数字式异步电机转矩转速测量装置的研制.pdf

第2 7 卷第2 期 水 　电　能 　源 　科 　学 Vol . 27 No . 2 2 0 0 9 年 4 月 Wat er Resources and Power Ap r . 2 0 0 9 文章编号 : (2009) 020 19 103 数字式异步电机转矩转速测量装置的研制 杨红权 　易长松 　吴希再 (华中科技大学 电气与电子工程学院 , 湖北 武汉 430074) 摘要 : 在异步电机高性能矢量控制或电机测试系统中 ,为更好地研究异步电机控制方案对电机转矩 、转速等 参数的采集 、存储 、显示 ,研究了一种用于实验室基于软件技术的改进型数字式异步电机转矩转速测量装置 , 通过对异步电机基本参数测量即可实现转矩转速的测量 。实验结果表明 ,该转矩转速测试装置精度高 、抗干 扰能力强 、操作简单 ,大大提高了测量装置的可靠性和寿命 ,降低了测量装置的成本 。 关键词 : 异步电机 ; 转矩转速测量 ; 传感器 ; 80C196 KC 单片机 中图分类号 : TM306 ; TP2 12 文献标志码 : A 　　随着计算机辅助设计技术、微机电系统、信息 变形引起贴在扭轴表面的电阻应变片阻值变化 , 理论及数据分析算法的不断涌现 ,传感器系统正朝 通过传感器转换为相应电信号形成应变型转矩传 着微型化、智能化和多功能化方向发展 。转矩 、转 感器 ,该信号使用方便 、精度高 、易于集成[ 1 ] 。平 速测量是电机产品研究开发、测试分析 、质量检验 衡力法是通过外加已知并与被测转矩方向相反的 等必不可少的内容 ,转矩 、转速又是各种旋转机械 转矩 ,当传动轴静止或匀速转动时外加转矩与被 动力输出的重要参数 ,通过测量电机的转矩 、转速 测转矩相等 ,方法简单 ,但必须通过另一种方法测 可分析机构的受力状况和物理现象的机理 。传感 量外加转矩或力及力臂 , 因此引入了测量累计误 器作为转矩 、转速测量仪器的核心部分 ,决定仪器 差[2 ] 。能量转化法是通过能量守恒原理间接测量 的主要性能指标 。随着低功耗微电子技术的发展 , 转矩 ,不易实现 。 各类转矩传感器性能越来越好 ,测量精度越来越 上述均为机械式传感器 ,将扭矩大小转为物 高 ,但以往的转矩传感器均属于结构型传感器 ,均 理参数变化测量 ,体积大 、耗材多、易损坏 、维修量 需利用弹性元件的机械变形 。鉴此 ,本文研究了一 大 、成本高 。采用电参量对电机转矩测量时需已 种基于软件技术的改进型异步电机转矩转速测量 知电机基本参数 ,采用电压模型法和电流模型法 方法 ,通过测量异步电机端口输入电压 、电流、定子 对磁链和转矩观测时 ,又由于定子 、转子电阻在运 电阻等基本参数 ,建立了异步电机稳态运行数学模 行中受温度影响较大 ,致使观测结果误差大 。本 型即状态方程 , 以此计算异步电机的转矩转速 。 文采用转矩测量方法就避免了此影响 ,提高了测 量精度 。在任意旋转坐标系中 , 以异步电机定子 1 　异步电机转矩测量原理 电流 、转子磁链为状态变量建立电机稳态方程为 :