CN117387813B - 大功率同步电机电磁转矩测试方法及装置 - Google Patents

大功率同步电机电磁转矩测试方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了大功率同步电机电磁转矩测试方法及装置，电流控制模块根据不同的电流幅值和电流相位角，计算得到多组第一直流电流，控制电机转子不转动，直流电源对定子绕组输入第一直流，转矩传感器采集各个电流相位角下电磁转矩，数据处理模块获取各个电流幅值下最佳电流相位角，电流控制模块控制电流幅值不变，分度装置改变电机的转子位置，基于最佳电流矢量相位角和各次转动时转子改变的电角度确定电流相位角，得到多组第二直流电流，直流电源对定子绕组输入第二直流电流，转矩传感器采集各个转子位置下的电磁转矩，数据处理模块得到不同电流幅值下电磁转矩‑转子位置曲线。本申请实现低能耗、低成本和高精度的大功率同步电机电磁转矩测试。

Description

大功率同步电机电磁转矩测试方法及装置
技术领域
本申请涉及同步电机测试技术领域，尤其涉及一种大功率同步电机电磁转矩测试方法及装置。
背景技术
同步电机由于具有高效率、高功率密度、结构简单等特点而被广泛应用于工业领域，尤其是大功率同步电机越来越成为电机行业的新宠，这对电机设计制造和测试等提出更高要求。
相关技术方案中，电机试验测试方法一般是采取陪试电机拖动的方式，但是这种动态的测试方法会产生电磁转矩幅值及相位失真的问题，而且所需陪试电机的最大转矩、最大转速、功率都须大于被试电机，该测试方法还需要与陪试电机配套的能耗装置或者将能量回馈电网的装置。对于小功率测试系统来说，可以用涡流测功机或者磁粉测功机替代陪试电机及相关的能耗装置。但是对于数十千瓦以上的中等或大功率测试系统而言，无法使用涡流测功机或者磁粉测功机替代陪试电机，而兆瓦级大功率陪试电机难以获得并且成本高昂。此外，常规的大功率电机试验方法耗能严重，而且会导致工作现场环境恶劣。以10兆瓦电机为例，陪试电机功率需要超过10兆瓦，另外还需要10兆瓦全功率的控制器和全功率的电源，即使测试系统采用能量回收单元仍会产生大量损耗，若产生20%的损耗则有2000千瓦，这会产生极大的能源浪费并导致工作现场环境剧烈温升。
发明内容
本申请的目的在于一种大功率同步电机电磁转矩测试装置，能够实现低能耗、低成本和高精确度的大功率同步电机电磁转矩的测试。
基于上述目的，本申请提供一种大功率同步电机电磁转矩测试装置，测试装置包括可控直流电源、分度装置、转矩传感器、电流控制模块和数据处理模块，其中，
电流控制模块设定多组不同电流幅值的第一三相电流数据组，每一组第一三相电流数据组具有相同的电流幅值，且具有多个不同的被试电机的电流矢量相位角，根据三相电流公式将每一组第一三相电流数据组基于不同的电流矢量相位角计算，得到每一个电流幅值所对应的多组第一直流电流；
分度装置固定被试电机的转子且不能转动，对应每一个电流幅值，可控直流电源对被试电机的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，转矩传感器采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，输出至数据处理模块，数据处理模块获取每一个电流幅值下的最大电磁转矩以及最大电磁转矩所对应的最佳电流矢量相位角，进而获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角；
电流控制模块设定多组不同电流幅值的第二三相电流数据组，其中，电流控制模块控制电流幅值不变，分度装置带动被试电机的转子转动，电流控制模块获取在被试电机的静止状态下每一次转动时的转子位置角度，并根据电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角和各次转动时转子改变的电角度确定一组电流矢量相位角，基于该组电流矢量相位角和电流幅值确定一组第二三相电流数据组，并根据三相电流公式计算得到对应的多组第二直流电流，可控直流电源对被试电机的定子绕组分别输入每一组第二直流电流，转矩传感器采集基于该组各个电流矢量相位角下的电磁转矩，并输出至数据处理模块，数据处理模块拟合得到该电流幅值对应的电磁转矩-转子位置曲线，改变第二三相电流数据组的电流幅值，得到不同电流幅值所对应的电磁转矩-转子位置曲线。
进一步的，电流控制模块设定第一电流幅值，将电流矢量相位角从0到360度按照第一角度步长依次增加，依次得到多个电流矢量相位角，根据第一电流幅值和多个电流矢量相位角得到对应的第一组第一三相电流数据组，根据三相电流公式基于电流幅值和各个电流矢量相位角进行计算，得到第一电流幅值对应的多组第一直流电流；
可控直流电源对被试电机的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，转矩传感器采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，并发送至数据处理模块；
数据处理模块根据获取的基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值对应的第一电磁转矩与电流矢量相位角关系曲线，在第一电磁转矩与电流矢量相位角关系曲线中确定最大电磁转矩，以及最大电磁转矩所对应的第一最佳电流矢量相位角，进而确定第一电流幅值对应的第一最佳电流矢量相位角；
电流控制模块控制第一电流幅值按照预设幅值步长递增第二电流幅值，数据处理模块得到第二电流幅值对应的第二最佳电流矢量相位角，以此类推，数据处理模块获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角。
进一步的，电流控制模块根据三相电流公式，计算得到通入被试电机的定子绕组A相的第一A相直流电流IA1m、B相的第一B相直流电流IB1m以及C相的第一C相直流电流IC1m为：
IA1m=Ism× cosφ；
IB1m=Ism× cos(φ-2/3π)；
IC1m=Ism× cos(φ+2/3π)；
Ism=k× Is；
其中，m表示第几组，Ism为第m组第一三相电流数据组的电流幅值，k为系数，取值为0.1-1.5，Is为被试电机的额定电流的根号2倍，φ为第一角度步长；
当Ism不变后，电流矢量相位角从0到360度按照第一角度步长φ均匀变化，获取得到多个第一A相直流电流值、第一B相直流电流以及第一C相直流电流值；
通过系数k改变Ism的值，重复改变电流矢量相位角，得到不同Ism下的多个第一A相直流电流值、第一B相直流电流以及第一C相直流电流值。
进一步的，测试装置还包括位置传感器和联轴器，位置传感器设置于分度装置的输出套轴上，分度装置通过输出套轴与转矩传感器的一端连接，转矩传感器的另一端与被试电机连接，位置传感器、分度装置以及被试电机同轴转动，当被试电机的转子每一次转动时，位置传感器采集该次转动的转子位置角度，并将该次转动的转子位置角度发送至数据处理模块和电流控制模块。
进一步的，电流控制模块设定第二三相电流数据组的电流幅值为第一电流幅值；
分度装置以第一步长带动被试电机的转子以第二步长转动；
在转子每一次转动过程中，其中，
位置传感器采集在被试电机的静止状态下该次转动的转子位置角度，并发送至电流控制模块和数据处理模块，电流控制模块基于该次转动的转子位置角度计算得到该次转动的转子改变的电角度，并将第一电流幅值对应的第一最佳电流矢量相位角与该次转动的转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第二直流电流，并通过可控直流电源将第二直流电流输入被试电机的定子绕组，转矩传感器采集该次转动的电磁转矩，并发送至数据处理模块，数据处理模块获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩，以此类推，当转子转动360度后，数据处理模块获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值下的电磁转矩-转子位置曲线。
进一步的，设定第二三相电流数据组的第一电流幅值为Is1，对应的第一最佳电流矢量相位角为φopt1，电流控制模块根据三相电流公式，计算得到通入被试电机的定子绕组A相的第二A相直流电流IA2j、B相的第二B相直流电流IB2j以及C相的第二C相直流电流IC2j为：
IA2j=Is1×cos(φopt1+P×θj)；
IB2j=Is1×cos (φopt1+ P×θj-2/3π)；
IC2j=Is1×cos (φopt1+P×θj+2/3π)；
其中， p为被试电机的极对数，θj为被试电机转子第j次转动后的转子位置角度，P×θj为被试电机转子第j次转动后的电角度，IA2j为第j次转动的A相直流电流值，IB2j为第j次转动的B相直流电流值，IC2j为第j次转动的C相直流电流值。
进一步的，电流控制模块设定多组不同电流幅值的第三三相电流数据组，其中，
电流控制模块控制电流幅值不变，并设定为第一电流幅值，并确定第一电流幅值所对应的第一最佳电流矢量相位角，将第一最佳电流矢量相位角从-90到90度按照第二角度步长依次增加，当第一最佳电流矢量相位角每次叠加一个第二角度步长时，分度装置带动被试电机的转子按照第二步长转动到360度，其中，
在每一次转动过程中，位置传感器采集该次转动时的转子位置角度，
电流控制模块基于该次转动的转子位置角度确定该次转动转子改变的电角度，并将第一最佳电流矢量相位角叠加后的电流矢量相位角和该次转动转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第三直流电流，并通过可控直流电源将第三直流电流输入被试电机的定子绕组，转矩传感器采集该次转动的电磁转矩，并发送至数据处理模块，数据处理模块获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩，当被试电机的转子转动360度后，数据处理模块获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值下该次叠加后的电流角度下的电磁转矩-转子位置曲线，当第一最佳电流矢量相位角按照第二角度步长迭代增加完成后，获取第一电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
电流控制模块控制第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，数据处理模块获取第二电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
以此类推，数据处理模块获取每一个电流矢量相位角下一簇不同电流幅值下的电磁转矩和转子位置的关系曲线，拟合得到被试电机的电磁转矩相对转子位置、电流幅值和电流矢量相位角的高维曲面。
基于上述目的，本申请提供一种大功率同步电机电磁转矩测试方法，测试方法包括：
S1、设定多组不同电流幅值的第一三相电流数据组，每一组第一三相电流数据组具有相同的电流幅值，且具有多个不同的被试电机的电流矢量相位角，根据三相电流公式将每一组第一三相电流数据组基于不同的电流矢量相位角计算，得到每一个电流幅值所对应的多组第一直流电流；
S2、固定被试电机的转子且不能转动，对应每一个电流幅值，对被试电机的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，获取每一个电流幅值下的最大电磁转矩以及最大电磁转矩所对应的最佳电流矢量相位角，进而获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角；
S3、设定多组不同电流幅值的第二三相电流数据组，控制电流幅值不变，带动被试电机的转子转动，获取在被试电机的静止状态下每一次转动时的转子位置角度，并根据电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角和各次转动时转子改变的电角度确定一组电流矢量相位角，基于该组电流矢量相位角和电流幅值确定一组第二三相电流数据组，并根据三相电流公式计算得到对应的多组第二直流电流；
S4、对被试电机的定子绕组分别输入每一组第二直流电流，采集基于该组各个电流矢量相位角下的电磁转矩，拟合得到该电流幅值对应的电磁转矩-转子位置曲线；
S5、改变第二三相电流数据组的电流幅值，重复执行步骤S3和S4，得到不同电流幅值所对应的电磁转矩-转子位置曲线。
进一步的，测试方法还包括：
设定多组不同电流幅值的第三三相电流数据组，控制电流幅值不变，并设定为第一电流幅值，并确定第一电流幅值所对应的第一最佳电流矢量相位角，将第一最佳电流矢量相位角从-90到90度按照第二角度步长依次增加；
当第一最佳电流矢量相位角每次叠加一个第二角度步长时，分度装置带动被试电机的转子按照第二步长转动到360度，其中，
在每一次转动过程中，采集该次转动时的转子位置角度，基于该次转动的转子位置角度确定该次转动转子改变的电角度，并将第一最佳电流矢量相位角叠加后的电流矢量相位角和该次转动转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第三直流电流，将第三直流电流输入被试电机的定子绕组，获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩；
当被试电机的转子转动360度后，获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值下该次叠加后的电流角度下的电磁转矩-转子位置曲线，当第一最佳电流矢量相位角按照第二角度步长迭代增加完成后，获取第一电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
控制第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，获取第二电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
以此类推，获取每一个电流矢量相位角下一簇不同电流幅值下的电磁转矩和转子位置的关系曲线，拟合得到被试电机的电磁转矩相对转子位置、电流幅值和电流矢量相位角的高维曲面。
基于上述目的，本申请提供一种计算机设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行述存储器上所存放的计算机程序时，实现如权利要求上所述的方法的步骤。
本申请能够提供大功率同步电机电磁转矩的测试装置，该测试所需要的能耗大大降低，节能效果显著，降低测试成本，并且能够实现精确度更高的电磁转矩测试。
附图说明
图1是转子d-q坐标体系示意图；
图2是根据本申请实施例提供的大功率同步电机电磁转矩测试装置的系统框图；
图3是根据本申请实施例提供的大功率同步电机电磁转矩测试装置的结构示意图；
图4是根据本申请实施例提供的可控直流电源的示意图；
图5是根据本申请实施例提供的两相直流电流连接示意图；
图6是根据本申请实施例提供的大功率同步电机电磁转矩测试方法的流程示意图；
图7是根据本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述，但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
永磁同步电机的数学模型一般表示为：
；
；
；
式中，ud和uq分别为电机直轴和交轴电压，Ld和Lq分别为电机直轴和交轴电感，id和iq分别为电机直轴和交轴电流，we为电机转子的电角速度，p为电机的极对数，Te为电机的电磁转矩，rs为定子绕组相电阻，φd和φq分别为直轴磁链和交轴磁链，φf为电机的转子磁链。
在图1所示的电机转子的d-q坐标系统中，通常以直轴（d轴）为实轴，以交轴（q轴）为虚轴，则在该复平面上，电机的定子电流空间矢量可以表示为直轴与交轴电流分量形式：
；
其中，γ为转子坐标系中定子电流空间矢量与直轴夹角，is为定子电流幅值，那么有如下关系式：
；
。
对同步电机的直轴和交轴电流进行Clark和Park变换及逆变换得到电机三相定子绕组电流iA、iB、iC：
；
；
iα、iβ为变换过程的中间量，将定子电流直轴与交轴分量带入上式计算电磁转矩的表达式，经整理后得：
；
式中，φf为电机的转子磁链，对于转子上没有永磁体也没有电励磁的磁阻式同步电机来说，φf为0，γ为定子电流空间矢量与转子直轴间的夹角，实际就是定子三相合成磁动势空间矢量与转子空载磁链空间矢量之间的相位角。电磁转矩表达式Te式中的前半部分表示定子磁场与转子磁场相互作用产生的电磁转矩，其值与定转子磁场矢量的幅值及矢量之间的夹角正弦乘积成正比，式中的后半部分表明，只要存在定子电枢电流并且交轴与直轴的电感参数不等，就能够产生电磁转矩，这部分电磁转矩称为磁阻转矩，是因为交轴与直轴磁阻不同引起的，在普通凸极同步电机中存在磁阻转矩。由此可知，同步电机的电磁转矩与转速无关，由电机转子位置确定，基于此本申请提供静态测试条件下的同步电机电磁转矩的测量方法。
请参考图2，本申请实施例提供一种大功率同步电机电磁转矩测试装置，该测试装置包括可控直流电源21、分度装置22、转矩传感器23、电流控制模块24和数据处理模块25，其中，
电流控制模块24设定多组不同电流幅值的第一三相电流数据组，每一组第一三相电流数据组具有相同的电流幅值，且具有多个不同的被试电机26的电流矢量相位角，根据三相电流公式将每一组第一三相电流数据组基于不同的电流矢量相位角计算，得到每一个电流幅值所对应的多组第一直流电流；
分度装置22固定被试电机26的转子且不能转动，对应每一个电流幅值，可控直流电源21对被试电机26的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，转矩传感器23采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，输出至数据处理模块25，数据处理模块25获取每一个电流幅值下的最大电磁转矩以及最大电磁转矩所对应的最佳电流矢量相位角，进而获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角；
电流控制模块24设定多组不同电流幅值的第二三相电流数据组，其中，电流控制模块24控制电流幅值不变，分度装置22带动被试电机26的转子转动，电流控制模块24获取在被试电机26的静止状态下每一次转动时的转子位置角度，并根据电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角和各次转动时转子改变的电角度确定一组电流矢量相位角，基于该组电流矢量相位角和电流幅值确定一组第二三相电流数据组，并根据三相电流公式计算得到对应的多组第二直流电流，可控直流电源21对被试电机26的定子绕组分别输入每一组第二直流电流，转矩传感器23采集基于该组各个电流矢量相位角下的电磁转矩，并输出至数据处理模块25，数据处理模块25拟合得到该电流幅值对应的电磁转矩-转子位置曲线，改变第二三相电流数据组的电流幅值，得到不同电流幅值所对应的电磁转矩-转子位置曲线。
本申请提供一种被试电机26处于静态条件下的电磁转矩测量装置，通过分度装置22固定被试电机26的转子，使转子不能转动，使被试电机26处于静态测试条件下，改变每一组三相电流数据组的幅值以及电流矢量相位角，计算得到对应的多组直流电流，通过可控直流电源21对被试电机26的定子绕组分别输入多组直流电流，通过转矩传感器23采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，以获取每一个电流幅值下的最大电磁转矩以及最大电磁转矩所对应的最佳电流矢量相位角。在获取最佳电流矢量相位角的基础上，通过分度装置22带动被试电机26的转子转动，测量在被试电机26的静止状态下的转子位置角度，在转子转动过程中，获取各次转动的转子位置角度，通过各次转动的转子位置角度和最佳电流矢量相位角获取各个电流矢量相位角，以此计算得到直流电流，当对定子绕组通入直流电流时，使被试电机26产生电磁转矩，从而在电机处于静态条件下，通过转矩传感器23采集各个转子位置角度下的电磁转矩，进而得到被试电机26在各个电流幅值下的电磁转矩-转子位置曲线。常规的电机电磁转矩测试系统需要让被试电机运行在较高转速甚至达到额定转速，系统联轴的对中要求很高。对于高速被试电机而言，系统联轴的对中要求过于严苛，往往无法实现。基于该技术方案，不需要陪试电机及其对应的能耗装置或者能量回馈装置，仅用纯机械的分度装置实现，同时省去了将被试电机与陪试电机相互联轴的、与两个电机一起旋转运行的联轴装置。并且不需要被试电机旋转运行，采用被试电机静态条件下的测试方法，静态条件下的电机只存在绕组铜耗，没有铁耗等其它损耗，也没有负载，因此测试所需要的能耗大量降低。该测试方案大大降低了成本，并且提高了安全性，对于百千瓦甚至兆瓦级的大功率被试电机或者对于高速被试电机而言具有更加显著的优势。
分度装置22用以固定被试电机26的转子并使转子不能转动，以及带动转子转动。如图3所示的同步电机电磁转矩测试装置结构示意图。分度装置22可以固定被试电机26的转子，使其不能转动，以使转子的位置不变。
当分度装置22固定被试电机26的转子，使转子不能转动时，通过可控直流电源21对被试电机26的定子绕组分别输入多组直流电流。如图4所示的可控直流电源21结构示意图，可控直流电源21由输入的380V交流电源，通过可调自耦变压器和晶闸管全桥可控整流器的处理，经过滤波后输出可控直流电流。与常规的电机测试系统中的交流电流供电方式不同，该技术方案对被试电机26的定子绕组输入直流电流，直流电流的大小根据设定的三相交流电的电流幅值和电流矢量相位角，通过三相对称电流的公式计算得到。常规的电磁转矩测试系统测试环境的搭建造价高昂，即使使用已有的测试环境，被试电机仍然需要驱动器为其供电，驱动器的功率、耐压等级必须大于被试电机的视在功率和最高电压，因此其成本远大于被试电机。对于百千瓦甚至兆瓦级的大功率被试电机或者对于高速被试电机，驱动器成本高昂的问题更加严重，并且驱动器需与被试电机进行匹配调试。本申请中被试电机不需要驱动器供电，而是用小功率电源供电，因此大大降低了成本，也免除了被试电机与驱动器之间的匹配调试时间。对于百千瓦甚至兆瓦级大功率被试电机而言，常规的电机电磁转矩测试系统如果为陪试电机采用能耗装置，则测试过程中的能耗大于被试电机的功率，甚至达到百千瓦甚至兆瓦级；如果为陪试电机采用能量回馈装置，则测试过程中的能耗依然高达被试电机功率的20%左右，本申请采用小功率电流源供电，其能耗仅仅是被试电机的绕组电阻损耗，一般不到被试电机功率的5%，因此节能效果显著。
作为一种可选的实现方式，对电机转子处于任意初始位置的被试电机26，当分度装置22固定被试电机26的转子，使转子不能转动时，可控直流电源21对被试电机26的定子绕组分别输入多组第一直流电流。电流控制模块24设定第一电流幅值，将电流矢量相位角从0到360度按照第一角度步长依次增加，依次得到多个电流矢量相位角，根据第一电流幅值和多个电流矢量相位角得到对应的第一组第一三相电流数据组，根据三相电流公式基于电流幅值和各个电流矢量相位角进行计算，得到第一电流幅值对应的多组第一直流电流。可控直流电源21对被试电机26的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，当电机定子绕组通入直流电流后，被试电机26产生电磁转矩，在被试电机26处于静态条件下，转矩传感器23采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，并发送至数据处理模块25。数据处理模块25根据获取的基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值对应的第一电磁转矩与电流矢量相位角关系曲线，在第一电磁转矩与电流矢量相位角关系曲线中确定最大电磁转矩，以及最大电磁转矩所对应的第一最佳电流矢量相位角，进而确定第一电流幅值对应的第一最佳电流矢量相位角。电流控制模块24控制第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，数据处理模块25得到第二电流幅值对应的第二最佳电流矢量相位角，以此类推，数据处理模块25获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角。转矩传感器为常规的非接触应变式转矩传感器，可以测量正向、反向的电磁转矩值，体积小精度高，具备通讯功能。常规的电机测试系统电机动态运行控制时，通常电机转子位置角度是未知的，这会使得最佳电流矢量相位角难以匹配，而且电机在动态旋转过程中，由于实际运行工况的复杂性，将会导致动态下电机电磁转矩幅值和相位的失真，本方案在静态条件下获得被试电机26的电磁转矩的精确度更高。
作为一种可选的实现方式，电流控制模块24根据三相电流公式，计算得到通入被试电机26的定子绕组A相的第一A相直流电流IA1m、B相的第一B相直流电流IB1m以及C相的第一C相直流电流IC1m为：
IA1m=Ism× cosφ；
IB1m=Ism× cos(φ-2/3π)；
IC1m=Ism× cos(φ+2/3π)；
Ism=k× Is；
其中，m表示第几组，Ism为第m组第一三相电流数据组的电流幅值，k为系数，取值为0.1-1.5，Is为被试电机26的额定电流的根号2倍，φ为第一角度步长，根据实际情况进行设定。K取值的个数可根据测试要求设定。由上式可知，每一组直流电流IA1m、IB1m、IC1m，电流幅值根据k的取值而变化，对同一个k取值来说，即确定了直流电流的电流幅值。当Ism不变后，电流矢量相位角从0到360度按照第一角度步长φ均匀变化，获取得到多个第一A相直流电流值、第一B相直流电流以及第一C相直流电流值，通过系数k改变Ism的值，重复改变电流矢量相位角，得到不同Ism下的多个第一A相直流电流值、第一B相直流电流以及第一C相直流电流值。为了测试在故障情况下或特殊工况下的被试电机电磁转矩特性，可以将上述三相电流公式改为描述故障情况或特殊工况的电流公式。被试电机的电流如果按永磁无刷直流电机或开关磁阻电机的电流公式进行计算，而不用三相电流公式计算，本申请可以直接扩展应用到永磁无刷直流电机或开关磁阻电机。
作为一种可选的实现方式，可控直流电源21对被试电机26提供直流电流，当被试电机26采用星形接法时，中线不引出，因此无法对电机定子三相绕组的每一相输入直流电流，需要将三相绕组直流电流换算成两相直流电流，基于三相电流之和等于0的原则，计算输入对电机定子三相绕组的中任意两相的直流电流，通过两个直流可控电源分别输入计算得到的直流电流。比如，假设被试电机26定子三相绕组的电流iA、iB、iC为两正一负时，按照如图5所示的两相直流电流连接示意图，两个直流可控电源分别输入的电流为DC1、DC2，DC1对应A相电流iA，DC2对应B相电流iB。若中线引出，则不需要将三相绕组直流电流换算成两相直流电流，直接对定子绕组的每一相通入对应的直流电流。
作为一种可选的实现方式，如图2和图3所示，同步电机电磁转矩测试装置还包括位置传感器27和联轴器28，位置传感器27设置于分度装置22的输出套轴上，分度装置22通过输出套轴与转矩传感器23的一端连接，转矩传感器23的另一端与被试电机26连接，位置传感器27、分度装置22以及被试电机26同轴转动，当被试电机26的转子每一次转动时，位置传感器27采集该次转动的转子位置角度，并将该次转动的转子位置角度发送至数据处理模块25和电流控制模块24，以使数据处理模块25和电流控制模块24获取该次转动的转子位置角度。联轴器为常规的机械连接装置，本测试装置采用静态条件下的测试环境，无需高速联轴器，联轴器也无需动平衡。示例地，位置传感器27可以为通孔型编码器。在常规的电机电磁转矩测试系统中，被试电机需要安装一个转子位置传感器进行驱动控制，有的被试电机本身没有安装转子位置传感器，对于没有转子位置传感器的被试电机，需要采用无位置传感器控制方法，但是，这种控制方法在被试电机零速或低速以及大功率负载下性能很差，甚至失效。本技术方案不需要为被试电机安装转子位置传感器，就能够实现不同电枢反应下的电磁转矩测量，大大提高了被试电机的工作可靠性，且免除了为被试电机安装位置传感器或者调试位置传感器控制方法的时间。由于在分度装置上安装位置传感器，即使更换了被试电机，位置传感器也不需要更换，降低了测试成本。
作为一种可选的实现方式，在获取最佳电流矢量相位角的基础上，利用分度装置22带动被试电机26的转子转动，以定步长改变被试电机26的转子位置。电流控制模块24设定第二三相电流数据组的电流幅值为第一电流幅值。分度装置22以第一步长带动被试电机26的转子以第二步长转动。在转子每一次转动过程中，其中，位置传感器27采集在被试电机26的静止状态下该次转动的转子位置角度，并发送至电流控制模块24和数据处理模块25。电流控制模块24基于该次转动的转子位置角度计算得到该次转动的转子改变的电角度，并将第一电流幅值对应的第一最佳电流矢量相位角与该次转动的转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第二直流电流。可控直流电源21将第二直流电流输入被试电机26的定子绕组。可控直流电源21给被试电机26通电，被试电机26产生电磁转矩，转矩传感器23采集该次转动的电磁转矩，并发送至数据处理模块25。数据处理模块25获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩，以此类推，当转子转动360度后，数据处理模块25获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值下的电磁转矩-转子位置曲线。电流控制模块24控制第一电流幅值按照预设幅值步长递增第二电流幅值，同样的，基于上述测试方法，数据处理模块25得到第二电流幅值下的电磁转矩-转子位置曲线。以此类推，数据处理模块25获取每一个电流幅值所对应的电磁转矩-转子位置曲线。分度装置22以固定步长控制被试电机26的转子转动，能够精确改变被试电机26的转子位置。分度装置22的转动角度与被试电机26转子的转动角度行程存在比例关系，比如，二者的比例关系为40:1，即分度装置22的转动角度为40度时，被试电机26的转子的转动角度为1度。本方案在静态条件下进行电机电磁转矩测试，试验所需要的能耗大大降低。以一台额定功率为400kW的三相永磁同步电机为例，其额定电压10kV，额定电流26.4A，绕组相电阻为8.2Ω。常规测试系统能耗最高可达400kW，即使使用能量回收装置能耗也会达到80kW，本方案最大能耗仅仅17.1kW，仅占到被试电机功率的4.3%左右，由此可见节能效果显著。本方案可以测试不同结构同步电机的电磁转矩特性曲线，包括电励磁同步电机、永磁同步电机、磁阻同步电机、永磁辅助式磁阻同步电机等，具有较好的适用性。
作为一种可选的实现方式，设定第二三相电流数据组的第一电流幅值为Is1，对应的第一最佳电流矢量相位角为φopt1，电流控制模块24根据三相电流公式，计算得到通入被试电机26的定子绕组A相的第二A相直流电流IA2j、B相的第二B相直流电流IB2j以及C相的第二C相直流电流IC2j为：
IA2j=Is1×cos(φopt1+P×θj)；
IB2j=Is1×cos (φopt1+ P×θj-2/3π)；
IC2j=Is1×cos(φopt1+P×θj+2/3π)；
其中，p为被试电机26的极对数，θj为被试电机26转子第j次转动后的转子位置角度，P×θj为被试电机26转子第j次转动后的电角度，IA2j为第j次转动的A相直流电流值，IB2j为第j次转动的B相直流电流值，IC2j为第j次转动的C相直流电流值。控制改变第二三相电流数据组的电流幅值，可通过下面公式改变电流幅值：
Ism=k× Is。
作为一种可选的实现方式，电流控制模块24设定多组不同电流幅值的第三三相电流数据组，其中，电流控制模块24控制电流幅值不变，并设定为第一电流幅值，并确定第一电流幅值所对应的第一最佳电流矢量相位角，将第一最佳电流矢量相位角从-90到90度按照第二角度步长依次增加，当第一最佳电流矢量相位角每次叠加一个第二角度步长时，分度装置22带动被试电机26的转子按照第二步长转动到360度，其中，在每一次转动过程中，位置传感器27采集该次转动时的转子位置角度，电流控制模块24基于该次转动的转子位置角度确定该次转动转子改变的电角度，并将第一最佳电流矢量相位角叠加后的电流矢量相位角和该次转动转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第三直流电流。可控直流电源21将第三直流电流输入被试电机26的定子绕组，转矩传感器23采集该次转动的电磁转矩，并发送至数据处理模块25。数据处理模块25获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩。当被试电机26的转子转动360度后，数据处理模块25获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值下该次叠加后的电流角度下的电磁转矩-转子位置曲线，当第一最佳电流矢量相位角按照第二角度步长迭代增加完成后，获取第一电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线。电流控制模块24控制第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，同样的，基于上述测试方法，数据处理模块25获取第二电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线。以此类推，数据处理模块25获取每一个电流矢量相位角下一簇不同电流幅值下的电磁转矩和转子位置的关系曲线，拟合得到被试电机26的电磁转矩相对转子位置、电流幅值和电流矢量相位角的高维曲面。
请参考图6，本申请实施例提供一种大功率同步电机电磁转矩测试方法，该测试方法包括步骤：
S61、设定多组不同电流幅值的第一三相电流数据组，每一组第一三相电流数据组具有相同的电流幅值，且具有多个不同的被试电机26的电流矢量相位角，根据三相电流公式将每一组第一三相电流数据组基于不同的电流矢量相位角计算，得到每一个电流幅值所对应的多组第一直流电流；
S62、固定被试电机26的转子且不能转动，对应每一个电流幅值，对被试电机26的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，获取每一个电流幅值下的最大电磁转矩以及最大电磁转矩所对应的最佳电流矢量相位角，进而获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角；
S63、设定多组不同电流幅值的第二三相电流数据组，控制电流幅值不变，带动被试电机26的转子转动，获取在被试电机26的静止状态下每一次转动时的转子位置角度，并根据电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角和各次转动时转子改变的电角度确定一组电流矢量相位角，基于该组电流矢量相位角和电流幅值确定一组第二三相电流数据组，并根据三相电流公式计算得到对应的多组第二直流电流；
S64、对被试电机26的定子绕组分别输入每一组第二直流电流，采集基于该组各个电流矢量相位角下的电磁转矩，拟合得到该电流幅值对应的电磁转矩-转子位置曲线；
S65、改变第二三相电流数据组的电流幅值，重复执行步骤S63和S64，得到不同电流幅值所对应的电磁转矩-转子位置曲线。
作为一种可选的实现方法，测试方法还包括：
设定多组不同电流幅值的第三三相电流数据组，控制电流幅值不变，并设定为第一电流幅值，并确定第一电流幅值所对应的第一最佳电流矢量相位角，将第一最佳电流矢量相位角从-90到90度按照第二角度步长依次增加；
当第一最佳电流矢量相位角每次叠加一个第二角度步长时，分度装置22带动被试电机26的转子按照第二步长转动到360度，其中，
在每一次转动过程中，采集该次转动时的转子位置角度，基于该次转动的转子位置角度确定该次转动转子改变的电角度，并将第一最佳电流矢量相位角叠加后的电流矢量相位角和该次转动转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第三直流电流，将第三直流电流输入被试电机26的定子绕组，获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩；
当被试电机26的转子转动360度后，获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到第一电流幅值下该次叠加后的电流角度下的电磁转矩-转子位置曲线，当第一最佳电流矢量相位角按照第二角度步长迭代增加完成后，获取第一电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
控制第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，获取第二电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
以此类推，获取每一个电流矢量相位角下一簇不同电流幅值下的电磁转矩和转子位置的关系曲线，拟合得到被试电机26的电磁转矩相对转子位置、电流幅值和电流矢量相位角的高维曲面。
图7是本申请实施例提供的一种计算机设备的硬件结构示意图。图7所示的计算机设备包括：处理器71、通信接口72、存储器73和通信总线74，处理器71、通信接口72、存储器73通过通信总线74完成相互间的通信。其中，图7所示的处理器71、通信接口72、存储器73之间的连接方式仅仅是示例性的，在实现过程中，处理器71、通信接口72、存储器73也可以采用除了通信总线74之外的其他连接方式彼此通信连接。
存储器73可以用于存储计算机程序731，计算机程序731可以包括指令和数据，实现如上所述大功率同步电机电磁转矩测试方法的步骤。在本申请实施例中，存储器73可以是各种类型的存储介质，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、非易失性RAM（non- volatile RAM，NVRAM）、可编程ROM(programmable ROM，PROM)、可擦除PROM（erasable PROM，EPROM)、电可擦除PROM(electrically erasablePROM，EEPROM)、闪存、光存储器和寄存器等。存储器73可以包括硬盘和/或内存。
处理器71可以是通用处理器，通用处理器可以是通过读取并执行存储器(例如存储器73)中存储的计算机程序(例如计算机程序731)来执行特定步骤和/或操作的处理器，通用处理器在执行所述步骤和/或操作的过程中可能用到存储在存储器(例如存储器73中的数据。通用处理器可以是，例如但不限于中央处理器（centralprocessing unit，CPU）。此外，处理器71也可以是专用处理器，专用处理器可以是专门设计的用于执行特定步骤和/或操作的处理器，专用处理器可以是，例如但不限于，ASIC和FPGA等。此外，处理器71还可以是多个处理器的组合，例如多核处理器。
通信接口72，可以包括输入/输出(input/output，I/O)接口、物理接口和逻辑接口等用于实现网络设备内部的器件互连的接口，以及用于实现网络设备与其他设备(例如网络设备)互连的接口。通信网络可以为以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等。通信接口72可以是模块、电路、收发器或者任何能够实现通信的装置。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器71中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器73，处理器71读取存储器73中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述大功率同步电机电磁转矩测试方法。
尽管为示例目的，已经公开了本申请的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本申请的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (7)

1.一种大功率同步电机电磁转矩测试装置，其特征在于，所述测试装置包括可控直流电源、分度装置、转矩传感器、电流控制模块和数据处理模块，其中，
所述电流控制模块设定多组不同电流幅值的第一三相电流数据组，每一组第一三相电流数据组具有相同的电流幅值，且具有多个不同的被试电机的电流矢量相位角，根据三相电流公式将每一组第一三相电流数据组基于不同的电流矢量相位角计算，得到每一个电流幅值所对应的多组第一直流电流；
所述分度装置固定所述被试电机的转子且不能转动，对应每一个电流幅值，所述可控直流电源对所述被试电机的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，所述转矩传感器采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，输出至所述数据处理模块，所述数据处理模块获取每一个电流幅值下的最大电磁转矩以及最大电磁转矩所对应的最佳电流矢量相位角，进而获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角；
所述电流控制模块设定多组不同电流幅值的第二三相电流数据组，其中，所述电流控制模块控制电流幅值不变，所述分度装置带动所述被试电机的转子转动，所述电流控制模块获取在所述被试电机的静止状态下每一次转动时的转子位置角度，并根据电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角和各次转动时转子改变的电角度确定一组电流矢量相位角，基于该组电流矢量相位角和电流幅值确定一组第二三相电流数据组，并根据三相电流公式计算得到对应的多组第二直流电流，所述可控直流电源对所述被试电机的定子绕组分别输入每一组第二直流电流，所述转矩传感器采集基于每一组各个电流矢量相位角下的电磁转矩，并输出至所述数据处理模块，所述数据处理模块拟合得到该电流幅值对应的电磁转矩-转子位置曲线，改变第二三相电流数据组的电流幅值，得到不同电流幅值所对应的电磁转矩-转子位置曲线；
所述测试装置还包括位置传感器和联轴器，所述位置传感器设置于所述分度装置的输出套轴上，所述分度装置通过输出套轴与所述转矩传感器的一端连接，所述转矩传感器的另一端与所述被试电机连接，所述位置传感器、所述分度装置以及所述被试电机同轴转动，当所述被试电机的转子每一次转动时，所述位置传感器采集该次转动的转子位置角度，并将该次转动的转子位置角度发送至所述数据处理模块和所述电流控制模块；
所述电流控制模块设定多组不同电流幅值的第三三相电流数据组，其中，
所述电流控制模块控制电流幅值不变，并设定为第一电流幅值，并确定第一电流幅值所对应的第一最佳电流矢量相位角，将所述第一最佳电流矢量相位角从-90到90度按照第二角度步长依次增加，当所述第一最佳电流矢量相位角每次叠加一个第二角度步长时，所述分度装置带动所述被试电机的转子按照第二步长转动到360度，其中，
在每一次转动过程中，所述位置传感器采集该次转动时的转子位置角度，
所述电流控制模块基于该次转动的转子位置角度确定该次转动转子改变的电角度，并将所述第一最佳电流矢量相位角叠加后的电流矢量相位角和该次转动转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第三直流电流，并通过所述可控直流电源将所述第三直流电流输入所述被试电机的定子绕组，所述转矩传感器采集该次转动的电磁转矩，并发送至所述数据处理模块，所述数据处理模块获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩，当所述被试电机的转子转动360度后，所述数据处理模块获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到所述第一电流幅值下该次叠加后的电流角度下的电磁转矩-转子位置曲线，当第一最佳电流矢量相位角按照第二角度步长迭代增加完成后，获取第一电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
所述电流控制模块控制所述第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，所述数据处理模块获取第二电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
以此类推，所述数据处理模块获取每一个电流矢量相位角下一簇不同电流幅值下的电磁转矩和转子位置的关系曲线，拟合得到被试电机的电磁转矩相对转子位置、电流幅值和电流矢量相位角的高维曲面。
2.如权利要求1所述的大功率同步电机电磁转矩测试装置，其特征在于，所述电流控制模块设定第一电流幅值，将电流矢量相位角从0到360度按照第一角度步长依次增加，依次得到多个电流矢量相位角，根据所述第一电流幅值和多个电流矢量相位角得到对应的第一组第一三相电流数据组，根据三相电流公式基于电流幅值和各个电流矢量相位角进行计算，得到所述第一电流幅值对应的多组第一直流电流；
所述可控直流电源对所述被试电机的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，所述转矩传感器采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，并发送至所述数据处理模块；
所述数据处理模块根据获取的基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，拟合得到所述第一电流幅值对应的第一电磁转矩与电流矢量相位角关系曲线，在所述第一电磁转矩与电流矢量相位角关系曲线中确定最大电磁转矩，以及最大电磁转矩所对应的第一最佳电流矢量相位角，进而确定第一电流幅值对应的第一最佳电流矢量相位角；
所述电流控制模块控制所述第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，所述数据处理模块得到第二电流幅值对应的第二最佳电流矢量相位角，以此类推，所述数据处理模块获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角。
3.如权利要求2所述的大功率同步电机电磁转矩测试装置，其特征在于，
所述电流控制模块根据三相电流公式，计算得到通入被试电机的定子绕组A相的第一A相直流电流IA1m、B相的第一B相直流电流IB1m以及C相的第一C相直流电流IC1m为：
IA1m=Ism× cosφ；
IB1m=Ism× cos(φ-2/3π)；
IC1m=Ism× cos(φ+2/3π)；
Ism =k× Is；
其中，m表示第几组，Ism为第m组第一三相电流数据组的电流幅值，k为系数，取值为0.1-1.5，Is为被试电机的额定电流的根号2倍，φ为第一角度步长；
当Ism不变后，电流矢量相位角从0到360度按照第一角度步长φ均匀变化，获取得到多个第一A相直流电流值、第一B相直流电流以及第一C相直流电流值；
通过系数k改变Ism的值，重复改变电流矢量相位角，得到不同Ism下的多个第一A相直流电流值、第一B相直流电流以及第一C相直流电流值。
4.如权利要求2所述的大功率同步电机电磁转矩测试装置，其特征在于，所述电流控制模块设定第二三相电流数据组的电流幅值为第一电流幅值；
所述分度装置以第一步长带动所述被试电机的转子以第二步长转动；
在所述转子每一次转动过程中，其中，
所述位置传感器采集在所述被试电机的静止状态下该次转动的转子位置角度，并发送至所述电流控制模块和所述数据处理模块，所述电流控制模块基于该次转动的转子位置角度计算得到该次转动的转子改变的电角度，并将所述第一电流幅值对应的第一最佳电流矢量相位角与该次转动的转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第二直流电流，并通过所述可控直流电源将所述第二直流电流输入所述被试电机的定子绕组，所述转矩传感器采集该次转动的电磁转矩，并发送至所述数据处理模块，所述数据处理模块获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩，以此类推，当转子转动360度后，所述数据处理模块获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到所述第一电流幅值下的电磁转矩-转子位置曲线。
5.如权利要求4所述的大功率同步电机电磁转矩测试装置，其特征在于, 设定第二三相电流数据组的第一电流幅值为Is1，对应的第一最佳电流矢量相位角为φopt1，所述电流控制模块根据三相电流公式，计算得到通入被试电机的定子绕组A相的第二A相直流电流IA2j、B相的第二B相直流电流IB2j以及C相的第二C相直流电流IC2j为：
IA2j=Is1× cos(φopt1+P× θj)；
IB2j=Is1× cos (φopt1+ P× θj -2/3π)；
IC2j=Is1× cos (φopt1+P× θj +2/3π)；
其中，p为被试电机的极对数，θj为被试电机转子第j次转动后的转子位置角度，P×θj为被试电机转子第j次转动后的电角度，IA2j为第j次转动的A相直流电流值，IB2j为第j次转动的B相直流电流值，IC2j为第j次转动的C相直流电流值。
6.一种大功率同步电机电磁转矩测试方法，其特征在于，所述测试方法采用如权利要求1-5任一所述的大功率同步电机电磁转矩测试装置，所述测试方法包括步骤：
S1、设定多组不同电流幅值的第一三相电流数据组，每一组第一三相电流数据组具有相同的电流幅值，且具有多个不同的被试电机的电流矢量相位角，根据三相电流公式将每一组第一三相电流数据组基于不同的电流矢量相位角计算，得到每一个电流幅值所对应的多组第一直流电流；
S2、固定所述被试电机的转子且不能转动，对应每一个电流幅值，对所述被试电机的定子绕组分别输入每一组第一直流电流，采集基于各个电流矢量相位角下的电磁转矩，获取每一个电流幅值下的最大电磁转矩以及最大电磁转矩所对应的最佳电流矢量相位角，进而获取每一个电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角；
S3、设定多组不同电流幅值的第二三相电流数据组，控制电流幅值不变，带动所述被试电机的转子转动，获取在所述被试电机的静止状态下每一次转动时的转子位置角度，并根据电流幅值所对应的最佳电流矢量相位角和各次转动时转子改变的电角度确定一组电流矢量相位角，基于该组电流矢量相位角和电流幅值确定一组第二三相电流数据组，并根据三相电流公式计算得到对应的多组第二直流电流；
S4、对所述被试电机的定子绕组分别输入每一组第二直流电流，采集基于该组各个电流矢量相位角下的电磁转矩，拟合得到该电流幅值对应的电磁转矩-转子位置曲线；
S5、改变第二三相电流数据组的电流幅值，重复执行步骤S3和S4，得到不同电流幅值所对应的电磁转矩-转子位置曲线；
所述测试方法还包括：
设定多组不同电流幅值的第三三相电流数据组，控制电流幅值不变，并设定为第一电流幅值，并确定第一电流幅值所对应的第一最佳电流矢量相位角，将所述第一最佳电流矢量相位角从-90到90度按照第二角度步长依次增加；
当所述第一最佳电流矢量相位角每次叠加一个第二角度步长时，所述分度装置带动所述被试电机的转子按照第二步长转动到360度，其中，
在每一次转动过程中，采集该次转动时的转子位置角度，基于该次转动的转子位置角度确定该次转动转子改变的电角度，并将所述第一最佳电流矢量相位角叠加后的电流矢量相位角和该次转动转子改变的电角度的之和作为该次转动的电流矢量相位角，利用三相电流公式，根据第一电流幅值和该次转动的电流矢量相位角，计算得到第三直流电流，将所述第三直流电流输入所述被试电机的定子绕组，获取该次转动的转子位置角度下的电磁转矩；
当所述被试电机的转子转动360度后，获取各个转子位置角度下的电磁转矩，拟合得到所述第一电流幅值下该次叠加后的电流角度下的电磁转矩-转子位置曲线，当第一最佳电流矢量相位角按照第二角度步长迭代增加完成后，获取第一电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
控制所述第一电流幅值按照预设幅值步长递增至第二电流幅值，获取第二电流幅值下的任一电流矢量相位角下的电磁转矩-转子位置曲线；
以此类推，获取每一个电流矢量相位角下一簇不同电流幅值下的电磁转矩和转子位置的关系曲线，拟合得到被试电机的电磁转矩相对转子位置、电流幅值和电流矢量相位角的高维曲面。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的所述计算机程序时，实现如权利要求6所述的方法的步骤。
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