CN114076896A - 励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，包括待测的电机定子、逆变变频器、励磁信号发生装置和测温组件，逆变变频器的输出端连接待测的电机定子，逆变变频器的输入端连接励磁信号发生装置；测试过程为：通过励磁信号发生装置产生一个所需的旋转励磁信号，并将此旋转励磁信号反馈至逆变变频器，逆变变频器接收到此旋转励磁信号并输出所需的三相电流至待测的电机定子，由测温组件对待测的电机定子内温度进行检测，本发明采用单电机的带绕组定子铁芯作为铜铁耗直接反映出的温度场温升特性作为研究对象，能够从源头上分析定子铁芯的温升及损耗情况。
Description
技术领域
本发明属于电机的性能测试技术领域，更具体的说涉及一种励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法。
背景技术
永磁同步电机由定子，转子、轴承以及其他结构件组成。其中主要发热源是定子，转子和轴承也对其有一定影响。电机温升是发热损耗的体现，也是评价电机性能的重要指标之一。电机温升的诱因主要有铜损和铁损，铜损是指电流通过三相绕组发热引起的损耗。
永磁同步电机研究型试验中，有一类试验项目是对电机某些关键电磁件或结构件如定子、转子、轴承等进行损耗分析，这种单部件的损耗分析不同于整机整体动态测试，是依靠设计指定的电压、电流范围等电感参数作为影响因素而非复杂的动态性能测试中的温升损耗试验。
在现有的温升测试中，通过埋置温度传感器或者其他电阻在绕组内测试的结果，仅得到的电机运行过程总损耗温升，无法得到铜损引起的电机温升；这导致无法从源头上分析电机的温升，无法为降低电机的损耗提供方向。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用单电机的带绕组定子铁芯作为铜铁耗直接反映出的温度场温升特性作为研究对象，能够从源头上分析定子铁芯的温升及损耗情况。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，包括待测的电机定子、逆变变频器、励磁信号发生装置和测温组件，逆变变频器的输出端连接待测的电机定子，逆变变频器的输入端连接励磁信号发生装置；测试过程为：通过励磁信号发生装置产生一个所需的旋转励磁信号，并将此旋转励磁信号反馈至逆变变频器，逆变变频器接收到此旋转励磁信号并输出所需的三相电流至待测的电机定子，由测温组件对待测的电机定子内温度进行检测。
进一步的所述的励磁信号发生装置包括陪测用测功机和陪测用电机，陪测用测功机与陪测用电机通过联轴轴连接，通过启动陪测用测功机将陪测用电机驱动至既定转速，通过低压线束将陪测用电机转速信号反馈给逆变变频器。
进一步的所述励磁信号发生装置包括上位机，通过上位机向逆变变频器发送虚拟励磁信号。
进一步的根据所需要的转速励磁信号，在上位机内输入相应的虚拟励磁的转速信号。
进一步的所述的测温组件包括若干温度传感器，若干温度传感器分布于待测的电机定子内，对待测的电机定子不同位置进行温度检测。
进一步的所述的测温组件包括红外热像仪，红外热像仪朝向待测的电机定子内部对其内部不同位置进行温度检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、待测的电机定子在运行工况下是固定不动的，逆变变频器得到陪测用电机反馈速度，输出到定子的电流是平衡的，可有效的测试了铜损引起的定子温升；
2、通过上位机模拟出励磁信号输出到定子的电流是平衡的且可调的，有效测试不同电机定子的温升；
3、通过多点布置温度传感器到定子绕组中，将整机的温升测试细分为铜损引起的温升和铁损引起的温升，为降低整机温升提供了明确的方向；
4、本发明使得定子温升测试操作更加简单，既节省了资源，也提升了工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例一的示意图；
图2为本发明实施例二的示意图。
附图标记：1、待测的电机定子；2、逆变变频器；3、测温组件；4、陪测用测功机；5、陪测用电机；6、上位机。
具体实施方式
参照图1和图2对本发明励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法的实施例做进一步说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一：
一种励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，包括待测的电机定子1、逆变变频器2、励磁信号发生装置和测温组件3，逆变变频器2的输出端连接待测的电机定子1，逆变变频器2的输入端连接励磁信号发生装置；测试过程为：通过励磁信号发生装置产生一个所需的旋转励磁信号，并将此旋转励磁信号反馈至逆变变频器2，逆变变频器2接收到此旋转励磁信号并输出所需的三相电流至待测的电机定子1，由测温组件3对待测的电机定子1内温度进行检测。
在本发明中待测电机是无转子的，仅具有定子，在普通的堵转测试方法中，永磁同步电机定子的三相引出线与专用逆变变频器2的三相线连接，逆变变频器2输出电流到电机的定子中，持续一段时间后测试定子的温升；理论上，电机的输入电流可以直接由逆变变频器2输出，但实际的情况是现代封装的很多逆变变频器2输出电流必须通过励磁信号的闭环反馈才能稳定三相平衡，如果没有有效的励磁转速信号反馈到逆变变频器2中，变频器将立即识别其为堵转工况，导致变频器输入到电机定子的三相电流严重不平衡，不平衡的电流会导致更为严重的温升，与正常工况三相电流平衡下铜损引起的温升存在着严重差异最终导致测试无效。
此类专用的逆变变频器2是针对与电机整机进行控制决策的，通过安装在电机转子上的旋转变压器励磁信号反馈运行速度，根据输出功率调节输出电流到电机。定子在运行工况下是固定不动的，变频器无法得到反馈速度，导致输出到定子的电流不平衡。
因此如图1所示，在本实施例中所述的励磁信号发生装置包括陪测用测功机4和陪测用电机5，陪测用测功机4与陪测用电机5通过联轴轴连接，通过启动陪测用测功机4将陪测用电机5驱动至既定转速，通过低压线束将陪测用电机5转速信号反馈给逆变变频器2。
此励磁信号发生装置整体装在辅助台架上，用辅助台架上的变频器驱动陪测用测功机4以既定速度驱动陪测用电机5运行，这样逆变变频器2接收到了其输出的转速信号后，可以达到输出稳定的三相交流电的目的，以完成温升试验。
有了转速信号以后，逆变变频器2不会报旋变故障，也可以根据试验需求给定子输出电流。
在本实施例中所述的测温组件3包括若干温度传感器，若干温度传感器分布于待测的电机定子1内，对待测的电机定子1不同位置进行温度检测。
若干温度传感器用以反馈电机定子内部各处温升状况。
在本实施例中的测温组件3还可以为红外热像仪，红外热像仪朝向待测的电机定子1内部对其内部不同位置进行温度检测。
实施例二：
如图2所示，在本实施例中所述励磁信号发生装置包括上位机6，通过上位机6向逆变变频器2发送虚拟励磁信号，其余技术特征与实施例一相同。
待测的电机定子1在负载运行时的位置是固定不动的，逆变变频器2得到虚拟励磁的转速信号调节输出电流到定子，此时的输出到待测的电机定子1的电压和电流同样是平衡的，逆变变频器2三相动力线直接连接待测的电机定子1，有效地解决现有方案的问题。
可以测得待测的电机定子1在稳定运行工况，实际上是指定的电流下铜损引起的温升，在后期组装好定子和转子后，在相同工况下可以得到总的温升。
在本实施例中根据所需要的转速励磁信号，在上位机6内输入相应的虚拟励磁的转速信号。
通过上位机6产生虚拟励磁信号可以使硬件设备变的简单，且便于控制。
上述两实施例，逆变变频器2的速度信号的来源方式均为外来信号，实现逆变变频器2在待测的电机定子1无转动的情况下完成测试。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，其特征在于，包括待测的电机定子、逆变变频器、励磁信号发生装置和测温组件，逆变变频器的输出端连接待测的电机定子，逆变变频器的输入端连接励磁信号发生装置；测试过程为：通过励磁信号发生装置产生一个所需的旋转励磁信号，并将此旋转励磁信号反馈至逆变变频器，逆变变频器接收到此旋转励磁信号并输出所需的三相电流至待测的电机定子，由测温组件对待测的电机定子内温度进行检测。
2.根据权利要求1所述的励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，其特征在于：所述的励磁信号发生装置包括陪测用测功机和陪测用电机，陪测用测功机与陪测用电机通过联轴轴连接，通过启动陪测用测功机将陪测用电机驱动至既定转速，通过低压线束将陪测用电机转速信号反馈给逆变变频器。
3.根据权利要求1所述的励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，其特征在于：所述励磁信号发生装置包括上位机，通过上位机向逆变变频器发送虚拟励磁信号。
4.根据权利要求3所述的励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，其特征在于：根据所需要的转速励磁信号，在上位机内输入相应的虚拟励磁的转速信号。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，其特征在于：所述的测温组件包括若干温度传感器，若干温度传感器分布于待测的电机定子内，对待测的电机定子不同位置进行温度检测。
6.根据权利要求2-4中任意一项所述的励磁信号控制永磁同步电机多点损耗的静态测试方法，其特征在于：所述的测温组件包括红外热像仪，红外热像仪朝向待测的电机定子内部对其内部不同位置进行温度检测。
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