一種基于電壓積分法測試永磁電機電抗參數的裝置制造方法及圖紙

一種基于電壓積分法測試電機電抗參數的裝置，包括數字磁通計、無感電阻、整流橋、滑線變阻箱、空氣開關、電流表。無感電阻組成網絡，其中每四個相等阻值的無感電阻組成一個電阻網絡來作為一個測量檔，且測量檔的大小與無感電阻阻值相同，例如，四個０．１Ω無感電阻組成的電阻網絡作為０．１Ω測量檔。當被測電機的定子電阻阻值不超過２．７４Ω時，利用三個電阻網絡形成的測量檔（即０．１Ω檔、０．５Ω檔、２Ω檔）來測量，每檔內的電阻通過空氣開關的不同方式組合（即Ｓ４、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１匹配）來實現。本裝置具有操作簡單、測量精度高、測試范圍大，適應性強等優點。同時，考慮飽和及交叉飽和因素，將電機與實際運行狀態很好地結合起來。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電機電抗參數的測試裝置，特別涉及一種基于電壓積分法測試電機電抗參數的裝置。
技術介紹
目前用于測量稀土永磁電機交、直軸電抗參數的測試主要有直接負載法、直流衰減法、以及各種辨識方法，但都存在著很多不足，如直接負載法存在測試量較多的麻煩和功角測試的困難；直流衰減法則需要用到計算機采樣和系統辨識技術，過程也較復雜。同時，上述方法僅局限于利用實驗室有限的元器件搭建的基礎上，并沒有涉及到可重復性和精度，專門應用于實際工程上的測試儀器未見報道。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本技術基于電壓積分法的永磁電機電抗測試原理，提供了一種操作簡單、測量精度高、測量范圍大、適應性強的永磁電機電抗參數測試裝置。本技術的實現原理如下1、電壓積分法基本原理對永磁同步電機電抗參數的測量，也就是對電感的測量。當電感中流過的電流為I時，產生的磁鏈為ψ，則電感為L=ψI---(1)]]>為了測出電感中的磁鏈，可將電感通過電阻R短路，并對電阻兩端電壓積分，則電感中的磁鏈為Ψ=∫0∞udt=∫0∞Ridt---(2)]]>所以L=(∫0∞udt)/I0---(3)]]>這里I0為電流初始值，u為回路中電阻上的電壓值。這樣電感的測量就轉化為對電壓的積分。電壓積分法的電路原理如圖1所示。測量前，將開關S合上，調節R2、R3和R4使電橋平衡，積分器讀數為零，這時滿足RR2=R3R4---(4)]]> R為電感自身的電阻。然后將開關打開，電橋構成一個直流衰減回路，用電壓積分器積分兩端的直流衰減電壓，得到讀數ψ，ψ足以下關系∫0∞i(R+R2+R3+R4)dt=LI0---(5)]]>所以L=(R+R2+R3+R4)ψ(R2+R4)I0---(6)]]>2、交、直軸同步電抗Xq、Xd的測量原理測量永磁同步電機交、直軸參數時，其電樞繞組的連接法如圖2、圖3所示。在dq0坐標系下，經理論推導得X=ω1L2---(7)]]>式中ω1——永磁同步電機的實際運行時的電角頻率；當測量直軸電抗時，X為直軸電抗值，當測量交軸電抗時，X為交軸電抗值。本技術裝置包括數字磁通計、無感電阻、整流橋、滑線變阻箱、空氣開關、電流表。無感電阻組成網絡，其中每四個相等阻值的無感電阻組成一個電阻網絡來作為一個測量檔，且測量檔的大小與無感電阻阻值相同，例如，四個0.1Ω無感電阻組成的電阻網絡作為0.1Ω測量檔。當被測電機的定子電阻阻值不超過2.74Ω時，利用三個電阻網絡形成的測量檔(即0.1Ω檔、0.5Ω檔、2Ω檔)來測量，每檔內的電阻通過空氣開關的不同方式組合(即S4、S3、S2、S1匹配)來實現。在0.1Ω檔無感電阻網絡中，空氣開關S1一端與R1一端、R2一端相連接，另一端與0.1Ω檔無感電阻網絡輸入端、R4一端、S2一端相連，S2另一端與R3一端，out2相連，S3一端與R4另一端、S4一端相連，S3另一端與R2另一端相連，S4另一端與R3另一端、R1另一端、out1相連。在0.5Ω檔無感電阻網絡中，S5一端與R5一端、R6一端相連，S5另一端與S6一端、R8一端、0.5Ω檔無感電阻網絡輸入端相連接，S6另一端與out4、R7一端相連，S7一端與R8另一端相連，S7另一端與R5另一端、R7另一端、out3相連，R6另一端與out5相連。在2Ω檔無感電阻網絡中，空氣開關S8一端與2Ω檔無感電阻網絡輸入端、R12一端、S9一端相連接，S8另一端與R10一端、R9一端相連，S9另一端與輸出out7、R11一端相連接，S10一端與R12另一端、S11一端相連，S10另一端與R10另一端連接，S11另一端與R9另一端、R11另一端、輸出out6相連。測量時，可以選擇不同的輸出(out1或out2)，再調節滑線變阻箱實現裝置內電橋的平衡，然后根據公式(6)計算電感值。當定子電阻阻值超過2.74Ω時，實現裝置內電橋的平衡則直接改用30Ω滑線變阻箱和1Ω微調變阻器。同時，為了計算和調節平衡方便，使R3和R4具有相同的溫度系數和阻值。由于不同電機定子電阻阻值不同，故采用多個電阻網絡分檔測量，每個電阻網絡測量一檔，各檔之間的切換通過換檔開關實現。在測試過程中，既有一決定直軸(測直軸參數時)或交軸(測交軸參數時)飽和的恒定直流電流I1，又有一考慮交叉飽和的交軸(測直軸參數時)或直軸(測交軸參數時)恒定直流電流I2，這些直流電流都可以隨意調節，因此，它能測得電機在任意工作狀況(任意交、直軸電流)下參數變化的規律，如圖12，圖13所示。與原有的永磁電機電抗參數測試方法相比，本技術具有操作簡單、測量精度高、測試范圍大，適應性強等優點。同時，考慮飽和及交叉飽和因素，將電機與實際運行狀態很好的結合起來。附圖說明圖1是電壓積分法永磁電機電抗參數測試原理圖；圖2是測量交軸電抗參數時判斷電樞合成磁動勢軸線方向與轉子直軸重合的電樞連接圖；圖3是測量直軸電抗參數時判斷電樞合成磁動勢軸線方向與轉子直軸重合的電樞連接圖；圖4是本技術裝置結構的主視圖；圖5是本技術裝置結構的右視圖；圖6是本技術裝置結構的左視圖；圖7是電阻網絡線路圖；圖8是電阻網絡分檔原理圖；圖9是測量直軸電抗參數時的線路接線圖；圖10是測量交軸電抗參數時的線路接線圖；圖11是表示測試方法的流程圖；圖12是計及交軸電流對直軸電抗參數影響后所測得某樣機的直軸電抗參數變化規律；圖13是計及直軸電流對交軸電抗參數影響后所測得某樣機的交軸電抗參數變化規律；其中，1為磁通計，2為直(或交)軸回路中電流表，3為微調滑線變阻器，4為直(或交)軸衰減回路中數字電壓表，5為2Ω檔開關，6為0.5Ω檔開關，7為0.1Ω檔開關，8為儀表供電開關，9為無感電阻接入端子，10為2Ω檔接線柱，11為0.5Ω檔接線柱，12為0.1Ω檔接線柱，13為選檔接線柱，14為回路開關，15為交(或直)軸衰減回路中電流表，16為直(或交)軸耦合回路中電流表，17為直(或交)軸回路中供電電源電壓表，18為滑線變阻箱，19為儀表供電電源插頭端，20為直(或交)軸回路電流輸入輸出端，21為交(或直)軸回路電流輸入輸出端，22為直(或交)軸回路三相可調電源輸入端，23為交(或直)軸回路三相可調電源輸入端，24為電源層。具體實施方式以下結合附圖對本技術進行詳細說明。本技術裝置包括磁通計、積分器、無感電阻、整流橋、滑線變阻箱、空氣開關、電流表。本技術裝置采用箱式結構，如圖4～圖6所示。電阻網絡分檔原理圖如圖8所示，空氣開關S1一端與R1一端、R2一端相連接，另一端與0.1Ω檔無感電阻網絡輸入端、R4一端、S2一端相連，S2另一端與R3一端，out2相連，S3一端與R4另一端、S4一端相連，S3另一端與R2另一端相連，S4另一端與R3另一端、R1另一端、out1相連；S5一端與R5一端、R6一端相連，S5另一端與S6一端、R8一端、0.5Ω檔無感電阻網絡輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于電壓積分法測試永磁電機電抗參數的裝置，包括數字磁通計、無感電阻、滑線變阻箱、空氣開關、電流表，其特征在于無感電阻組成網絡，每檔內的電阻通過空氣開關的不同方式組合：在０．１Ω檔無感電阻網絡中，空氣開關Ｓ↓［１］一端與Ｒ↓［１］ 一端、Ｒ↓［２］一端相連接，另一端與０．１Ω檔無感電阻網絡輸入端、Ｒ↓［４］一端、Ｓ↓［２］一端相連，Ｓ↓［２］另一端與Ｒ↓［３］一端，ｏｕｔ２相連，Ｓ↓［３］一端與Ｒ↓［４］另一端、Ｓ↓［４］一端相連，Ｓ↓［３］另一端與Ｒ↓［２］另一端相連，Ｓ↓［４］另一端與Ｒ↓［３］另一端、Ｒ↓［１］另一端、ｏｕｔ１相連；在０．５Ω檔無感電阻網絡中，Ｓ↓［５］一端與Ｒ↓［５］一端、Ｒ↓［６］一端相連，Ｓ↓［５］另一端與Ｓ↓［６］一端、Ｒ↓［８］一端、０．５Ω檔無感電阻網絡輸入端相 連接，Ｓ↓［６］另一端與ｏｕｔ４、Ｒ↓［７］一端相連，Ｓ↓［７］一端與Ｒ↓［８］另一端相連，Ｓ↓［７］另一端與Ｒ↓［５］另一端、Ｒ↓［７］另一端、ｏｕｔ３相連，Ｒ↓［６］另一端與ｏｕｔ５相連；在２Ω檔無感電阻網絡中，空氣開關Ｓ↓［８ ］一端與２Ω檔無感電阻網絡輸入端、Ｒ↓［１２］一端、Ｓ↓［９］一端相連接，Ｓ↓［８］另一端與Ｒ↓［１０］一端、Ｒ↓［９］一端相連，Ｓ↓［９］另一端與輸出ｏｕｔ７、Ｒ↓［１１］一端相連接，Ｓ↓［１０］一端與Ｒ↓［１２］另一端、Ｓ↓［１１］一端相連，Ｓ↓［１０］另一端與Ｒ↓［１０］另一端連接，Ｓ↓［１１］另一端與Ｒ↓［９］另一端、Ｒ↓［１１］另一端、輸出ｏｕｔ６相連。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐任遠，姜代維，張立偉，許雪峰，
申請(專利權)人：沈陽工業大學，
類型：實用新型
國別省市：89[中國|沈陽]