永磁同步电机反电动势

根据电磁学定律，当磁场发生变化时，附近的导体会产生感应电动势，其方向符合法拉第定律和楞次定律，与原本施加在线圈两端的电压刚好相反。这个电压就是反电动势。在永磁同步伺服电机中，只要电机在旋转，必然会有线圈切割磁力线，所以会有反电动势。反电动势用E1表示，其有效值计算如下:

其中包括:

KE——为比例常数；

FN——定子电流的频率；

NL——每相定子绕组的匝数；

ф——主磁通的幅值。

一.反电动势的决定因素

转子角速度

转子磁铁产生的磁场

定子绕组的匝数

电机在设计的时候，转子磁场和定子绕组的匝数都是确定的，所以决定反电动势的唯一因素就是转子角速度，或者说转子转速。随着转子转速的增加，反电动势也增加。

二、反电动势测试方法

根据永磁交流伺服电机通用技术条件的描述，我们一般用反电动势常数来评价永磁同步电机。反电动势常数是永磁同步电机的一个非常重要的技术参数，它关系到电机的运行性能和控制器的设计。因此，在永磁同步伺服电机的生产中，需要准确测试这一参数，通过标准的测试方法验证设计的产品是否满足技术要求。

GB/T 50349《永磁交流伺服电机通用技术条件》规定，将被测电机拖动到技术条件书中规定的某一转速N，然后用示波器观察其波形，通过计算电压和转速即可得到反电动势常数(Ke)，并要求Ke满足《永磁同步伺服电机技术条件》。

图1:反电动势测试平台

如上图所示，使用的是永磁同步伺服电机反电动势测试平台。根据测试标准要求，电机伴随电动运行，被测电机运行速度空拖至N；转速传感器完成转速测试，WP4000变频功率分析仪完成被测电机线反电动势U测试。

测试时，在电机空负载转速为n的情况下测量线性反电动势U，通过下式计算反电动势常数，验证是否满足技术要求。

其中:

ke-反电动势常数，单位为伏特每弧度减一平方秒(v/rad *-1s)；

U——电机线反电动势，单位为伏特(V)，正弦波驱动电机的线反电动势有效值，方波驱动电机的线反电动势幅值；

N——被测点的转速，单位为转/分钟(r/min)。

该方案选用WP4000变频功率分析仪完成反电动势和速度测试，并采用有效的同步手段保证电参数和非点参数的同步测试。同时WP4000变频功率分析仪开放原始数据端口，前端采集的原始波形数据可以通过以太网直接与上位机共享，完全可以替代示波器的要求。反电动势常数测试可以通过自定义分析软件直接完成，满足了伺服电机测试系统自动化测试的要求。