电励磁同步电机参数测量方法探讨

图2 把F按向量关系分成Fad、和Faq
图3 电机定子一相等效电路 图4 动态等效电路图 图1 凸极同步电动机基本模型
2.1 凸极同步电动机稳态数学模型 由于波导管的直线度直接影响裂 缝的深度尺寸，所以对校弯后的波导管 进行开缝加工时，必须通过装夹保证波 导管在开缝加工中的直线度。由于波导 的刚性较差，工装设计时需避免装夹变 形，工装压紧点的选择与装配阶段裂缝 波导安装点的位置尽可能一致。为保证 波导管装夹后的直线度，在将工装安装 到位后，先对工装上的定位面进行精铣 加工，消除工件安装基准面定位误差。 3.4 裂缝波导预先反变形法加工过 程 采用预先反变形法之后，裂缝波导 的加工工艺过程为： (1)原材料波导管通过下料获得足 够的尺寸； (2)钳工对波导管宽边进行校直； (3)通过校弯工装对波导管窄边进
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电励磁同步电机参数测量方法探讨
三峡大学电气与新能源学院 郭攀锋 彭 程 郝放放
【摘要】随着生产实践对同步电机各种动态性能的计算不断提出新的要求，关于电励磁同步电机参数测量的研究引起了人们的极大关注，电机参数的准确获取对 于电力系统分析以及交流传动控制具有非常重要的意义。本文以电励磁凸极同步电机为例，结合电机模型，用试验的方法来讨论同步电机参数测量方法。 【关键词】同步电机；参数测量；在线辨识
参考文献 [1]叶尚辉,赵有鑫.天线结构设计手册[M].西安电子科 技大学出版社. [2]孙训方,方孝淑,等.材料力学[M].人民教育出版社. [3]王广东.相控阵列天线框架结构设计规范[M].206内 部资料. 作者简介： 颜琦赟（1972—），江苏南京人，技 师，主要从事微波器件精密加工技术研究。
(1)电动势平衡方程 同步电动机在正常运行时，电枢反 应磁动势的幅值有可能既不在纵轴上， 也不在横轴上，这时，我们把电枢反应 磁动势分解成两部分：一部分幅值在纵 轴上，称其为电枢反应磁动势的纵轴分 量；一部分幅值在横轴上，称其为电枢 反应磁动势的横轴分量[3]。用空间矢量 Fa、Fad、Faq分别表示电枢反应磁动势、 电枢反应磁动势的纵轴分量、横轴分 量，则Fa=Fad+Faq，如图2所示：
2 U B = U N IB = 2I N 3 ZB = UN U = B 3I N I B
umax 42.56 = = 12.14Ω imin 3.505 u 37.9 X qu = min = = 7.58Ω imax 5 X du = xdu = X d 12.14 = = 1.518 ZB 8
'' xd =
(3)电机一相等效电路 从图3中，据分析可得同步电抗的 值：
xd = xσ 1 + xad xq = xσ 1 + xaq
2.2 动态模型 电机内都有磁场储能，当运行情况 发生变化时，此磁场储能不能跃变，而 要逐步地改变，于是在原先的运行状态 与新的稳定状态之间，就有一段电磁瞬 态过程[4]。从参考文献中电压方程和磁 链方程可得出动态时同步电机d轴和q轴 等效电路图如图4所示：
1.引言 近年来，同步电机越来越被人们关 注，同时许多学者也开始了对同步电机 参数的研究。因为，准确的同步电机参 数是研究分析电力系统运行和控制系统 设计的前提。同步电机参数分为稳态参 数和瞬变参数。其中，反映同步电机暂 态过程的瞬变参数与电力系统的稳定性 有着密切的关系，电网的故障计算，都 需要准确的瞬变参数[1]。 2.同步电机模型建立 本文以电励磁凸极同步电机为研 究对象。同步电动机数学模型的假设条 件为 [2] ：(1)定子三相绕组空间对称分 布，转子对直轴和交轴对称，把阻尼绕 组简化为直、交轴两个独立的等效阻尼 绕组，并短接，直轴气隙磁势和磁通密 度在空间作正弦分布；(2)忽略磁路饱 和效应，磁滞及铁芯损耗；(3)忽略温 度对电动机参数的影响；(4)采用电动 机惯例设定正方向。
其中： X q = X aq + X σ 1 X d = X ad + X σ 1 (2)磁动势平衡方程式： Fδ = F + F + F (都为矢量)
•
f1
ad
aq
3.参数测量方法及试验结果 从前面已经提过，在测量同步电机 参数中，主要是电抗和时间常数。一般 阵雷达裂缝波导以试验件进行了对比试 验，加工变形情况得到较好控制，加工 效果提高明显。该方法提高了裂缝波导 的加工质量，保证了雷达产品的性能， 在波导成形和裂缝加工上取得较大进 展，同时也为精密零件加工提供了一些 新的思路。
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在电机稳态时，时间常数不用计算，不 作为电机测评的参数。在动态时，我们 要结合电机等效电路图以及等值电路来 测量电抗等和计算时间常数[5]。 实验过程中由一台西门子6RA70直 流调速系统控制的直流电动机作为原动 机，单相调压器和单相二极管整流器组 合提供可变直流励磁电流；实验中使用 100MHz示波器进行波形摄录以及数字信 号采集，用Matlab7.0.4软件进行数值 分析得出实验结果。 3.1 电机的相关参数 额定值：PN=15kW UN=380V/220V IN=27.5A If=7.1A f=50Hz nN=1500rpm cosϕ ≤ 1 标么值：本测量过程计算参数采用 标幺值，这样可以使基于微处理器的控 制算法处理起来比较方便，其中，U N， I N分别为电枢绕组线电压和线电流的额 定有效值。
行校弯，产生预先反变形； (4)利用专用工装对波导管进行装 夹； (5)数控铣进行波导管开缝加工。 4.试验结果分析 继续以某型号相控阵雷达的裂缝波 导为试验件，采用预先反变形法加工后 的裂缝波导直线度均小于1.2mm/全长， 加工变形得到很大改善，达到了设计要 求，也降低了后续加工、装配的难度。 采用该工艺方法批量生产的某型号雷达 经电气测试，完全满足性能要求。 5.结论 裂缝波导是相控阵体制雷达中的 重要部件，其加工精度的保证是相控阵 雷达生产中的关键技术之一。针对其加 工变形问题，本文首次将预先反变形法 引入到裂缝波导加工中。以某型号相控