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圖1 使用反電動勢常數方法進行電機下線檢測 圖2 測試流程 2.電機下線檢測-無負載變轉速驅動（手動旋轉電機）通過計算反電動勢常數的方式進行電機下線檢測非常便捷，但存在以下兩個問題：1）如果電機繞組生成的反電動勢是非正弦信號，那么基于反電動勢常數方式計算出的磁通量是不正確的，無法正確評估電機的組裝和生產質量。

此次在線研討會將圍繞電機電橋反電動下線檢測展開，包含以下內容： 背景介紹：反電動勢和電機電橋角度傳感器 案例分析： 電機反電動勢下線檢測 – 無負載恒轉速驅動 電機反電動勢下線檢測 – 無負載變轉速驅動 二合一電橋下線檢測 – 無負載和有負載測試

V型結構引起的磁阻轉矩，可以提高電機的功率密度和過載能力，能夠提供穩定的動力輸出，滿足電動汽車的行駛需求。V型結構內置式永磁同步電機仿真APP可實現V型結構內置式永磁同步電機仿真計算，得到電機的磁密云圖、磁力線、磁鏈、反電動勢、電磁轉矩、永磁體渦流損耗、鐵芯損耗等結果。

電機的主要參數如表1所示：表1 電機參數圖1 電機剖分后的模型 2.1 空載特性分析 首先，有限元分析了該電機模型的空載特性，包括求解空載反電動勢，反電動勢的諧波含量，氣隙磁場中的徑向磁密分布。永磁同步電機空載時，由于電樞電流很小，電機內僅有永磁體所建立的永磁磁場（主磁場和漏磁場)。

使用轉子位置傳感器的永磁同步電機磁場定向控制無位置傳感器的 PMSM 的磁場定向控制自 20 世紀 70 年代以來，由于微處理器的快速發展，無刷交流電機的無傳感器矢量控制方法開始得到發展。用于估計角度的第一種無傳感器方法基于電動機在旋轉過程中產生反電動勢的特性。電機反電動勢包含有關轉子位置的信息，因此，通過計算靜止坐標系中的反電動勢值，可以計算出轉子的位置。

由表5可知：(1)定子齒開輔助凹槽，對氣隙磁場波形起到改善作用，降低了空載反電動勢中諧波含量，AFPM電機與RFPM電機空載反電動勢諧波畸變率均有所下降，其中AFPM電機波形正弦性較好；(2)AFPM電機與RFPM電機輸出功率均有所降低，但AFPM電機比RFPM電機功率密度高13.19%；(3)兩種不同拓撲結構電機的效率基本相同。

圖5 混合式磁鋼電機HM2空載反電動勢及諧波 圖6 混合式磁鋼電機HM3空載反電動勢及諧波 HM2和HM3空載反電動勢基波幅值分別為103.6 V和91.54 V，與原電機HM1空載反電動勢164

下載地址：永磁同步電機三個關聯參數轉矩系數Kt、反電勢系數Ke、磁鏈Phi之間的關系

無傳感器控制是一種流行的技術，因為它簡化了電機的機械設計，但一個缺點是電機靜止時不會產生反電動勢，而電機低速運行時則很少。這使得控制器難以確定線圈的位置。 針對低成本BLDC安裝，德州儀器（TI）推出了InstaSPIN-BLDC電機控制技術來解決這一問題。

在額定轉速下求解出電機空載反電動勢如圖8所示。直觀看出該電機空載反電動勢具有較高的正弦分布，同時對其進行FFT分析，諧波含量較少，這表明電機設計斜極繞組、槽極參數的合理性。

3.1.2 反電動勢的示意圖，三相電流也是類似曲線在繞組中，需要考量IGBT最高允許工作電壓，并且保留安全余量，特別是最高工作轉速的時候，反電動勢過高，弱磁控制時需要直軸電流越大，影響擴速范圍。 通過FFT諧波分析來優化反電動勢波形，優化NVH指標。 ? 3.1.3 電機電磁仿真剖視圖，48槽8極,每槽4導體；轉子繞線單極集中繞線。

反電動勢測試：檢查電機三相電壓平衡度，有比較大反電勢測試速度（如0.5m/s）或電壓量程（如800V）的要求。振動/噪音測試：包括加速度、速度、位移的測量范圍和精度（如±5%）。電感測試：測試范圍可從1.0uH到1000.0mH，并指和定測試頻率（如100Hz, 1kHz）。

然后針對仿真數據進行分析，分別計算最大輸出功率、最大轉矩、反電動勢系數KE值以及永磁體體積，并分別計算功率磁鋼體積比、轉矩磁鋼體積比、以及反電動勢系數磁鋼體積比，比較各轉子方案性能優勢及經濟性。2.2 研究過程2.2.1 建立模型根據表1的性能指標，進行5種轉子拓撲結構的計算：三角形、混合型、切向型、V字形及一字形等，具體結構及交直軸分布如圖2所示。

圖7 電機氣隙磁密3D分布4.3 空載反電動勢分析空載反電動勢波形對電機設計有重要參考價值。在額定轉速下求解出電機空載反電動勢如圖8所示。直觀看出該電機空載反電動勢具有較高的正弦分布，同時對其進行FFT分析，諧波含量較少，這表明電機設計斜極繞組、槽極參數的合理性。

永磁同步直線電機仿真APP通過更改模型尺寸、材料參數、驅動設置等選項，可計算得到磁感應強度云圖、反電動勢曲線、推力等結果。

但電動汽車上的電機往往采用分布式繞組，主要是考慮到分布式繞組與集中式繞組的反電動勢特性不同。 如上圖所示，分布式繞組的電機的反電動勢電壓呈正弦曲線，而集中式繞組的電機的反電動勢電壓呈梯形曲線。

正向斜槽數為0.25和0.75時，電機的空載電動勢幅值分別為108.18 V和99.23 V；反向斜槽數為0.75時，電機的空載電動勢幅值為110.33 V；通過傅里葉分解計算空載電動勢的諧波畸變率，正向斜槽數為0.25、0.75與反向斜槽數為0.75時，電動勢諧波畸變率分別為5.30%、1.28%和4.16%。

軸向磁通電機仿真APP可軸向磁通電機仿真計算，得到電機的磁密云圖、磁密矢量、磁鏈、反電動勢、齒槽轉矩等結果。

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