一、引言

　　该公司是一个皮带机生产为主的企业，其依靠山东矿大的学术环境以及技术氛围，在皮带机、传输机方面有着不错的建树。近期开始进军高极对数的永磁同步电机驱动领域，特别是在高压永磁同步电机方面，目前已经成功完成10KV 30对极的永磁同步电机项目，主要应用在皮带机上可以直接驱动皮带机，省掉皮带机的变速箱，从而节省体积。

　　本文主要结合深圳英威腾高压变频器在其加载系统上的实际应用情况，对高压变频器在永磁同步电机上的应用特点和注意事项进行简要介绍。

　　二、项目介绍

　　该公司为了测试电机以及变频器，做了一个对拖实验平台;并且购买了我司两台高压变频器，一台是两象限高压变频器GD5000-B2240-10-S，一台是四象限高压变频器GD5000-B2500-10-SR。用我司的高压变频器做加载用。其主回路方案如下：　　

 

　　基本试验原理如下：

　　QF1合闸，电网电源经10KV母线提供试验电源，两象限变频器给拖动电动机M1供电，其同轴联接的电机M2经四象限站用变频器联接至电网。负载电机M2及四象限站用变频器采用成熟的技术，具备预置转矩功能。联接试验系统中的电气线路保证电能流向可逆，以满足今后被试变频器的四象限运行试验。试验回路如下：

　　供电电源10KV母线→两象限变频器→输出开关柜→M1→M2→输出开关柜→四象限限变频器→回馈10KV母线，此时系统由电网吸取能量仅为所有参与、被试设备的损耗。

　　三、变频器应用情况

　　1. 调试项目

　　1) 参数自学习。

　　说明：此项目是为了测试电机生产与设计值是否相符和，针对对象为电机。

　　2) 空载测试。

　　3) 采用盘式制动器加载测试。

　　说明：此项目模拟的是变频器重载启动，主要测试变频器的重载启动能力。

　　4) 采用四象限变频器加载测试。

　　说明：此项目主要测试变频器的转矩控制性能、变频器的过载能力、电机的过载能力、温升。

　　5) 测试不同频率下电机的恒转矩特性曲线。

　　说明：此项目主要针对电机的项目。

　　6) 测试电机的弱磁能力、变频器的弱磁控制能力。

　　2. 实验情况

　　2.1 概述

　　同步电机分为电励磁和永磁，按照磁极分类：隐极式和凸极式。隐极式电机交轴电感等于直轴电感，多试用于高速同步发电机;凸极式电机交轴电感不等于直轴电感(对于永磁同步电机来说，一般是交轴电感大于直轴电感，对于电励磁电机来说，一般是直轴电感大于交轴电感)，多用于低速发电机和同步电动机。

　　电机有正常工作状态和弱磁状态，电机一旦进入弱磁状态变频器输出电压不再改变，一般为电机额定电压。而电机电流增大，超过额定电流，速度增大时电磁转矩减小，电机功率为恒功率，所以有人把弱磁调速又叫做恒功率调速。

　　弱磁状态最直接的现象是电机的反电动势高于变频器输出的电压。电机进入弱磁后，变频器必须也要进入弱磁控制状态，即通过对电机的Id和Iq进行调节，控制Id<0,使q轴上的感生电势变小，使电机转速达到额定转速以上运行，一般适用于基频以上的恒功率调速。

　　2.2 实验步骤

　　永磁同步电机的调试步骤分为参数自学习、寻找磁极位置、启动三大步：

　　2.2.1 参数自学习

　　对于同步电机，首先要进行参数自学习，学习的内容有定子电阻、定子交轴电感(或称q轴)、直轴电感(或称d轴)、反电动势。参数自学习的准确与否直接关系到变频器的输出电压是否准确。

　　原理：

　　其中，Id和Iq为变频器实际可以控制的量，Xd、Xq为电机的直轴、交轴电感，为电机固有参数。U为电机的反电动势，ra为电机的定子绕组。

　　自学习方法：动态自学习方式。

　　现场参数自学习的结果比较：