HIOKI功率計解析PMSM Ld/Lq測量方法
永磁同步馬達或稱永磁同步伺服電機(PMSM ,permanent-magnet synchronous motor)是指一種轉子用永久磁鐵代替繞線的同步馬達,其由兩個主要部分組成:定子(stator)和轉子(rotor);定子包含三相繞組,當定子繞組接入平衡的三相電壓時,會產生旋轉磁場,而轉子內含有永久磁鐵,會產生自己的磁場,當轉子與定子的磁場互動時,即會產生扭矩,進而驅動電動機旋轉。在現今強調節能的時代,因其高效率、高功率密度和高穩定性而成為理想的動力選擇。
2. 電動機類型:
PMSMs 分為表面永磁體同步電動機(SPMSM)和內置永磁體同步電動機(IPMSM):
SPMSM(下圖右):磁鐵安裝於轉子表面,透過特殊的輪廓設計,可以實現磁通路的對稱氣隙磁阻,因此 d 軸和 q 軸的自感值相等(Ld=Lq),其結構、控制較為簡單且製造成本較低,可用於於快速響應之伺服電機等場合,但因其效率及功率密度較為不足,因此不適用於性能要求較高之場合。
IPMSM(下圖左):將磁鐵嵌入轉子中,因為IPMSM本身磁通分布造成dq軸的電感差異(Lq>Ld)進而產生電磁轉矩跟磁阻轉矩這兩項力矩輸出,能輸出比SPMSM更大的扭矩,更適合應用於電動車、飛機和家電等,為了最大化 IPMSM 的輸出扭矩,準確識別 d 軸和 q 軸的自感值至關重要,以便有效控制感應扭矩,透過HIOKI功率計PW8001或PW3390即可輕易獲取,本篇文章即會分享兩種機款獲取Ld、Lq數值之設定方式。
3.HIOKI PW8001與PW3390簡易介紹:
HIOKI PW8001 是一款高精度電力分析儀,專為電力系統監控和分析設計。它能提供精確的電壓、電流、功率等多項電氣參數測量,最大頻寬可達5MHz,且其通道為模組化設計,可隨使用者需求調整通道數量,最多可達8個通道同時測量。儀器擁有大容量數據儲存,並可通過電腦進行詳細分析。操作簡便,適用於各類電力設備測試,幫助用戶優化能源效率和進行系統診斷。
PW8001產品詳細介紹:https://www.donho.com.tw/hioki-pw8001.html
PW3390是一款高精度、寬範圍的功率分析儀,用於測量從直流到馬達驅動器頻率(最高200kHz)的電力,提供4個
輸入通道,以卓越的精度支援高達4000A AC/DC的單相和三相逆變馬達系統。

PW3390產品詳細介紹:https://www.donho.com.tw/hioki-pw3390-power-analyzer.html
4.HIOKI PW8001及PW3390獲取Ld、Lq等參數方式
PW8001量測Ld、Lq方式:
PW8001可透過內建UDF功能同步計算Ld、Lq、Id、Iq等參數,首先量測線圈電阻與計算Ke常數,
再將計算公式設定進去即可輕鬆獲得各項參數,範例如下圖所示:
PW3390量測Ld、Lq方式:
由於PW3390本身無UDF功能,故無法使用主機本身直接計算量測,但可以透過通訊將量測數據同步
傳至電腦,再藉由Gennect One軟體的即時運算功能將數據運算得到Ld、Lq、Id、Iq等參數,實際做法
也是先量測線圈電阻與計算Ke常數,並設定好需同步之數據,最後再將計算公式設定進去Gennect One
軟體即可,實際範例如下圖所示:
如對馬達量測或是相關產品有什麼疑問及需求歡迎洽詢本公司~