永磁电机专恶异步起动永磁同步电动机堵转转矩测试方法研究安忠良牛英力赵丹群唐任远《沈阳工业大学特种电机研究所，沈阳110023)摘要由于异步起动永磁同步电动机的堵转转矩很难测试，经常造成测试仪器损坏而且测试结果精度不够.本文通过分析异步起动永磁同步电动机的起动过程，提出用反转法测试异步起动永磁同步电动机的堵转转矩，通过试验验证，取得了较好的效果.关键词:异步起动;永磁同步电动机;堵转转矩;测试StudyonTestingMethodofpLocked-rotorTorqueofLine-startPermanentMagnetSynchronousMotorAnZhongliangNiuYngliZhaoDanqunTangRenyaan(NationalRare-EarthPermanentMagnetElectricalMachinesEngineeringResearchCenter,Shenyang110023)AbstractAsthetestoflocked-rotortorqueoftheline-startpermanentmagnetsynchronousmotorisverydifficult,itusuallycausesthebreakageofthetestingequipment,andtheaccuracyoftestingresultisn'tenough.Thispape(putsforwardthatthelocked-rotortorqueofline-startpermanentmagnetsynchronousmotorcanbetestedbyreversingmethod,throughtheanalysisofthestartingpressofline-startpermanentmagnetsynchronousmotor.ThismethodgetsgoodresultsthroughexperimentalverificationKeywords:line-start;permanentmagnetsynchronousmotor;locked-rotor;torque;test外施电压的关系曲线(图3)。若堵转试验时的最大电压在0.9-1.1倍额定电压范围内。堵转转矩可以由图3中的堵转特性曲线查找，如果电压低于0.91引言异步起动永磁同步电动机在起动过程中振动剧烈，用传统的测试方法测堵转转矩会造成仪器损坏严重并且很难测准。本文通过分析异步起动永磁同步电动机的起动过程，提出用反转法测试永磁同步电动机的堵转转矩，通过试验验证，在保护仪器设备和测试精度上取得了较好的效果。倍的额定电压，则需要做tgfrc=l(IgUO曲线，从最八‘.N)、1卜2异步起动永磁同步电动机的起动过程由于平均转矩和脉动转矩的存在，使得异步起动永磁同步电动机在起动时会产生一系列复杂的振荡过程。图I为某台异步起动永磁同步电动机实测的T-t曲线，图2为实测的T-n曲线。感应电动机测试堵转转矩时将电机的转子堵住，测取堵转特性曲线，即堵转时的电流、转矩和tiS图1T-t曲线2007年第1。期电气技木135永磁电机专盈大电流点延长曲线，并查取堵转电流。此时，堵转转矩按下式求取线如图5所示.倒向电路用的是具有4个抽头的电阻箱，“，“+一”“+”是3个定点，其中“一”端Bz将阻值为R的电阻平分一半，而“ol.端B.是动点。将直流电源输出端正极接到电阻箱的二个“)端，+二=-TK带’(1)由于永磁电动机的振动，若采用第一种方法来测试永磁电动机的堵转转矩，则极易造成仪器仪表损害和机壳断裂:若采用低电压方法则会造成测量误差很大。因此为准确测量永磁同步电动机的堵转转矩，应寻求一种新的方法。…补〕、诵’们400.oonheat},)}roo}aoo’枷’咖图2T-。曲线r1r,1‘fW,ir'-ftuo.v.“‘图3堵转特性曲线3反转法测试过程反转法就是先使永磁同步电动机反转，然后改变永磁同步电动机电源的相序，使电动机减速至零，再正转起动。测试从反转到正转起动过程中的转矩-转速特性曲线，则曲线与纵轴的交点即为堵转转矩。图4为测试原理图。(1)起动被试电机，其拖动的直流电机I随着励磁电流的增加而开始发电。调节励磁时，监视电压表Vi的读数，使得U,<_U-(2)起动异步电动机，其拖动的直流电机2随着励磁电流增加而发电。励磁的调节，应在监视电压表V2的读下进行，调到仇略低于叭时，停it调节。这里要注意的是直流电机2的励磁倒向电路，接361电气技术2007年第10期上，负极接到“一”端，即B:，而直流电机2的励磁端B接到电阻箱的“V端，Bz接到。这时由于Bz处于直流电源的中点，若要使直流电机2的U2达到额定电压，励磁电源需要输出2倍的励磁电压。图4反转法测试T-n曲线试验线路图图5直流电机2的励磁倒向电路(3)在确保仇与U2同极性时，吸合控制按钮K，，完成并网然后启动记录仪开始记录(4)测取被试电机的转速下降曲线:迅速减小直流电机2的励磁，即B端由“+”向“一”滑动，这时U2迅速降低，U,与U2电压差迅速增大，被试电机的负载随之迅速增加，如果功率匹配，电机转速也由同步转速迅速滑向零点(见图6中的曲线1部分)。当Bl滑过“一”端后，直流电机2的励磁倒向，随着B，的负向滑动，由于n趋于零，U趋于零，姚负向增大，迫使直流电机1反转，被试电机亦反转。(5)电机一旦反转，立即改变励磁调节方向即B,反向滑动，使被试电机恢复正转(6)继续滑动B,，以测取被试机的转速上升曲线(见图6中的曲线2)(7)当卸载完成，被试电机转速回复到同步转速，曲线测试结束。S)在起动过程中，被试电机的端电压如有变化，必须进行电压值修正，因此应同时测出电压变化曲线。(下转第40页)永磁电机专题行。电机的温升:0=104.4K最高运行温度(164.4C)满足设汁要求<180C.散热通风达到预期效果。结构进行优化。通过理论计算分析和试验研究，解决了以下技术问题，可以为类似电机的设计提供借鉴和参考:(1)高速直流无槽永磁电机的电磁设计分析;(2)该型电机的换向问题;(3)电机的散热和通风。图5试验线路图表2负载试验数据输入电压U(V)愉入电流1,(A)输入功率P,(w)输出电压Ua(V)输出电流I,(A)输出功率Pz(W)参考文献lt，}145.0}4988}7232.6}:3947,686196.25380口，唐任远等.现代水磁电机一理论与设计.机械工业出版社，1997.许实章电机学.机械工业出版社，1978.陈世坤电机设计机械」业出版社，1982.ANSYS电磁场分析指南美国ANSYS公司北京办事处，1998.张国瑞有限单元法.机械工业出版社_19903[4[，勺转速(dmin)火花等级电机温升(K){，专104.4514结论作者简介柳长江(1976-),男.工程师，武汉船用电力推进装置研究所.研究方向:电机设计本文介绍的高速直流无槽永磁电机应用场合特殊，具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高、高能功率密度大等特点。在设计过程中，我们采用了场路结合法进行电磁设计，应力场分析法对电机的〔上接第36页)4测试结果及修正图6为采用反转法实测的某合永磁同步电动标交点的平均值作为堵转转矩。换算到额定电压UN时的堵转转矩TKn公式为:机的T-n.U,n曲线和I,n曲线，图中CH2为T-。曲线;CH3为认一。曲线;CH4为1，一，曲线。TKN-Tx(UNIU.)2(2)式中UN为额定电压(V);UK为堵转时的实际电压(V);TK为试验电压为UK时测得的堵转转矩CNm)5结论通过试验验证，不仅测出了堵转转矩，也测出了起动过程中的最小转矩如果能使用瞬态转矩传感器，更能测出其瞬态转矩一转速曲线。说明反转法测试永磁电动机的转矩是可行的，该方法避开了..扮，〔钾1加永磁电动机由于振动带来的测试问题，提高了测试的精度，保证了仪器、仪表和电机的安全。参考文献图石用反转法实测的T-n曲线从实测曲线可以看出，T-n特性曲线中的上升曲线和卜降曲线是不重合的，取两条曲线与纵坐III唐任远等.现代水w电机R论与设计([i7.第二版.北京:机械工业出版社.1997.401电，技术2007年第10期
