱动器开始运行，负载调整为纯阻性负载，测试此时的电机转速、电动支路三相绕组的电流波形和相电压值、发电支路三相绕组的电流波形和相电压值，并从控制器中读出这一状态下的功率因数角。

步骤三：控制驱动器将电机停止运行，然后断开发电机单元的负载，分别在电动支路和发电支路的三相绕组内通入和步骤二运行状态下电流有效值相同的直流电流，并测试其绕组端电压，得到这一状态下的电动支路绕组电阻和发电支路绕组电阻。

步骤四：整理三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q和d轴电流的直流恒定分量I_d，在电动单元的BC相绕组内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流直流恒定分量，在这一状态下测试出电机的交直轴电感。

步骤五：整理三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q和d轴电流的直流恒定分量I_d，在电动单元的BC相绕组内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流直流恒定分量，在这一状态下测试出电动支路和发电支路绕组间互感。

步骤五：测试电机空载反电势并求解得到永磁体每极的总磁通Φ₀。

步骤六：重新运行电机，调节发电支路的阻感负载，使负载中的感性成分大于阻性成分，并控制绕组所加的直轴电压和交轴电压，使电机的转速为步骤二中的转速，并测试出此时的电动支路和发电支路的三相绕组电压和电流，经dq变换得出此时的发电支路的dq轴电流I_q1和I_d1，电动支路的dq轴电流I_q2和I_d2，并测试得到电机的铁损。

步骤七：用所测试出的电机转速、绕组电阻、电机的交直轴电感、两个支路绕组间互感、电机铁损等结果，计算出在这一负载情况下，这一转速下的电机输出转矩。

步骤八：改变发电机单元端接入的负载电阻的电阻值和电感值，重复步骤一至步骤七，得出双支路交流永磁电机的机械特性曲线(转矩—转速曲线)。

Claims (6)

1.一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将双支路交流永磁电机分为电动支路和发电支路两个部分，其中发电支路连接可调节阻感性负载，电动支路连接接电机控制驱动器；

步骤2：控制驱动器开始运行，负载调整为纯阻性负载，测试此时的电机转速、电动支路三相绕组的电流波形和相电压值、发电支路三相绕组的电流波形和相电压值，并从控制器中读出这一状态下的功率因数角；

步骤3：控制驱动器将电机停止运行，然后断开发电机单元的负载，分别在电动支路和发电支路的三相绕组内通入和步骤2运行状态下电流有效值相同的直流电流，并测试电动支路和发电支路绕组端电压，得到这一状态下的电动支路绕组电阻和发电支路绕组电阻；

步骤4：整理电动支路三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q′和d轴电流的直流恒定分量I_d′，在电动单元的任意两相绕组M、N内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流的直流恒定分量，在这一状态下测试出电机的交直轴电感；

步骤5：整理电动支路三相绕组电流波形，经dq变换求得q轴电流的直流恒定分量I_q和d轴电流的直流恒定分量I_d，在电动单元的MN相绕组内通入带有直流偏置的交流电流，直流偏置电流为所求得的q轴电流直流恒定分量，在这一状态下测试出电动支路和发电支路绕组间互感；

步骤6：测试电机空载反电势并求解得到永磁体每极的总磁通Φ₀；

步骤7：重新运行电机，调节发电支路的阻感负载，使负载中的感性成分大于阻性成分，并控制发电支路绕组所加的直轴电压和交轴电压，使电机的转速为步骤2中的转速，并测试出此时的电动支路和发电支路的三相绕组电压和电流，经dq变换得出此时的发电支路的dq轴电流I_q1和I_d1，电动支路的dq轴电流I_q2和I_d2，并测试得到电机的铁损，电流需满足：

(Φ₀+2I_dL_d)²+(2I_qL_q)²＝(Φ₀+I_d1L_d1+I_d2L_d2)²+(I_q1L_q1+I_q2L_q2)²；

其中，Φ₀为电机永磁体每极的总磁通，I_q为步骤2状态下q轴电流，L_q为步骤2状态下q轴电感；I_d1为步骤7状态下电动支路的直轴电流，L_d1为步骤7状态下电动支路的直轴电感，I_q1为步骤7状态下电动支路的交轴电流，L_q1为步骤7状态下电动支路的交轴电感；I_d2为步骤7状态下发电支路的直轴电流，L_d2为步骤7状态下发电支路的直轴电感，I_q2为步骤7状态下发电支路的交轴电流，L_q2为步骤7状态下发电支路的交轴电感；

步骤8：用所测试出的电机转速、绕组电阻、电机的交直轴电感、两个支路绕组间互感、电机铁损，计算出在所述步骤7调整后的负载和转速下的电机输出转矩；

步骤9：改变发电机单元端接入的可调节阻感性负载的电阻值和电感值，重复步骤1至步骤8，得出双支路交流永磁电机的机械特性曲线。

2.根据权利要求1所述的一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，其特征在于：步骤4所述交直轴电感的测试方法包括：

步骤4.1：在双支路交流永磁电机的一条支路的任意两相绕组EF中，通入带有直流分量的正弦交流电流，其中电流的直流分量为i_{EF_d}，交流电流有效值为i_EF，交流电流频率为ω，使双支路交流永磁电机被固定在交轴位置，记录此时的双支路交流永磁电机的EF相绕组的端电压波形、EF相电流波形；

步骤4.2：断开电源，保持电气连接不变，步骤4.1的EF相绕组中，加入直流电流I_EF，记录此时EF绕组两端的线电压U_EF；

步骤4.3：断开电源，保持电气连接不变，步骤4.1的EF相绕组中，通入带有直流分量的正弦交流电流，其中电流的直流分量为i_{EF_d}，交流电流有效值为i_EF，交流电流频率为ω；同时，在双支路交流永磁电机的另一条支路的任意两相绕组GH中通入直流电流I_GH，使双支路交流永磁电机被固定在直轴位置，记录此时步骤4.1的EF相绕组的端电压波形和相电流波形；

步骤4.4：将4.1中记录下的端电压波形和相电流波形中的直流分量分离出去，得到EF相通入电流的交流分量有效值为i_EF时，EF相交流电压有效值为u_EF(q)，则此时交轴电感L_q满足：

步骤4.5：将4.3中记录下的EF相绕组的端电压波形、EF相电流波形中的直流分量分离出去，得到EF相通入电流的交流分量有效值为i_EF时，EF相交流电压有效值为u_EF(d)，则此时直轴电感L_d满足：

3.根据权利要求1所述的一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，其特征在于：步骤5所述的电动支路和发电支路绕组间互感包括：

将电动支路的任一相引出线接到变频器的单相输出端，给电机相通预定频率ω的交流电，通过调压器调节电压为额定电压,记录当前时刻的测试数据，所述数据包括发电支路的该相绕组端电压u₂和电动支路的该相绕组电流i₁，互感满足：

4.根据权利要求1所述的一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，其特征在于：步骤6所述总磁通Φ₀满足：E₀＝K_eΦ₀，其中，E₀为空载反电势，K_e为电势系数。

5.根据权利要求1所述的一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，其特征在于：步骤7所述的电机的铁损满足：

其中，P_Fe为电机铁损，P₁为电机输入功率，P_cu为电机铜损，U_1a为步骤7状态下电动支路的A相绕组电压，U_1b为步骤7状态下电动支路的B相绕组电压，U_1c为步骤7状态下电动支路的C相绕组电压，I_1a为步骤7状态下电动支路的A相绕组电流，I_1b为步骤7状态下电动支路的B相绕组电流，I_1c为步骤7状态下电动支路的C相绕组电流；U_2a为步骤7状态下发电支路的A相绕组电压，U_2b为步骤7状态下发电支路的B相绕组电压，U_2c为步骤7状态下发电支路的C相绕组电压，I_2a为步骤7状态下发电支路的A相绕组电流，I_2b为步骤7状态下发电支路的B相绕组电流，I_2c为步骤7状态下发电支路的C相绕组电流；R_a为步骤7状态下电机的A相绕组电阻，R_b为步骤7状态下电机的B相绕组电阻，R_c为步骤7状态下电机的C相绕组电阻。

6.根据权利要求1所述的一种双支路交流永磁电机机械特性的测试方法，其特征在于：步骤8所述的电机输出转矩满足：

其中，T_s为输出转矩，T_eN为电磁转矩，P_Fe为转速n下的铁损；其中，T_eN满足：

T_eN＝2T_e

其中，T_e为电机产生的电磁转矩，T_e满足：

T_e＝K_TI_q

其中，K_T为转矩系数，I_q为dq变换后q轴电流的直流恒定分量，其中：

其中，K_e为电势系数；

其中，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感，δ为电机的功率角，E₀为空载反电势，L_M为两个支路绕组间互感，I_d为dq变换后d轴电流的直流恒定分量，X_d为直轴电抗，X_q为交轴电抗，U为相电压，R_s为三相绕组电阻平均值。

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