CN112067996B - 一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置 - Google Patents
一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112067996B CN112067996B CN202010974736.4A CN202010974736A CN112067996B CN 112067996 B CN112067996 B CN 112067996B CN 202010974736 A CN202010974736 A CN 202010974736A CN 112067996 B CN112067996 B CN 112067996B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- permanent magnet
- synchronous motor
- magnet synchronous
- tested
- electromotive force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 379
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 106
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 109
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 97
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 90
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 42
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 31
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 16
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 12
- 101100041125 Arabidopsis thaliana RST1 gene Proteins 0.000 claims description 6
- 101100443250 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) DIG1 gene Proteins 0.000 claims description 6
- 101100443251 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) DIG2 gene Proteins 0.000 claims description 6
- 101100041128 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) rst2 gene Proteins 0.000 claims description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 101100528972 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) RPD3 gene Proteins 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 102100033270 Cyclin-dependent kinase inhibitor 1 Human genes 0.000 claims description 3
- 101000944380 Homo sapiens Cyclin-dependent kinase inhibitor 1 Proteins 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
Abstract
本发明提供一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置，均能够：在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动，并在驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动的过程中，实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围；之后提取所测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；并依据待测永磁同步电动机的额定频率f及所述f0和u0，计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势。本发明用于增加永磁同步电动机空载反电动势测量的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电动机领域，具体涉及一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置。
背景技术
永磁同步电动机具有三大特点，电机效率高：转子采用钕铁硼永磁材料代替传统电励磁，减少了励磁损耗。空载损耗小Po＜4％Pe，异步电机空载损耗Po＞12％Pe，效率可达94％，相比异步电机提高12％以上；起动力矩大：起动转距倍数为3.8倍，普通电机为1.6～1.8；运行功率因数高：额定电压下运行可获得较高的功率因数，功率因数＞0.9，无功节电效果相当显著，因此永磁同步电动机得到了越来越广泛的应用。
永磁同步电动机的空载反电动势会随着使用时限的增长而发生改变。电机设计不合理、电机质量差都可引起新购永磁同步电动机使用一段时间出现退磁现象。评价永磁电动机的退磁性能及新购永磁电动机检验，测试永磁同步电动机空载反电动势是评判永磁电动机性能最重要的衡量指标。
而传统对于永磁同步电动机空载反电动势测量，国标和业内有两种方式：一是用同极永磁同步电机或同步电机轴连接拖动测试永磁电机，开机运行后，检测待测试永磁同步电机绕组开路电压，即为其空载反电动势；二是测试样机空载运行，调整输入电压，检测电流最小值时的输入电压，可以近似视为永磁同步电动机空载反电动势。但这两种测量方式均需要把现场使用的永磁同步电动机运回测试场所进行测试，这需要耗费大量的人力物力，使用极不方便。
为此，本发明提供一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置，用于解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置，用于增加永磁同步电动机空载反电动势测量的便利性。
第一方面，本发明提供一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法，包括步骤：
S1、在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动，并在驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动的过程中，执行步骤S2；
S2、实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；
S3、提取步骤S2中测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；
S4、依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势。
进一步地，步骤S1还包括，在待测永磁同步电机已安装在设备上时：
控制待测永磁同步电机启动，使待测永磁电动机处于正常运行之中；已安装在设备上待测永磁同步电机通过外界供电电源供电；
控制切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程；
在待测永磁同步电机转为自由减速停止运行过程后，执行步骤S2。
进一步地，该永磁同步电动机空载反电动势测量方法配设有用于串联在目标供电电路中的分断开关，所述分断开关用于在待测永磁电动机处于正常运行时切断该目标供电电路的分断开关，以使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止过程；所述目标供电电路，为已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动的待测永磁同步电机的供电电路。
进一步地，步骤S2中测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压的实现方法为：
在采样开始时，记录对应的采样次数为1、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
在采样开始后：
每间隔预先设定的采样周期Δt，记录一次当前采样的次数、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
每次在待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压过零时，分别统计自采样开始到当前次过零时截止采样的总个数，均记为过零采样数；
从待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压第二次过零开始，待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压每次过零时，均计算并输出一个待测永磁同步电动机定子绕组侧对应的信号输出频率及与之对应的开路电压，计算表达式依次为
和
式中N1和N2为待测永磁同步电动机定子绕组侧相邻两次输出过零的瞬时电压时统计的过零采样数，g(1)、g(2)、...、g(m)为在过零采样数从N1到达N2期间采集到的待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的所有的瞬时电压。
第二方面，本发明提供一种永磁同步电动机空载反电动势测量系统，该永磁同步电动机空载反电动势测量系统，用于对按照预先设定的转动驱动方式驱动其输出轴转动的待测永磁同步电动机的空载反电动势的测量，包括：
空载反电动势测量开始控制单元，用于控制本系统的空载反电动势测量的开始；
频率及电压测量单元，用于在空载反电动势测量开始控制单元控制本系统的空载反电动势测量开始后，实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；
频率及电压提取单元，用于提取频率及电压测量单元测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；
空载反电动势计算单元，用于依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势；
其中，按照预先设定的转动驱动方式驱动待测永磁同步电动机的输出轴转动的方式，为：
在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；
在待测永磁同步电机已安装在设备上时：控制待测永磁同步电机启动，使待测永磁电动机处于正常运行之中；之后控制切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。进一步地，该永磁同步电动机空载反电动势测量系统，还包括：
摇动手柄驱动机构，用于在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；
分断开关，用于在待测永磁同步电机已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动时，用于串联在待测永磁同步电机的供电电路上，用于在待测永磁电动机处于正常运行时控制切断待测永磁同步电机的供电电路，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。
第三方面，本发明提供一种永磁同步电动机空载反电动势测量装置，该永磁同步电动机空载反电动势测量装置包括电池单元、测量指令下发单元、取样电路、信号处理单元、控制单元、存储单元和显示单元，测量指令下发单元、信号处理单元、存储单元和显示单元均与控制单元相连，取样电路的输出端与信号处理单元的输入端相连，其中：
电池单元，用于为本永磁同步电动机空载反电动势测量装置供电；
测量指令下发单元，用于向控制单元发送永磁同步电动机空载反电动势测量开始的测试指令；
取样电路，用于对待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压进行采样；
信号处理单元，用于对取样电路的采样信号进行过滤、压抑和放大处理；
控制单元：用于基于测量指令下发单元发来的测试指令控制取样电路取样，用于实时基于信号处理单元处理后的信号计算待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压、直至计算所得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；用于提取上述计算所得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；并用于依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势；
存储单元，用于本永磁同步电动机空载反电动势测量装置的数据存储，包括存储本永磁同步电动机空载反电动势测量装置测得的待测永磁同步电动机的空载反电动势；
显示单元，用于显示本永磁同步电动机空载反电动势测量装置测得的待测永磁同步电动机的空载反电动势。
进一步地，该永磁同步电动机空载反电动势测量装置还包括：
参数修改单元，与控制单元相连，用于修改所述频率阈值范围及所述的f。
进一步地，所述电池单元，采用可充电锂电池；
所述测量指令下发单元，采用手动按钮进行实现；
所述取样电路，包括第一取样电阻R1、第二取样电阻R2、第一电流型电压互感器T1和第二电流型电压互感器T2，其中：第一取样电阻R1的第一端用于连接待测永磁同步电动机的定子绕组的A相绕组的输出端；第一电流型电压互感器T1的一次绕组的两端，与第一取样电阻R1的第二端及待测永磁同步电动机的定子绕组的C相绕组的输出端相连；第二取样电阻R2的第一端用于连接待测永磁同步电动机的定子绕组的B相绕组的输出端；第二电流型电压互感器T2的一次绕组的两端，与第二取样电阻R2的第二端及待测永磁同步电动机的定子绕组的C相绕组的输出端相连；第一电流型电压互感器T1的二次绕组的两输出端为第一引出线VINT1+和第二引出线VINT1-，第二电流型电压互感器T2的二次绕组的两输出端为第三引出线VINT2+和第四引出线VINT2-；
所述信号处理单元，包括用于处理第一取样电阻R1采集的信号的第一信号处理单元和用于处理第二取样电阻R2采集的信号的第二信号处理单元；所述第一信号处理单元包括VINT1+接入线、VINT1-接入线和第一电压测量芯片，其中：VINT1+接入线与第三十九电阻R39的第一端、第三十八电阻R38的第一端、第三十六电阻R36的第一端相连，第三十八电阻R38的第二端与第四十电阻R40的第一端相连且均接地；第三十六电阻R36的第二端，与第三十七电容C37的第一端及第一电压测量芯片的VIN+引脚均相连；VINT1-接入线，与第三十九电阻R39的第二端、第四十电阻R40的第二端及第四十一电阻R41的第一端分别相连；第四十一电阻R41的第二端，与第三十七电容C37的第二端及第一电压测量芯片的VIN-引脚均相连；第一电压测量芯片的DGND引脚和MODE引脚短接后接地；第一电压测量芯片的VD+引脚通过第三十七电阻R37与5V电源相连；第一电压测量芯片的VREFOUT引脚及VREFIN引脚短接后与第三十九电容C39的第一端相连，第一电压测量芯片的VA+引脚，与第三十八电容C38的第一端、5V电源及第四十电容C40的第一端分别相连；第三十九电容C39的第二端、第一电压测量芯片的AGND引脚、第三十八电容C38的第二端及第四十电容C40的第二端相连后接地；第一电压测量芯片的XOUT引脚及XIN引脚之间通过第五晶体谐振器Y5相连；第一电压测量芯片的SDI引脚上连有SDI1引出线，第一电压测量芯片的RESET引脚上连有RST1引出线；所述第二信号处理单元包括VINT2+接入线、VINT2-接入线和第二电压测量芯片，其中：VINT2+接入线与第四十五电阻R45的第一端、第四十四电阻R44的第一端、第四十二电阻R42的第一端相连，第四十四电阻R44的第二端与第四十七电阻R47的第一端相连且均接地；第四十二电阻R42的第二端，与第四十一电容C41的第一端及第二电压测量芯片的VIN+引脚均相连；VINT2-接入线，与第四十五电阻R45的第二端、第四十七电阻R47的第二端及第四十九电阻R49的第一端分别相连；第四十九电阻R49的第二端，与第四十一电容C41的第二端及第二电压测量芯片的VIN-引脚均相连；第二电压测量芯片的DGND引脚和MODE引脚短接后接地；第二电压测量芯片的VD+引脚通过第四十三电阻R43与5V电源相连；第二电压测量芯片的VREFOUT引脚及VREFIN引脚短接后与第四十四电容C44的第一端相连，第二电压测量芯片的VA+引脚，与第四十三电容C43的第一端、5V电源及第四十二电容C42的第一端分别相连；第四十四电容C44的第二端、第二电压测量芯片的AGND引脚、第四十三电容C43的第二端及第四十二电容C42的第二端相连后接地；第二电压测量芯片的XOUT引脚及XIN引脚之间通过第六晶体谐振器Y6相连；第二电压测量芯片的SDI引脚上连有SDI2引出线，第二电压测量芯片的RESET引脚上连有RST2引出线；
所述控制单元，包括ATM单片机，其中：ATM单片机的PC3(TMS)引脚、PB3(OC0/AIN1)引脚，依次与SDI2引出线、SDI1引出线相连；ATM单片机的PB7(SCK)引脚、PC7(TOSC2)引脚依次与所述的RST1引出线、RST2引出线相连；
ATM单片机的XTAL1引脚分别与第四晶体谐振器Y4的第二端及第三十五电容C35的第一端相连，ATM单片机的XTAL2引脚分别与第四晶体谐振器Y4的第一端及第三十六电容C36的第一端相连，第三十五电容C35的第二端与第三十六电容C36的第二端相连后接地；ATM单片机的RESET引脚与第三十四电容C34的第一端及第三十五电阻R35的第一端相连，第三十四电容C34的第二端接地；ATM单片机的各VCC引脚短接后，与第三十五电阻R35的第二端、5V电源、第三十一电容C31的第一端、第三十二电容C32的第一端、第三十电容C30的第一端及第二十九电容C29的第一端均相连；第三十一电容C31的第二端、第三十二电容C32的第二端、第三十电容C30的第二端及第二十九电容C29的第二端相连接并均接地。
进一步地，该永磁同步电动机空载反电动势测量装置还配设有摇动手柄驱动机构和/或分断开关；
在配设有摇动手柄驱动机构时，所述的摇动手柄驱动机构，用于在待测永磁同步电机未连有供电电源时，供手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；
在配设有分断开关时，所述的分断开关，用于在待测永磁同步电机已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动时，串联在待测永磁同步电机的供电电路上，用于在待测永磁同步电机由正常运行时控制待测永磁同步电机的供电电路切断，以使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。
本发明的有益效果在于，
(1)本发明提供的永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置，均能够在永磁同步电机没有供电电源接入的情况下进行永磁同步电机空载反电动势的测量，不仅增加了永磁同步电机空载反电动势测量的方法，还避免了对背景技术中国标和业内的两种方式的使用，一定程度上避免了把现场使用的永磁同步电动机运回测试场所进行测试，可见一定程度上有助于增加永磁同步电动机空载反电动势测量的便利性。
(2)本发明提供的永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置，均还能够适用已安装好的永磁同步电机的空载反电动势的测量，可见不仅增加了适用范围，还在一定程度上避免了把现场使用的永磁同步电动机运回测试场所进行测试，可见一定程度上有助于增加永磁同步电动机空载反电动势测量的便利性。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的永磁同步电动机空载反电动势测量方法的示意性流程图。
图2是本发明所述摇动手柄驱动机构的一个示意性结构图。
图3是图2中所示摇动手柄驱动机构的一个拆分结构示意图。
图4是图3中所示连接套筒在B-B’处的剖视结构示意图。
图5是本发明中所述待测永磁同步电动机的一个示意性结构图。
图6是图5中所示C-C’处的剖视结构示意图。
图7是本发明中所述取样电路的一个示意性电路图。
图8是本发明中所述第一信号处理单元的一个示意性电路图。
图9是本发明中所述第二信号处理单元的一个示意性电路图。
图10是本发明中所述控制单元的一个示意性电路图。
图11是本发明一个实施例的永磁同步电动机空载反电动势测量装置的示意性框图。
图12是本发明一个实施例的永磁同步电动机空载反电动势测量系统的示意性结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
图1是本发明一个实施例的永磁同步电动机空载反电动势测量方法的示意性流程图。
如图1所示，该永磁同步电动机空载反电动势测量方法，具体包括：
步骤S1、在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动，并在驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动的过程中，执行步骤S2。
在待测永磁同步电机未连有供电电源时，对应有待测永磁同步电机的定子绕组侧没有通入电源。
在本实施例中，在待测永磁同步电机未连有供电电源时，可手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动用于测试待测永磁同步电机的空载反电动势。
在本实施例中，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动的驱动方式为现有技术。具体实现时，本领域技术人员可选择现有技术中任意相关的驱动方式(比如摇动手柄驱动方式)，驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动。
本实施例中所述的匀速转动，可由本领域技术人员凭借经验进行控制，比如本领域技术人员可采用外界任意相关辅助工具并依据经验手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴大体上匀速转动即可。
步骤S2、实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围。
所述频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率。
测得的每个信号输出频率各自对应一个开路电压(测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的开路电压)，每个测得的信号输出频率及其对应的开路电压可预先存储到一个分组。
在测得满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率时，可仅存储该满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及其对应的开路电压，所存储的其他的信号输出频率及其各自对应的开路电压均可删除。
步骤S3、提取步骤S2中测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0。
步骤S4、依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势。
本发明在测量永磁同步电机单机的空载反电动势时，无需给待测永磁同步电机通电，只需：驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动，并在驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动的过程中，实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围，然后提取该满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及其对应的开路电压记为f0和u0，之后利用待测永磁同步电动机的额定频率f以及所提取的f0和u0，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势。
可见本发明能够在永磁同步电机没有供电电源接入的情况下进行永磁同步电机空载反电动势的测量，不仅增加了永磁同步电机空载反电动势测量的方法，一定程度上还避免了把现场使用的永磁同步电动机运回测试场所进行测试，可见一定程度上有助于增加永磁同步电动机空载反电动势测量的便利性。
可选地，所述预先设定的频率阈值范围，可由本领域技术人员设定，比如可以设为[F-1,F)，也可设为其他阈值范围(阈值范围中的阈值均大于零且小于所述F)。
实施例2：
本发明提供另一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法的实施例。
本实施例与实施例1相比，不同之处在于，本实施例中的永磁同步电动机空载反电动势测量方法，其在步骤S1中，通过摇动手柄驱动机构(对应上述摇动手柄驱动方式)驱动待测永磁同步电动机输出轴的转动。
其中，摇动手柄驱动机构与待测永磁同步电动机的输出轴花键连接。使用时，可将摇动手柄驱动机构与待测永磁同步电动机的输出轴花键连接，然后通过摇动手柄驱动机构手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴转动。
具体实现时，本领域技术人员可依据实际情况，选择现有技术中任意相关的摇动手柄驱动机构驱动待测永磁同步电动机的输出轴转动。
在本实施例中，待测永磁同步电动机3的输出轴3.1末端一侧设有花键连接槽，记为第一花键连接槽3.1.1，如图5和6所示；所述摇动手柄驱动机构包括配合使用的摇动手柄1和连接套筒2。其中，如图2-图4所示，所述摇动手柄1包括摇动把手1.1、连杆1.2和用于通过连接套筒2连接待测永磁同步电动机3的输出轴3.1的驱动杆1.3，摇动把手1.1和驱动杆1.3设置在连杆1.2的两端，驱动杆1.3和摇动把手1.1均与连杆1.2垂直，驱动杆1.3和摇动把手1.1位于连杆1.2的两侧，驱动杆1.3、连杆1.2及摇动把手1.1呈Z型分布，驱动杆1.3的横断面呈矩形，摇动把手1.1可转动地安装在连杆1.2上；连接套筒2包括用于插接连接驱动杆1.3的驱动杆连接部2.1和用于插接连接待测永磁同步电动机3的输出轴3.1的输出轴套接筒2.2，驱动杆连接部2.1和输出轴套接筒2.2呈一字型分布并且采用一体式结构，驱动杆连接部2.1上设有用于插接连接驱动杆1.3的驱动杆插孔2.1.1，驱动杆插孔2.1.1的孔心线与输出轴套接筒2.2的中心线重合；输出轴套接筒2.2配设有用于与第一花键连接槽3.1.1花键连接的花键销2.3，输出轴套接筒2.2的自由端的一侧带有用于限位所述花键销2.3的长条形限位镂空2.2.1，该长条形限位镂空2.2.1沿输出轴套接筒2.2的长度方向分布。使用时，可先将花键销2.3的一端插接进第一花键连接槽3.1.1中，然后将连接套筒2通过输出轴套接筒2.2套接在待测永磁同步电动机3的输出轴3.1上并使花键销2.3的另一端插接在长条形限位镂空2.2.1中，之后将连接套筒2通过驱动杆插孔2.1.1插接在驱动杆1.3上，之后将摇动手柄1的驱动杆1.3插接进驱动杆插孔2.1.1，之后便可手持摇动把手1.1摇动整个摇动手柄1，从而驱动待测永磁同步电动机3的输出轴3.1转动。
本实施例中摇动手柄驱动机构包括配合使用的摇动手柄1和连接套筒2，摇动手柄1和连接套筒2插接连接，不仅使用方便，还便于连接套筒2和摇动手柄1配件的单独更换与维护。
实施例3：
本发明提供另一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法的实施例。
本实施例与实施例2相比，不同之处在于，本实施例中的永磁同步电动机空载反电动势测量方法，其步骤S2中测量待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的信号输出频率及与之对应的开路电压的实现方法步骤包括：
在采样开始时，记录对应的采样次数为1、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
在采样开始后：
每间隔预先设定的采样周期Δt，记录一次当前采样的次数、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
每次在待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压过零时，分别统计自采样开始到当前次过零时截止采样的总个数，均记为过零采样数；
从待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压第二次过零开始，待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压每次过零时，均计算并输出一个待测永磁同步电动机定子绕组侧对应的信号输出频率及与之对应的开路电压，计算表达式依次为
和
式中N1和N2为待测永磁同步电动机定子绕组侧相邻两次输出过零的瞬时电压时统计的过零采样数，g(1)、g(2)、...、g(m)为在过零采样数从N1到达N2期间采集到的待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的所有的瞬时电压。
可选地，所述采样周期Δt的取值范围是：0.05≤Δt≤0.1。
比如，采样周期Δt＝0.1ms，待测永磁同步电动机定子绕组侧在第m次输出过零点的瞬时电压时统计的过零采样数为N1、在第m+1次输出过零点的瞬时电压时统计的过零采样数为N2，在过零采样数从N1到达N2期间采集到的待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的所有的瞬时电压为g(1)、g(2)、...、g(200)，则有待测永磁同步电动机定子绕组侧在第m+1次输出过零点的瞬时电压时测量到的待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的信号输出频率为10000/(N2-N1)，对应的开路电压为
其中m＝1，2，3，...，199。
实施例4：
本发明提供另一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法的实施例。
本实施例与实施例3相比，不同之处在于，本实施例中的永磁同步电动机空载反电动势测量方法，还适用已安装在设备(比如已安装在风机、水泵或空压机)上待测永磁同步电机的空载反电动势测量。
具体地，在本实施例中，该永磁同步电动机空载反电动势测量方法，步骤S1还包括，在待测永磁同步电机已安装在设备上时：
控制待测永磁同步电机启动，使待测永磁电动机处于正常运行之中；已安装在设备上待测永磁同步电机通过外界供电电源供电；
控制切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程；
在待测永磁同步电机转为自由减速停止运行过程后，执行步骤S2。
其中，已经安装在设备上的待测永磁同步电机,已具备自身的供电方式/控制启动方式。在永磁同步电机已安装在设备上时，永磁同步电机配设有外界供电电源，通常有两类常用控制启动方式：第一类是，外界供电电源通过变频器/软启动器控制永磁同步电机的启动；第二类是，外界供电电源通过接触器结合电力开关的方式给永磁同步电机供电。
当通过变频器/软启动器控制永磁同步电机的启动时，外界供电电源通过变频器或软启动器连接永磁同步电机的定子绕组从而为永磁同步电机供电，永磁同步电机的供电电路上未设置控制开关。
当通过接触器结合电力开关的方式给永磁同步电机供电时，此时的永磁同步电机通过所述接触器及电力开关控制启动，无需额外再在永磁同步电机的供电电路上加装开关，通过所述电力开关即可对永磁同步电机的供电电路的通断进行切换。
可选地，该永磁同步电动机空载反电动势测量方法，还配设有用于串联在目标供电电路中的分断开关。所述分断开关用于在待测永磁电动机处于正常运行时切断该目标供电电路，以使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止过程。所述目标供电电路，为已安装在设备上并且采用以上第一类控制启动方式进行控制启动的待测永磁同步电机的供电电路。
所述分断开关的使用，使得本实施例中的永磁同步电动机空载反电动势测量方法，适用已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动的待测永磁同步电机的空载反电动势测量。
具体在通过本方法测量已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动的待测永磁同步电机的空载反电动势时：
步骤A，可先将所述分断开关串联在待测永磁同步电机的供电电路中(具体可串联在待测永磁同步电机对应的变频器\软启动器的输出回路到待测永磁同步电动机定子绕组接线端之间)，并使所述分断开关闭合导通。
步骤B，通过外界供电电源为待测永磁同步电动机供电。之后执行步骤C。
步骤C，通过待测永磁同步电机自身的控制启动方式(变频器/软启动器控制启动)，控制待测永磁同步电动机启动，使待测永磁同步电动机正常运行。之后执行步骤D。
步骤D，控制所述分断开关断开，以切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。之后执行步骤E。
步骤E，在待测永磁同步电机转为自由减速停止运行过程后，转而继续执行步骤S2。继而测出当前的待测永磁同步电机的空载反电动势。
当通过本方法测量已安装在设备上且通过接触器及电力开关控制启动的待测永磁同步电机的空载反电动势时，无需使用所述分断开关，具体包括：
步骤B’，通过外界供电电源为待测永磁同步电动机供电。之后执行步骤C’。
步骤C’，通过待测永磁同步电机自身的控制启动方式(接触器及电力开关控制启动)，控制待测永磁同步电动机启动，使待测永磁同步电动机正常运行。之后执行步骤D’。
步骤D’，控制所述电力开关断开(在控制待测永磁同步电动机启动时处于闭合状态)，以切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。之后执行步骤E’。
步骤E’，在待测永磁同步电机转为自由减速停止运行过程后，转而继续执行步骤S2。继而测出当前的待测永磁同步电机的空载反电动势。
综上可见，基于本发明提供的永磁同步电动机空载反电动势测量方法，用户可基于要进行空载反电动势测量的永磁同步电动机的具体情况(是否已安装在设备上以及已安装在设备时对应的控制启动方式)，选择相应的方法步骤进行永磁同步电动机空载反电动势的测量，且均无需把现场使用的永磁同步电动机运回测试场所进行测试，可见一定程度上有助于增加永磁同步电动机空载反电动势测量的便利性。
实施例5：
图12为本发明提供一种永磁同步电动机空载反电动势测量系统。该永磁同步电动机空载反电动势测量系统，用于对按照预先设定的转动驱动方式驱动其输出轴转动的待测永磁同步电动机的空载反电动势的测量。
参见图12，该系统100包括：
空载反电动势测量开始控制单元101，用于控制本系统的空载反电动势测量的开始；
频率及电压测量单元102，用于在空载反电动势测量开始控制单元101控制本系统的空载反电动势测量开始后，实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；
频率及电压提取单元103，用于提取频率及电压测量单元测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；
空载反电动势计算单元104，用于依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势。
在使用该系统100测量待测永磁同步电动机的空载反电动势时：
首先要按照预先设定的转动驱动方式驱动待测永磁同步电动机的输出轴转动；
然后通过空载反电动势测量开始控制单元101控制本系统100的空载反电动势测量开始；在通过空载反电动势测量开始控制单元101控制本系统100的空载反电动势测量开始后，通过频率及电压测量单元102实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围；然后通过频率及电压提取单元103，提取频率及电压测量单元102测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；之后通过空载反电动势计算单元104，依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势。
其中，按照预先设定的转动驱动方式驱动待测永磁同步电动机的输出轴转动的方式，包含以下两种情况：
(1)在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；
(2)在待测永磁同步电机已安装在设备上时：控制待测永磁同步电机启动，使待测永磁电动机处于正常运行之中；之后控制切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。
可选地，系统100还包括：
摇动手柄驱动机构，用于在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；
分断开关，用于在待测永磁同步电机已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动时，用于串联在待测永磁同步电机的供电电路上，用于在待测永磁电动机处于正常运行时控制切断待测永磁同步电机的供电电路，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。
实施例6：
图11是本发明提供的一种永磁同步电动机空载反电动势测量装置。
参见图11，该装置200包括电池单元201、测量指令下发单元202、取样电路203、信号处理单元204、控制单元205、存储单元206和显示单元207，测量指令下发单元202、信号处理单元204、存储单元206和显示单元207均与控制单元205相连，取样电路203的输出端与信号处理单元204的输入端相连，其中：
电池单元201，用于为本永磁同步电动机空载反电动势测量装置供电；
测量指令下发单元202，用于向控制单元205发送永磁同步电动机空载反电动势测量开始的测试指令；
取样电路203，用于对待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压进行采样；
信号处理单元204，用于对取样电路203的采样信号进行过滤、压抑和放大处理；
控制单元205，用于基于测量指令下发单元202发来的测试指令控制取样电路203取样，用于实时基于信号处理单元204处理后的信号计算待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压、直至计算所得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；用于提取上述计算所得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；并用于依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势；
存储单元206，用于本永磁同步电动机空载反电动势测量装置的数据存储，包括存储本永磁同步电动机空载反电动势测量装置测得的待测永磁同步电动机的空载反电动势；
显示单元207，用于显示本永磁同步电动机空载反电动势测量装置测得的待测永磁同步电动机的空载反电动势。
控制单元205用于本永磁同步电动机空载反电动势测量装置的控制。
可选地，所述电池单元201，采用4节5号可充电锂电池，各可充电锂电池串联后用于为本永磁同步电动机空载反电动势测量装置供电。
可选地，所述测量指令下发单元202，采用手动按钮。
使用时，按下该手动按钮，则可向控制单元205发送测试指令。控制单元205在接收到测量指令下发单元202发来的测试指令后，控制取样电路203开始取样，即控制开始测量待测永磁同步电动机的空载反电动势。
可选地，本实施例中的取样电路203，如图7所示，包括第一取样电阻R1、第二取样电阻R2、第一电流型电压互感器T1和第二电流型电压互感器T2，其中：第一取样电阻R1的第一端用于连接待测永磁同步电动机的定子绕组的A相绕组的输出端；第一电流型电压互感器T1的一次绕组的两端，与第一取样电阻R1的第二端及待测永磁同步电动机的定子绕组的C相绕组的输出端相连；第二取样电阻R2的第一端用于连接待测永磁同步电动机的定子绕组的B相绕组的输出端；第二电流型电压互感器T2的一次绕组的两端，与第二取样电阻R2的第二端及待测永磁同步电动机的定子绕组的C相绕组的输出端相连；第一电流型电压互感器T1的二次绕组的两输出端为第一引出线VINT1+和第二引出线VINT1-，第二电流型电压互感器T2的二次绕组的两输出端为第三引出线VINT2+和第四引出线VINT2-。
使用之前，可参照附图7及以上文字记载，完成第一取样电阻R1、第二取样电阻R2、第一电流型电压互感器T1和第二电流型电压互感器T2与待测永磁同步电动机的定子绕组的A相绕组、B相绕组及C相绕组的输出端之间的电路连接。使用时，取样电路203通过第一取样电阻R1及第二取样电阻R2进行取样，第一电流型电压互感器T1用于将第一取样电阻R1的取样电压信号转换为电流信号并输出，第二电流型电压互感器T2用于将第二取样电阻R2的取样电压信号转换为电流信号并输出。
所述信号处理单元204，包括用于处理第一取样电阻R1采集的信号的第一信号处理单元204和用于处理第二取样电阻R2采集的信号的第二信号处理单元204。第一信号处理单元204用于对第一电流型电压互感器T1输出的电流信号进行过滤、压抑和放大，第二信号处理单元204用于对第二电流型电压互感器T2输出的电流信号进行过滤、压抑和放大，以便在一定程度上确保数据采集的精准度。
具体地，参见图8，所述第一信号处理单元204包括VINT1+接入线、VINT1-接入线和第一电压测量芯片，其中：VINT1+接入线与第三十九电阻R39的第一端、第三十八电阻R38的第一端、第三十六电阻R36的第一端相连，第三十八电阻R38的第二端与第四十电阻R40的第一端相连且均接地；第三十六电阻R36的第二端，与第三十七电容C37的第一端及第一电压测量芯片的VIN+引脚均相连；VINT1-接入线，与第三十九电阻R39的第二端、第四十电阻R40的第二端及第四十一电阻R41的第一端分别相连；第四十一电阻R41的第二端，与第三十七电容C37的第二端及第一电压测量芯片的VIN-引脚均相连；第一电压测量芯片的DGND引脚和MODE引脚短接后接地；第一电压测量芯片的VD+引脚通过第三十七电阻R37与5V电源相连；第一电压测量芯片的VREFOUT引脚及VREFIN引脚短接后与第三十九电容C39的第一端相连，第一电压测量芯片的VA+引脚，与第三十八电容C38的第一端、5V电源及第四十电容C40的第一端分别相连；第三十九电容C39的第二端、第一电压测量芯片的AGND引脚、第三十八电容C38的第二端及第四十电容C40的第二端相连后接地；第一电压测量芯片的XOUT引脚及XIN引脚之间通过第五晶体谐振器Y5相连；第一电压测量芯片的SDI引脚上连有SDI1引出线，第一电压测量芯片的RESET引脚上连有RST1引出线。第一信号处理单元204处理后的信号通过第一电压测量芯片的SDO引脚(对应引出线是SDO1)输出。
在本实施例中，参见图9，所述第二信号处理单元204包括VINT2+接入线、VINT2-接入线和第二电压测量芯片，其中：VINT2+接入线与第四十五电阻R45的第一端、第四十四电阻R44的第一端、第四十二电阻R42的第一端相连，第四十四电阻R44的第二端与第四十七电阻R47的第一端相连且均接地；第四十二电阻R42的第二端，与第四十一电容C41的第一端及第二电压测量芯片的VIN+引脚均相连；VINT2-接入线，与第四十五电阻R45的第二端、第四十七电阻R47的第二端及第四十九电阻R49的第一端分别相连；第四十九电阻R49的第二端，与第四十一电容C41的第二端及第二电压测量芯片的VIN-引脚均相连；第二电压测量芯片的DGND引脚和MODE引脚短接后接地；第二电压测量芯片的VD+引脚通过第四十三电阻R43与5V电源相连；第二电压测量芯片的VREFOUT引脚及VREFIN引脚短接后与第四十四电容C44的第一端相连，第二电压测量芯片的VA+引脚，与第四十三电容C43的第一端、5V电源及第四十二电容C42的第一端分别相连；第四十四电容C44的第二端、第二电压测量芯片的AGND引脚、第四十三电容C43的第二端及第四十二电容C42的第二端相连后接地；第二电压测量芯片的XOUT引脚及XIN引脚之间通过第六晶体谐振器Y6相连；第二电压测量芯片的SDI引脚上连有SDI2引出线，第二电压测量芯片的RESET引脚上连有RST2引出线。第二信号处理单元204处理后的信号通过第二电压测量芯片的SDO引脚(对应引出线是SDO2)。
第一电压测量芯片和第二电压测量芯片均采用CS5463电压测量芯片。
在本实施例中，参见图10，所述控制单元205包括ATM单片机，其中：ATM单片机的PC3(TMS)引脚、PB3(OC0/AIN1)引脚，依次与SDI2引出线、SDI1引出线相连；ATM单片机的PB7(SCK)引脚、PC7(TOSC2)引脚依次与所述的RST1引出线、RST2引出线相连。ATM单片机的XTAL1引脚分别与第四晶体谐振器Y4的第二端及第三十五电容C35的第一端相连，ATM单片机的XTAL2引脚分别与第四晶体谐振器Y4的第一端及第三十六电容C36的第一端相连，第三十五电容C35的第二端与第三十六电容C36的第二端相连后接地。ATM单片机的RESET引脚与第三十四电容C34的第一端及第三十五电阻R35的第一端相连，第三十四电容C34的第二端接地；ATM单片机的各VCC引脚短接后，与第三十五电阻R35的第二端、5V电源、第三十一电容C31的第一端、第三十二电容C32的第一端、第三十电容C30的第一端及第二十九电容C29的第一端均相连；第三十一电容C31的第二端、第三十二电容C32的第二端、第三十电容C30的第二端及第二十九电容C29的第二端相连接并均接地。
使用时，ATM单片机实时接收第一电压测量芯片和第二电压测量芯片传来的信号，并实时基于接收到的信号计算测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至计算所得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围。之后，ATM单片机提取上述计算所得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压并依次记为f0和u0，然后依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势。
ATM单片机控制计算所得的空载反电动势，通过存储单元206进行存储，并通过显示单元207进行显示。
可选地，本实施例中的永磁同步电动机空载反电动势测量装置，还包括参数修改单元。该参数修改单元与控制单元205相连，用于修改所述频率阈值范围及所述的f。
具体实现时，该参数修改单元可通过所述的显示单元207进行实现，也可采用现有技术中的其他任何相关方式进行实现。所述显示单元207采用触摸屏。使用时，用户可依据实际需要，通过显示单元207修改所述频率阈值范围及所述的f。
可选地，本实施例中的永磁同步电动机空载反电动势测量装置，还配设有实施例2中所述的摇动手柄驱动机构。
在测量永磁同步电机单机(未接入电源)的空载反电动势时，可先通过摇动手柄驱动机构驱动待测永磁同步电动机的转轴匀速转动，保持驱动待测永磁同步电动机的转轴匀速转动，之后按下手动按钮向控制单元205发送测试指令，控制单元205的ATM单片机接收手动按钮传来的测试指令信号(比如ATM单片机可通过其PD6(ICP1)引脚(对应的引出线是COD)接收手动按钮传来的测试指令信号)，并在接收到该测试指令信号后，控制开始测量待测永磁同步电动机的空载反电动势。测得的空载反电动势通过存储单元206进行存储。测得的空载反电动势通过显示单元207进行显示。
可选地，本实施例中的永磁同步电动机空载反电动势测量装置，还配设有实施例4中所述的分断开关。
所述分断开关，在对已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动的待测永磁同步电机进行空载反电动势的测量时使用。使用时，可参照实施例4，通过断开分断开关控制待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程，并在通过断开分断开关控制待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程后，按下手动按钮向控制单元205发送测试指令，控制单元205的ATM单片机接收手动按钮传来的测试指令信号，并在接收到该测试指令信号后，控制开始测量待测永磁同步电动机的空载反电动势。
另外，在对已安装在设备上并且通过接触器及电力开关相结合的方式控制启动的待测永磁同步电机进行空载反电动势的测量时，可参照实施例4，通过控制所述电力开关断开以切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程；之后在通过断开电力开关使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程后，按下手动按钮向控制单元205发送测试指令，从而由控制单元205的ATM单片机控制开始测量待测永磁同步电动机的空载反电动势。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统、装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
本说明书中未详细描述的内容，均为本领域技术人员依据现有技术很容易实现的内容，在此不再赘述。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法，其特征在于，包括步骤：
S1、在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动，并在驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动的过程中，执行步骤S2；
S2、实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；
S3、提取步骤S2中测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；
S4、依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势；
步骤S2中测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压的实现方法为：
在采样开始时，记录对应的采样次数为1、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
在采样开始后：
每间隔预先设定的采样周期Δt，记录一次当前采样的次数、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
每次在待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压过零时，分别统计自采样开始到当前次过零时截止采样的总个数，均记为过零采样数；
从待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压第二次过零开始，待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压每次过零时，均计算并输出一个待测永磁同步电动机定子绕组侧对应的信号输出频率及与之对应的开路电压，计算表达式依次为
和
式中N1和N2为待测永磁同步电动机定子绕组侧相邻两次输出过零的瞬时电压时统计的过零采样数，g(1)、g(2)、...、g(m)为在过零采样数从N1到达N2期间采集到的待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的所有的瞬时电压。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电动机空载反电动势测量方法，其特征在于，步骤S1还包括，在待测永磁同步电机已安装在设备上时：
控制待测永磁同步电机启动，使待测永磁电动机处于正常运行之中；已安装在设备上待测永磁同步电机通过外界供电电源供电；
控制切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程；
在待测永磁同步电机转为自由减速停止运行过程后，执行步骤S2。
3.根据权利要求2所述的永磁同步电动机空载反电动势测量方法，其特征在于，该永磁同步电动机空载反电动势测量方法配设有用于串联在目标供电电路中的分断开关，所述分断开关用于在待测永磁电动机处于正常运行时切断该目标供电电路的分断开关，以使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止过程；所述目标供电电路，为已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动的待测永磁同步电机的供电电路。
4.一种永磁同步电动机空载反电动势测量系统，其特征在于，该永磁同步电动机空载反电动势测量系统，用于对按照预先设定的转动驱动方式驱动其输出轴转动的待测永磁同步电动机的空载反电动势的测量，包括：
空载反电动势测量开始控制单元，用于控制本系统的空载反电动势测量的开始；频率及电压测量单元，用于在空载反电动势测量开始控制单元控制本系统的空载反电动势测量开始后，实时测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压，直至测得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；
频率及电压提取单元，用于提取频率及电压测量单元测得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；
空载反电动势计算单元，用于依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势；
其中，按照预先设定的转动驱动方式驱动待测永磁同步电动机的输出轴转动的方式，为：
在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；
在待测永磁同步电机已安装在设备上时：控制待测永磁同步电机启动，使待测永磁电动机处于正常运行之中；之后控制切断待测永磁同步电机的外界供电电源，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程；
频率及电压测量单元测量待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压的实现方法为：
在采样开始时，记录对应的采样次数为1、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
在采样开始后：
每间隔预先设定的采样周期Δt，记录一次当前采样的次数、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
每次在待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压过零时，分别统计自采样开始到当前次过零时截止采样的总个数，均记为过零采样数；
从待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压第二次过零开始，待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压每次过零时，均计算并输出一个待测永磁同步电动机定子绕组侧对应的信号输出频率及与之对应的开路电压，计算表达式依次为
和
式中N1和N2为待测永磁同步电动机定子绕组侧相邻两次输出过零的瞬时电压时统计的过零采样数，g(1)、g(2)、...、g(m)为在过零采样数从N1到达N2期间采集到的待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的所有的瞬时电压。
5.根据权利要求4所述的永磁同步电动机空载反电动势测量系统，其特征在于，还包括：
摇动手柄驱动机构，用于在待测永磁同步电机未连有供电电源时，手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；
分断开关，用于在待测永磁同步电机已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动时，用于串联在待测永磁同步电机的供电电路上，用于在待测永磁电动机处于正常运行时控制切断待测永磁同步电机的供电电路，使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。
6.一种永磁同步电动机空载反电动势测量装置，其特征在于，该永磁同步电动机空载反电动势测量装置包括电池单元、测量指令下发单元、取样电路、信号处理单元、控制单元、存储单元和显示单元，测量指令下发单元、信号处理单元、存储单元和显示单元均与控制单元相连，取样电路的输出端与信号处理单元的输入端相连，其中：
电池单元，用于为本永磁同步电动机空载反电动势测量装置供电；
测量指令下发单元，用于向控制单元发送永磁同步电动机空载反电动势测量开始的测试指令；
取样电路，用于对待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压进行采样；信号处理单元，用于对取样电路的采样信号进行过滤、压抑和放大处理；
控制单元：用于基于测量指令下发单元发来的测试指令控制取样电路取样，用于实时基于信号处理单元处理后的信号计算待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压、直至计算所得的信号输出频率满足预先设定的频率阈值范围,该频率阈值范围中所有的频率均小于预先设定的基准频率F；其中，F＝0.96f，f是待测永磁同步电动机的额定频率；用于提取上述计算所得的满足预先设定的频率阈值范围的信号输出频率及与之对应的开路电压，依次记为f0和u0；并用于依据所述的f0、u0及f，采用公式
计算得到待测永磁同步电动机的空载反电动势；
存储单元，用于本永磁同步电动机空载反电动势测量装置的数据存储，包括存储本永磁同步电动机空载反电动势测量装置测得的待测永磁同步电动机的空载反电动势；
显示单元，用于显示本永磁同步电动机空载反电动势测量装置测得的待测永磁同步电动机的空载反电动势；
其中，控制单元计算待测永磁同步电动机定子绕组侧的信号输出频率及与之对应的开路电压的实现方法为：
在采样开始时，记录对应的采样次数为1、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
在采样开始后：
每间隔预先设定的采样周期Δt，记录一次当前采样的次数、并对应采集待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压；
每次在待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压过零时，分别统计自采样开始到当前次过零时截止采样的总个数，均记为过零采样数；
从待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压第二次过零开始，待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的瞬时电压每次过零时，均计算并输出一个待测永磁同步电动机定子绕组侧对应的信号输出频率及与之对应的开路电压，计算表达式依次为
和
式中N1和N2为待测永磁同步电动机定子绕组侧相邻两次输出过零的瞬时电压时统计的过零采样数，g(1)、g(2)、...、g(m)为在过零采样数从N1到达N2期间采集到的待测永磁同步电动机定子绕组侧输出的所有的瞬时电压。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电动机空载反电动势测量装置，其特征在于，该永磁同步电动机空载反电动势测量装置还包括：
参数修改单元，与控制单元相连，用于修改所述频率阈值范围及所述的f。
8.根据权利要求6所述的永磁同步电动机空载反电动势测量装置，其特征在于，所述电池单元，采用可充电锂电池；
所述测量指令下发单元，采用手动按钮进行实现；
所述取样电路，包括第一取样电阻R1、第二取样电阻R2、第一电流型电压互感器T1和第二电流型电压互感器T2，其中：第一取样电阻R1的第一端用于连接待测永磁同步电动机的定子绕组的A相绕组的输出端；第一电流型电压互感器T1的一次绕组的两端，与第一取样电阻R1的第二端及待测永磁同步电动机的定子绕组的C相绕组的输出端相连；第二取样电阻R2的第一端用于连接待测永磁同步电动机的定子绕组的B相绕组的输出端；第二电流型电压互感器T2的一次绕组的两端，与第二取样电阻R2的第二端及待测永磁同步电动机的定子绕组的C相绕组的输出端相连；第一电流型电压互感器T1的二次绕组的两输出端为第一引出线VINT1+和第二引出线VINT1-，第二电流型电压互感器T2的二次绕组的两输出端为第三引出线VINT2+和第四引出线VINT2-；
所述信号处理单元，包括用于处理第一取样电阻R1采集的信号的第一信号处理单元和用于处理第二取样电阻R2采集的信号的第二信号处理单元；所述第一信号处理单元包括VINT 1+接入线、VINT 1-接入线和第一电压测量芯片，其中：VINT1+接入线与第三十九电阻R39的第一端、第三十八电阻R38的第一端、第三十六电阻R36的第一端相连，第三十八电阻R38的第二端与第四十电阻R40的第一端相连且均接地；第三十六电阻R36的第二端，与第三十七电容C37的第一端及第一电压测量芯片的VIN+引脚均相连；VINT 1-接入线，与第三十九电阻R39的第二端、第四十电阻R40的第二端及第四十一电阻R41的第一端分别相连；第四十一电阻R41的第二端，与第三十七电容C37的第二端及第一电压测量芯片的VIN-引脚均相连；第一电压测量芯片的DGND引脚和MODE引脚短接后接地；第一电压测量芯片的VD+引脚通过第三十七电阻R37与5V电源相连；第一电压测量芯片的VREFOUT引脚及VREFIN引脚短接后与第三十九电容C39的第一端相连，第一电压测量芯片的VA+引脚，与第三十八电容C38的第一端、5V电源及第四十电容C40的第一端分别相连；第三十九电容C39的第二端、第一电压测量芯片的AGND引脚、第三十八电容C38的第二端及第四十电容C40的第二端相连后接地；第一电压测量芯片的XOUT引脚及XIN引脚之间通过第五晶体谐振器Y5相连；第一电压测量芯片的SDI引脚上连有SDI 1引出线，第一电压测量芯片的RESET引脚上连有RST1引出线；所述第二信号处理单元包括VINT2+接入线、VINT2-接入线和第二电压测量芯片，其中：VINT2+接入线与第四十五电阻R45的第一端、第四十四电阻R44的第一端、第四十二电阻R42的第一端相连，第四十四电阻R44的第二端与第四十七电阻R47的第一端相连且均接地；第四十二电阻R42的第二端，与第四十一电容C41的第一端及第二电压测量芯片的VIN+引脚均相连；VINT2-接入线，与第四十五电阻R45的第二端、第四十七电阻R47的第二端及第四十九电阻R49的第一端分别相连；第四十九电阻R49的第二端，与第四十一电容C41的第二端及第二电压测量芯片的VIN-引脚均相连；第二电压测量芯片的DGND引脚和MODE引脚短接后接地；第二电压测量芯片的VD+引脚通过第四十三电阻R43与5V电源相连；第二电压测量芯片的VREFOUT引脚及VREFIN引脚短接后与第四十四电容C44的第一端相连，第二电压测量芯片的VA+引脚，与第四十三电容C43的第一端、5V电源及第四十二电容C42的第一端分别相连；第四十四电容C44的第二端、第二电压测量芯片的AGND引脚、第四十三电容C43的第二端及第四十二电容C42的第二端相连后接地；第二电压测量芯片的XOUT引脚及XIN引脚之间通过第六晶体谐振器Y6相连；第二电压测量芯片的SDI引脚上连有SDI2引出线，第二电压测量芯片的RESET引脚上连有RST2引出线；
所述控制单元，包括ATM单片机，其中：ATM单片机的PC3(TMS)引脚、PB3(OC0/AIN1)引脚，依次与SDI 2引出线、SDI 1引出线相连；ATM单片机的PB7(SCK)引脚、PC7(TOSC2)引脚依次与所述的RST1引出线、RST2引出线相连；ATM单片机的XTAL 1引脚分别与第四晶体谐振器Y4的第二端及第三十五电容C35的第一端相连，ATM单片机的XTAL2引脚分别与第四晶体谐振器Y4的第一端及第三十六电容C36的第一端相连，第三十五电容C35的第二端与第三十六电容C36的第二端相连后接地；ATM单片机的RESET引脚与第三十四电容C34的第一端及第三十五电阻R35的第一端相连，第三十四电容C34的第二端接地；ATM单片机的各VCC引脚短接后，与第三十五电阻R35的第二端、5V电源、第三十一电容C31的第一端、第三十二电容C32的第一端、第三十电容C30的第一端及第二十九电容C29的第一端均相连；第三十一电容C31的第二端、第三十二电容C32的第二端、第三十电容C30的第二端及第二十九电容C29的第二端相连接并均接地。
9.根据权利要求6所述的永磁同步电动机空载反电动势测量装置，其特征在于，该永磁同步电动机空载反电动势测量装置还配设有摇动手柄驱动机构和/或分断开关；
在配设有摇动手柄驱动机构时，所述的摇动手柄驱动机构，用于在待测永磁同步电机未连有供电电源时，供手动驱动待测永磁同步电动机的输出轴匀速转动；在配设有分断开关时，所述的分断开关，用于在待测永磁同步电机已安装在设备上并且通过变频器/软启动器控制启动时，串联在待测永磁同步电机的供电电路上，用于在待测永磁同步电机由正常运行时控制待测永磁同步电机的供电电路切断，以使待测永磁同步电机由正常运行转为自由减速停止运行过程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010974736.4A CN112067996B (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010974736.4A CN112067996B (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112067996A CN112067996A (zh) | 2020-12-11 |
| CN112067996B true CN112067996B (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=73696870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010974736.4A Active CN112067996B (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112067996B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113030729B (zh) * | 2021-04-22 | 2022-12-27 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种永磁电机退磁在线检测方法及系统 |
| CN113125955B (zh) * | 2021-04-22 | 2022-12-27 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种电动汽车、电动汽车驱动系统性能监测方法及系统 |
| CN112994570B (zh) * | 2021-04-22 | 2023-04-11 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种自启动永磁同步电动机电压控制方法及系统 |
| CN112953322B (zh) * | 2021-04-22 | 2023-04-11 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种变频器 |
| CN114879034B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-08-25 | 湖南中车尚驱电气有限公司 | 一种直线电机空载反电动势测试方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000287479A (ja) * | 1999-03-29 | 2000-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの制御装置 |
| GB201901810D0 (en) * | 2019-02-11 | 2019-03-27 | Digipulse Ltd | Commutation timing derived from partial back-EMF measurements |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103675409B (zh) * | 2013-12-19 | 2016-08-10 | 南车株洲电机有限公司 | 一种永磁电机空载反电动势测量方法及装置 |
| CN105717451B (zh) * | 2016-01-22 | 2018-10-30 | 日照正泽自动化科技有限公司 | 抽油机及抽油机永磁电动机空载反电动势测量方法、装置 |
| CN106154101A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-11-23 | 安徽师范大学 | 永磁同步电机动力线与驱动线接法判定方法与判定装置 |
| CN108957322B (zh) * | 2018-08-24 | 2021-08-20 | 佛山市顺德区金泰德胜电机有限公司 | 永磁电机反电动势的测量方法及所使用的测量装置 |
| CN210347865U (zh) * | 2019-06-06 | 2020-04-17 | 日照正泽自动化科技有限公司 | 一种抽油机永磁电机空载反电势测试仪 |
-
2020
- 2020-09-16 CN CN202010974736.4A patent/CN112067996B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000287479A (ja) * | 1999-03-29 | 2000-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの制御装置 |
| GB201901810D0 (en) * | 2019-02-11 | 2019-03-27 | Digipulse Ltd | Commutation timing derived from partial back-EMF measurements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112067996A (zh) | 2020-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112067996B (zh) | 一种永磁同步电动机空载反电动势测量方法、系统及装置 | |
| CN105717451B (zh) | 抽油机及抽油机永磁电动机空载反电动势测量方法、装置 | |
| CN102460943B (zh) | 用于电机的控制系统 | |
| CN102455410A (zh) | 蓄电池组远程放电控制系统、监控单元装置及检测方法 | |
| CN108957322B (zh) | 永磁电机反电动势的测量方法及所使用的测量装置 | |
| WO2014121423A1 (zh) | 一种双包锂电割草机 | |
| CN201788263U (zh) | 直流永磁有刷电动机测试系统 | |
| CN202537094U (zh) | 一种智能控制榨汁机 | |
| CN213275890U (zh) | 一种永磁同步电动机空载反电动势测量装置及手动摇把 | |
| WO2014043888A1 (zh) | 电动车辆动力电池充放电工况模拟系统和方法 | |
| CN109001629A (zh) | 一种电机的反电动势测试方法 | |
| CN107733010A (zh) | 充电电路 | |
| CN203422437U (zh) | 一种钳形氧化锌避雷器泄漏电流带电测试仪 | |
| CN202254627U (zh) | 可监控用电量的电冰箱 | |
| CN201886133U (zh) | 改进的电池测试系统 | |
| CN201909833U (zh) | 基于LabVIEW平台的能馈式异步电机测试装置 | |
| CN112731218A (zh) | 一种互感器的极性测试系统及方法 | |
| Aspalli et al. | Estimation of induction motor field efficiency for energy audit and management using genetic algorithm | |
| CN206341159U (zh) | 直流电机启动装置 | |
| CN209571974U (zh) | 永磁电机调压控制系统 | |
| CN107656198A (zh) | 继电器动作功率便携检测装置 | |
| CN212410689U (zh) | 一种非接触式插头放电测试系统 | |
| CN206257028U (zh) | 一种腹吸式空压机 | |
| CN203133165U (zh) | 一种单相用电检查仪 | |
| CN201464568U (zh) | 便携式转辙机测试仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |