温度对永磁同步电机反电动势值的影响

原创 孙玲玲，王佩琦 EDC电驱未来 
 

永磁同步电机在设计和使用过程中，有许多需要测试的项目。其中，反电动势的测试关系到永磁同步电机运行性能及控制器的设计工作，因此在永磁同步电机生产中，反电动势测试被广泛应用。

 

 

反电动势简单来说，是指与电源的电动势方向相反的电动势。反电动势过大或过小都会对电机的性能有一定的影响，控制不好，会损坏电气元件。而它的决定因素有转子角速度、定子绕组的匝数、转子磁体产生的磁场、气隙。在电机设计与生产完毕后，唯一能决定反电动势的因素是转子角速度。本文通过在不同水温下测试反电动势的方式，探究温度对反电动势值的影响。

1 试验原理

本次试验采用原动机 (测功机)拖动法，被测电机不通电，测功机拖动被测电机旋转，待转速稳定后，用示波器采集U、V、W两两之间的电压 (均方根)。试验所用电机为水冷式永磁同步电机，在不同水温下测试此电机的反电动势，进行比较与分析。

2 试验研究

试验所用电机的主要参数如下：额定电压540 V，额定转速2 800 r/min，峰值转速6 000 r/min，峰值功率85 kW。将水箱水温分别设置在20℃、30℃、40℃、50℃，每次水温维持1.5～2 h，使电机内部温度与水温基本一致后，再进行反电动势测试。最终测试数据详见表1～表4。

表1 20℃的反电动势值

表2 30℃的反电动势值

表3 40℃的反电动势值

表4 50℃的反电动势值

根据不同水温下的反电动势平均值，得出图1的曲线。

从图1可以初步看出，低转速时水温对反电动势值影响较小，但随着转速升高，影响逐步增大。

图1 不同水温下的反电动势曲线

在同一转速、不同水温下的反电动势进行对比，得到图2～图7的曲线。

图2 1 000 r／min时的反电动势曲线

图3 2 000 r／min时的反电动势曲线

图4 3 000 r／min时的反电动势曲线

图5 4 000 r／min时的反电动势曲线

图6 5 000 r／min时的反电动势曲线

图7 6 000 r／min时的反电动势曲线

从这些图中，可以分析得出以下2点。

1)同一转速下，水温越高，反电动势值越小。

2)转速越高，反电动势受水温影响越大，反电动势值基本成比例下降。

3 结论

通过在不同水温下测试同一台电机不同转速的反电动势，进行比较与分析。最终得出如下结论。

1)转速越高，反电动势值越大。

2)同一转速下，水温越高，反电动势值越小。

3)低转速时水温对反电动势值影响较小。但随着转速升高，影响逐步增大，反电动势值基本成比例下降。

4)温度对反电动势值有影响，对于水冷式永磁同步电机，应尽可能在常温环境且水温较低时测试反电动势。