Identification of Three-Phase IPM Machine Parameters Using Torque Tests

Abstract

Abstract-This work presents a simple method for obtaining the main parameters, such as the torque constant and the d-and q-axis inductances Ld and Lq, for a brushless internal permanent magnet motor by measuring the machine torque during testing. These tests are relatively simple to carry out compared to other test procedures described in the literature and do not require sophisticated and expensive test equipment nor they are affected by temperature effects as happens with other techniques. The machine under test is supplied through a dc supply at different rotor positions. The shaft torque is measured through a torque sensor during the tests. The test current magnitude is varied to take care of the saturation effects. From the measured torque data and known rotor position, the required parameters can be obtained. Tests performed on two different internal permanent magnet machines confirm the validity and effectiveness of the proposed method.

Inductance Testing for IPM Synchronous Machines According to the New IEEE Std 1812 and Typical Laboratory Practices

“…A special note is due to a recently proposed method which relies on dc excitation and static torque measurements for the determination of the difference between q− and d− axes inductances, L q −L d [35]. The value of L d , for example, from a short circuit test, would allow L q to be determined separately.…”

Identificación de parámetros en tiempo real de un motor de CD de imanes permanentes sin escobillas

“…En la actualidad no se cuenta con una metodología estándar para determinar parámetros de máquinas BLDC. En general, los parámetros pueden estimarse a partir de la información de diseño de la máquina, o extraerse de mediciones experimentales [10]. En 2015 la IEEE publicó una guía para la determinación de parámetros de máquinas de imanes permanentes que abarca algunas de las pruebas tradicionales de máquinas eléctricas: medición de resistencia de los devanados, pruebas de cortocircuito, en vacío y con carga, tanto en régimen estacionario como transitorio [11].…”

“…Los resultados de la estimación de posición y velocidad mejoran significativamente cuando consideran una resistencia adaptativa y no constante. En [10] se proponen estrategias para estimar la relación de inductancias y la constante de fuerza contraelectromotriz con pruebas de cortocircuito, donde se desprecia la resistencia de los devanados de estator, sin embargo, el autor propone realizar la prueba utilizando también un wáttmetro si la resistencia no puede despreciarse. Un inconveniente con esta prueba es que el autor utiliza un PMSM, por lo que no es la manera ideal para determinar la resistencia de un motor BLDC, dado que las pruebas determinan los parámetros para un modelo de dos ejes.…”

“…Una vez más se toma ventaja de que a rotor bloqueado la máquina se convierte en un circuito RL, cuyos parámetros transitorios están bien caracterizados en la teoría clásica de sistemas dinámicos. En [10] se presenta la identificación de las inductancias de un PMSM. Debido a la distribución y alimentación senoidal de los devanados, es posible realizar una transformación del modelo trifásico de estos motores a una representación en dos ejes: directo d y cuadratura q [25].…”

“…Esta prueba se realiza en [12] a velocidad nominal. Si se cuenta con medidores de par, como una opción alternativa para determinar experimentalmente este parámetro, se puede utilizar la metodología presentada en [10] que se describió en la sección anterior. De las mediciones de par, corriente y el ángulo del rotor se obtienen tanto las inductancias como la constante de fcem.…”