[发明专利]电机性能测试中负载电机的被动加载方法

权利要求书

1.一种电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于：被测电机拖动负载电机构成转动系统，负载电机执行转速闭环控制、外特性限幅控制和力矩闭环控制过程；转速闭环控制的输出需要经过外特性限幅控制进行修正，修正结果作为力矩闭环控制的期望值，负载电机输出该期望力矩对被测电机进行加载，模拟不同种类的实际负载的阻力特性。

2.根据权利要求1所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于：负载电机转速闭环控制中，电机转速设定值和转速反馈值输入转速比例-积分调节器，对这两者的差值进行比例-积分控制；当和相等时，调节达到平衡，比例-积分调节器的输出保持不变；当和不相等时，调节失去平衡，比例-积分调节器的输出动态变化以达到新的平衡。

3.根据权利要求1所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于：外特性限幅控制用于对转速比例-积分调节器的输出值进行修正，外特性限幅控制的输出值是力矩闭环控制的期望值，期望值必须小于或等于负载电机本身的峰值力矩限制；负载电机模拟不同种类的实际负载时，负载电机输出力矩的期望值必须小于或等于所模拟负载的阻力特性限制。

4.根据权利要求3所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于：当外特性限幅控制与负载电机本身峰值力矩限制相同时，可实现传统测功机的功能；当外特性限幅控制与实际负载的阻力特性相同时，且转速闭环控制的设置为0rpm，当大于0rpm时,速度比例-积分调节失去平衡，调节器输出值超过负载电机的外特性限幅，外特性限幅控制对调节器输出值进行修正，按实际负载的阻力特性输出期望力矩。

5.根据权利要求1所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于：负载电机力矩闭环控制中，以永磁磁阻同步电机为负载电机，负载电机输出力矩的期望值和电机控制电流的期望值、满足式（1）约束关系；通过对负载电机的控制电流期望值、和控制电流反馈值、进行比例-积分闭环控制，当电流反馈值和期望值相等时，负载电机输出期望力矩，从而对被测电机进行加载，间接实现了力矩的闭环控制；

                                   （1）

式中：为负载电机输出力矩的期望值，为负载电机极数，、分别为电机控制中直轴电流分量和交轴电流分量，、分别为负载电机的直轴电感和交轴电感，为负载电机磁链。

6.根据权利要求5所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于：负载电机控制电流的期望值、相互之间存在式（2）、（3）、（4）约束关系，给定负载电机输出力矩的期望值，结合式（1）得到最优的、控制电流的期望值；

              （2）

                         （3）

                                                 （4）

式中：、分别为电机控制中直轴电流分量和交轴电流分量，、分别为负载电机的直轴电感和交轴电感，为负载电机磁链，为负载电机定子绕组的电阻值；表示微分算子，为负载电机旋转磁场的同步角速度，为负载电机合成电压矢量的最大值，为负载电机合成电流矢量的最大值，为负载电机控制中定子的直轴电压矢量，为负载电机控制中定子的交轴电压矢量。

7.根据权利要求5所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于：采集负载电机的三相电流、、，通过坐标变换式（5）、（6），得到负载电机控制电流的反馈值、；

                   （5）

                                   （6）

式中：、、为负载电机的三相电流，为旋转坐标系轴和静止坐标系轴的夹角，、为负载电机三相电流通过坐标变换后在两相静止坐标系的电流分量，、为负载电机在两相静止坐标系的电流分量通过坐标变换后，在两相旋转坐标系的电流分量。